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Aufhängurgs- und translatorische
Führungsvorrichtung
für ein
Gerät,
das in Bezug auf eine feste Halterung parallel zu seiner Längsachse
(X-X) verschoben werden soll, sowie ein solches Gerät, das mit
der genannten Vorrichtung ausgerüstet
ist.
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Obwohl nicht ausschließlich, so
ist eine solche Vorrichtung spezieller für den Einsatz zum Verschieben
eines Geräts
geeignet, das selbst Bestandteil eines optischen Instruments ist,
in dem beispielsweise eine oder mehrere Linsen verschoben werden müssen, um
eine optimale Einstellung zu erzielen, wobei diese Verschiebung
genau in der Richtung der optischen Achse der betreffenden Linse
oder Linsen ohne Dezentrierung und Winkelfehler erfolgen muss.
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Durch die Schrift FR-2 648 241 desselben Anmelders
ist bereits eine Aufhängungs-
und translatorische Führungsvorrichtung
für ein
Gerät,
das in Bezug auf eine feste Halterung parallel zu seiner Längsachse
(X-X) verschoben werden soll, bekannt, das von dem Typ ist, der
mindestens ein Paar Aufhängungselemente,
die entlang der genannten Längsachse
(X-X) in einem bestimmten
Abstand und mindestens fast quer zu dieser Achse (X-X) angeordnet
sind, indem sie parallel zur genannten Achse (X-X) flexibel sind,
wobei ein Ende jedes Aufhängungselements
fest mit dem Gerät
und ein anderes Ende jedes Aufhängungselements
fest mit der genannten Halterung verbunden ist, und steuerbare Betätigungselemente
umfasst, die an den Aufhängungselementen
parallel zur Längsachse
(X-X) eine Kraft ausüben
sollen.
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In diesem Fall besteht jedoch jedes
Aufhängungselement
aus einer einzigen flexiblen Platte, sodass letztendlich, wenn auf
die durch diese beiden Platten gebildete Einheit eine Kraft parallel
zur Längsachse
(X-X) ausgeübt
wird, die Gefahr eines Versatzes der genannten Achse und somit der
optischen Achse der betreffenden Linse oder Linsen besteht.
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Die Patentschrift US-A-4 209 233
macht eine Führungsvorrichtung
bekannt, die ein Ausgleichselement besitzt.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung
ist die Beseitigung dieses Nachteils.
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Dazu ist die Aufhängungs- und translatorische
Führungsvorrichtung
des vorstehend angeführten
Typs, deren gesamte Merkmale in Anspruch 1 aufgeführt sind, erfindungsgemäß dadurch
bemerkenswert, das jedes Aufhängungselement
aus mindestens einem Plattenpaar besteht, wobei ein Ende von einer
der Platten fest mit der Halterung und ein Ende der anderen Platte
fest mit dem Gerät
verbunden ist, wobei die anderen Enden der genannten Platten fest
miteinander verbunden sind.
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So führt dank einer solchen „Doppelplatten"-Ausführung jedes
Aufhängungselements
die Anwendung einer Kraft entlang der Längsachse (X-X) zu einer Verformung
der Platten, wie es später
detailliert beschrieben wird, sowie zu einer „Dezentrierung", wobei dies jedoch
keine Auswirkung auf die „Lage" der Achse (X-X)
hat, weil sich diese „Dezentrierung" in Wirklichkeit
auf die oberen („freien") Enden der Platten
auswirkt.
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Die Ansprüche 2–10 betreffen zusätzliche Ausführungsarten.
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Nach einer zusätzlichen Ausführungsart
der Erfindung liegt bei jedem Plattenpaar jedes Aufhängungselements
eine der genannten Platten in Form von zwei Schenkeln vor, von denen
jedes untere Ende an der Halterung befestigt ist, wohingegen das aus
einem Stück
bestehende untere Ende der anderen Platte am Ende einer Pratze befestigt
ist, die fest mit dem Gerät
verbunden ist.
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Weiterhin kann das untere Ende jedes Schenkels
in ein entsprechendes, mit der genannten Halterung verbundenes Auflageteil
eingebaut sein, während
die Schenkel der ersten Platten an ihren oberen Enden durch eine
Querplatte, die letztere fest miteinander verbindet, sowie am oberen
Ende der genannten zweiten Platten verbunden werden können.
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Die Biegsamkeit der Platten bei dieser
Lösung
kann jedoch bei einem Weg ungleich Null der Betätigungsmittel durch die Schwerkraftwirkung
zu einer Dezentrierung führen,
sodass es nach einer Variante der Erfindung vorteilhaft ist, dass
jedes der Aufhängungselemente
durch zwei Paare der Platten gebildet wird, die symmetrisch zur
mittleren Längsebene
der Einheit angeordnet sind, die durch die zwei genannten Plattenpaare
in Ruhestellung der Betätigungsmittel
gebildet wird, und die oberen, fest miteinander verbundenen Enden
jedes Plattenpaars der Einheit durch ein Verbindungselement verbunden werden,
das mit Zug/Druck wirkt.
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Vorzugsweise besteht das Verbindungselement
aus zwei Platten, deren Breite parallel zur Achse (X-X) verläuft, die
das obere beziehungsweise das untere Ende der Querplatten verbinden
und dabei eine „Balken-„ oder
Hohlprofil"-Struktur
mit viereckigem Querschnitt bilden.
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Nach einer weiteren zusätzlichen
Ausführungsart
der Erfindung besitzt jedes Aufhängungselement
in Ruhestellung der Betätigungsmittel
eine allgemeine Form eines umgedrehten W.
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Ferner ist jeder Außenschenkel
des Aufhängungselements
in Form eines umgedrehten W in ein entsprechendes, mit der Halterung
verbundenes Auflageteil eingebaut, wohingegen die Innenschenkel beide
am Ende einer Pratze befestigt sind, die mit dem Gerät ein Stück bildet.
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Nach einer weiteren zusätzlichen
Ausführungsart
liegt der Angriffspunkt der von den Betätigungsmitteln auf die elastischen
Platten ausgeübten Kraft
mindestens ungefähr
auf der Achse (X-X), sodass die Achse (X-X), wenn (L) die Entfernung
ist, die das obere Einbauende vom unteren Einbauende der Platten
trennt, so liegt, dass die Entfernung, die die oberen Einbauenden
von der Achse (X-X) trennt, gleich der Entfernung ist, die die unteren
Einbauenden von der Achse trennt, das heißt gleich (L/2).
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Die Figuren der beigefügten Zeichnungen
erleichtern das Verständnis
dafür,
wie die Erfindung ausgeführt
werden kann. In diesen Figuren werden mit identischen Bezugsnummern ähnliche
Elemente bezeichnet.
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1 ist
eine Perspektivansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Aufhängungs-
und translatorischen Führungsvorrichtung für ein Gerät, das entlang
seiner Längsachse
(X-X) verschoben werden soll.
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2 ist
eine Seitenansicht der Vorrichtung der 1.
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3 veranschaulicht
die Verformung der Platten eines Aufhängungselements der Vorrichtung der 1 und 2 unter der Einwirkung einer parallel zur
Achse (X-X) ausgeübten
Kraft.
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4 ist
eine Perspektivansicht einer zweiten Ausführungsart der erfindungsgemäßen Aufhängungs-
und translatorischen Führungsvorrichtung.
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5 ist
eine Seitenansicht der Vorrichtung der 4.
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Die 6 und 7 veranschaulichen die Verformung
der Vorrichtung in der Ausführungsart
der 4 und 5 bei einer Verschiebung
des Geräts
in beiden Richtungen entlang der Achse (X-X).
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8 zