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Vorrichtung, die zwei hintereinanderliegende, brechende Keile enthält,
die in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet und zu gegenseitiger Drehung miteinander
gekuppelt sind. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die zwei brechende
Keile enthält, die in einem gemeinsamen Gehäuse hintereinander angeordnet und so
miteinander gekuppelt sind, daß sie gegeneinander gedreht werden können, und die
bei derjenigen Stellung der beiden Keile, bei der die Hauptschnitte der beiden Keile
miteinander zusarninenfallen und bei der die durch den einen Keil bewirkte Ablenkung
entgegengesetzten Sinn hat wie die durch den andern Keil bewirkte, einen hindurchgehenden
Strahl parallel zu seiner Eintrittsrichtung austreten läßt. Solche Vorrichtungen
werden z. B. verwendet, wenn es erwünscht ist, bei einem Zielfernrohr die Neigung
einer Ziellinie in einer die Drehachse der beiden Keile enthaltenden Ebene ändern
zu können, ohne daß eine Ablenkung aus dieser Ebene heraus er-, wünscht ist, oder
um bei einer Spektralvorrichtung im Beobachtungsfernrohr verschiedene Wellenlängenbezirke
nacheinander sichtbar werden zu lassen, ohne daß ein Wandern des dem- Beobachter
dargebatenen Bildes in der Richtung der Spektrallinien erwünscht ist. Ordnet man
zu einem solchen Zweck die beiden Keile so an, daß die Kupplung dafür sorgt, daß
sich die beiden Keile je von der erwähnten Stellung aus stets um gleiche Winkel
drehen, so bewirkt die Vorrichtung insgesamt nach einer gegenseitigen Drehung der
Keile um 18o° eine Ablenkung eines parallel zur Drehachse eingetretenen Strahles
in einer die Drehachse enthaltenden Ebene, -die auf der Ebene senkrecht steht, in
der die Hauptschnitte in der (oben näher bezeichneten) Anfangsstellung miteinander
zusammenfielen. Während jedoch bisher angenommen worden ist, daß der austretende
Strahl auch bei allen Zwischenstellungen der beiden Keile in der erwähnten Ebene
liege, hat die der Erfindung zugrunde liegende Untersuchung gezeigt, daß diese Annahme
unzutreffend war. Die Untersuchung hat gezeigt, daß eine Ablenkung des austretenden
Strahles aus dieser Ebene bei einer solchen Drehung stets eintritt; in hohem Maße
z. B. dann, wenn die Keile so angeordnet werden, wie dies bisher in der Regel geschehen
ist, nämlich so, daß die einander zugekehrten Endflächen der beiden Keile auf der
Drehachse senkrecht stehen.
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Um die Größe dieser soeben erläuterten, im allgemeinen unerwünschten
Ablenkung zu beleuchten, sei über das in Abb. r der Zeichnung dargestellte Keilpaar,
das eine der bisher gebräuchlichen Formen eines solchen Paares von Keilen zeigt,
und zwar eines Paares von achromatischen Keilen, folgendes bemerkt. Dabei ist angenommen,
daß die Winkel ral, a_, v.3, a." ß1 und ß, die in der Zeichnung verinerkte Bedeutung
haben und die Brechungsziffer si." n_, zaz und ia, der vier Teile I, II, III und
IV der beiden achromatischen Keile I, II und 11I, IV für die D-Linie folgende Werte
haben: a1 - a.@ - 22,230 a= - a@ - 1o,54° ßi=ßa= 1,69" -ai-a.=-a.4-aa 1,5163 71.2
- 42@ - 1,6129.
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Den angegebenen Winkelbeziehungen nach stehen also die Austrittsfläche
des Keiles II und die Eintrittsfläche des Keiles III auf der Drehachse oo senkrecht.
Dreht man die Keile aus der gezeichneten Stellung, die der obenerwähnten Anfangsstellung
entspricht, den einen in dein einen, den andern in dem entgegengesetzten Sinne,
je um 9o°, so erhält ein parallel zur Drehachse oo in den Keil I eintretender Strahl
durch das Keilpaar gegen die Drehachse in der die Drehachse enthaltenden zur Zeichenebene
senkrechten Ebene eine Neigung von 1o,37°. Anstatt daß jedoch dabei der austretende
Strahl stets in dieser Ebene bleibt, erfährt er in der Zeichenebene eine Ablenkung,
die ihren größten Wert dann
erreicht, wenn sich jeder Keil gegen
die in Abb. i gezeichneten Stellung um 55° gedreht hat, und zwar beträgt dieser
größte Wert 5, 29...
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Führt man die Keile so aus, -daß die Neigung in der die Drehachse
enthaltenden zur Zeichenebene senkrechten Ebene rund 2o° beträgt, so steigt die
unerwünschte Ablenkung bis auf 52', und für eine Neigung von 30° steigt diese -Ablenkung
fast bis auf 40.
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Die unerwünschte Ablenkung rührt daher, daß ein Strahl, der bei einer
beliebigen Dreh-"tellung der beiden Keile den einen in dessen Hauptschnitt durchsetzt,
den andern nicht'im Hauptschnitt durchsetzt, und zwar ist bei einer beliebigen Drehstellung
die Wirkung in ,ler Regel so, daß die unerwünschte Ablenl:ung, die ein Strahl, der
den einen der beiden Keile im Hauptschnitt durchsetzt, durch den nicht im Hauptschnitt
durchsetzten Keil erleidet, zwar der unerwünschten Ablenkung, die durch den im Hauptschnitt
durchsetzten Keil hervorgerufen ist, entgegengesetzt ist, jedoch dabei größer als
diese Ablenkung ist.
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Ein Mittel, das erlaubt, die unerwünschte Ablenkung sehr starlz zu
vermindern, besteht darin, daß man den einen der beiden Keile so ausbildet, daß
die Ablenkung, die er einem von der Seite- des andern Keiles her in die Vorrichtung
eintretenden Strahl erteilt, bei einer gewissen Drehstellung der beiden Keile ein
Minimum? aufweist. An welcher Drehstellung man zweckmäßig dieses Minimum auftreten
läßt, hängt davon ab, um welchen Winkel überhaupt die beiden Keile gegeneinander
sollen verdreht werden können. Im allgemeinen ist es bei der neuen Ausbildung des
Keilpaares n.öglich, zu erreichen, daß die unerwünschte Ablenkung außer bei der
Drehstellung, bei der die beiden Keile um 18o° (gerechnet von der Anfangsstellung
aus) gegeneinander verdreht sind, noch bei einer andern Drehstellung den Wert Null
hat.
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In Abb.2 der Zeichnung ist ein Beispiel eines der Erfindung entsprechenden
Keilpaares dargestellt. Die maßgeblichen Größen haben dabei folgende Werte: a1
= a4 = I0,7°
a2 = us = 22,75 0 @@ = ß4 = 6,770
f@2
= f@'s = 5,20° 4t1= 4z4 = i,,6129 ih = 4h3 = 1,5163.
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Dreht man hier die beiden Keile in entgegengesetzter Richtung je urn
9o° aus der gezeichneten Tage, so erhält ein .parallel zur Drehachse oo in den Keil
I eintretender Strahl gegen die Drehachse in der die Drehachse enthaltenden zur
Zeichenebene senkrechten Ebene eine Neigung von 10,33°, also nur ganz un-@eesentlich
weniger als bei dem in Abb. i dargestellten Fall, die Ablenkung in der Zeichenebene
schwankt hier jedoch nur zwischen 2,2" nach der einen und 0,3" mich der andern
Seite, die gesamte unerwünschte Ablenkung beträgt also nur 2,5".
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Gibt man den Keilen die Werte a, = u4 = 2I,56° a2 = as, = 45560 I'1.
= ß4 = 14,3-.c> t32 = ßu= 9630 72r =?z4 - 1,6129 n2 - 113
= 1,5163, so beträgt nach einer Drehung jedes der Keile tun 9o' die Neigung
in der die Drehachse enthaltenden zur Zeichenebene senkrechten Ebene 20,93°, und
die Ablenkung in der Zeichenebene schwankt zwischen 9,2" nach der einen und 4,8"
nach der andern Seite, die gesamte unerwünschte Ablenkung beträgt a1so -nur 14,o".
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Gibt mau endlich den Keilen die Werte a1 = a4 .,29",c' a2 =
as = 63,8o° f)1 = PJ4 = 22,640 h2 =J33 = 11,94" izl = 4t4
= 1,6129 4t2 - 4z3 = 1,5163 so beträgt nach einer Drehung jedes
der Keile um 9o° die Neigung in der die Drehachse enthaltenden zur Zeichenebene
senkrechten Ebene 3o,73°, und die Ablenkung in der Zeichenebene schwankt zwischen
151" nach der einen Seite und 122" nach der andern Seite, die gesamte unerwünschte
Ablenkung beträgt also nur 273" oder 4.' 33".
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In Abb. 3 ist noch ein der Erfindung entsprechendes Keilpaar dargestellt,
das sich von den drei in Abb. 2 dargestellten dadurch unterscheidet; daß bei ihm
die beiden Keile einander die Flintglasglieder zukehren. Die maßgeblichen Größen
haben dabei folgende Werte: a:, - a1 = --;:2,75 ° a2 - a3 - 10,78° fll
= l34 = 3,08° ß2=ß3= 8890 421= 4z4 = 1,5163 4t2 =42s = 1,6129. Hier
beträgt nasch einer Drehung jedes der beiden -Keile uni 9o° die \Teigung in der
die Drehachse enthaltenden zur Zeichenebene senkrechten Ebene 10,33°, und die Ablenkung
in der Zeichenebene schwankt zwischen 1,4" nach der einen und 1,4" nach der andern
Seite, die gesamte unerwünschte Ablenkung beträgt also nur 2,8".
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Daß bei den Ausführungsbeispielen der Er-
-findüng
die beiden Keile miteinander Übereinstimmen, ist ohne wesentlichen Belang.
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Ein anderes Mittel, das erlaubt, die unerwünschte Allenkung sehr stark
zu vermin-(lern, besteht darin, daß plan die Kupplung so ausbildet, daß sich die
beiden Keile gegen das Gehäuse mit verschiedener Winkelgeschwindigkeit drehen. Bei
Anwendung dieses Mittels müssen allerdings die Keile in der Regel so ausgebildet
werden, daß die größte gewünschte Ablenkung schon erzielt ist, bevor, N an der erwähnten
Anfangsstellung axus angefangen, der sich mit der größeren Winkelgeschwindigkeit
drehende Keil eine Drehung von 9o° ausgeführt hat. Für die Entscheidung darüber,
welchem Keil die größere Winkelgescbtvindigkeit zu erteilen ist, ist zu beachten,
daß bei gleicher Winkelgeschwindigkeit der beiden Keile, wie oben angegeben, bei
einer beliebigen Drehstellung ein den einen Keil im Hauptschnitt durchsetzender
Strahl durch den nicht im Hauptschnitt durchsetzten Keil eine größere uner@viinschte
Ablenkung erfahren würde als durch den im Hauptschnitt durchsetzten Keil. Um die
gesamte unerwünschte Ablenkung zu vermindern, ist es daher erforderlich, dem im
Hauptschnitt durchsetzten Keil die kleinere Winkelgeschwindigkeit zu geben.
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Ein das zweite Mittel verkörperndes Ausführungsbeispiel ist in Abb.
d. der Zeichnung in einem wagerechten Schnitt dargestellt. Ein achromatischer Keil
a', a2 ist mit seiner Fassung b in einem Körper c gelagert, ein zweiter achromatischer
Keil dl, d' ist mit seiner Fassung e in einem mit dem Körper c verbundenen Körper
f gelagert. Die Fassung b trägt ein Kegelradsegment b°, die Fassung e trägt ein
Kegelradsegment e°. Die Achsen dieser beiden Kegelradsegmente fallen miteinander
zusammen; der zu dem Segment b° gehörende Kegelwinkel ist etwas kleiner als der
zu dem Segment e° gehörende Kegelwinkel. In die beiden Segmente greift ein Kegelrad-
g ein, das in dem Körper c gelagert und mit einem Antriebsknopf g° ausgestattet
ist. Infolge des angegebenen Größenunterschiedes der Kegelwinkel dreht sich bei
einer Betätigung des Knopfes g° der Keil d', d' mit kleinerer Winkelgeschwindigkeit
als der Keil a', a2. Ein an dem Körper f sitzender Stutzen f° dient
zum Aufstecken der Vorricbtung auf das Lichteintrittsende h eines Zielfernrohres.
Die Vorrichtung kann dazu dienen, eine Ziellinie, die durch eine im Brennpunkt des
Fernrohrobjektivs angeordnete hfarke festgelegt ist, nacheinander auf unter verschiedenem
Höhenwinkel liegende Ziele zu richten; ohne das Fernrohr selbst der Höhe nach zti
verstellen. Da der Achsenstrahl des jeweilig ,wirksamen Büschels hinter der Vorrichtung
stets parallel zu der Drehachse der Keile ist, so wird der Keil dl, d2 stets im
Hauptschnitt durchsetzt; demgemäß war dein Keil d', d" die kleinere Winkelgeschwindigkeit
zu geben. Nimmt man an, daß die maßgeblichen Werte der beiden Keile die Beträge
haben, die oben für das Keilpaar nach Abb. i angegeben sind, so wären die Kegelwinkel
so zu wählen, daß die Winkelgeschwindigkeit des Keiles d', d' multipliziert mit
1,0295
gleich der Winkelgeschwindigkeit des Keiles a', a" ist.
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Wendet man die beiden angegebenen Mittel vereinigt an, so läßt sich
die unerwünschte Ablenkung besonders gering halten.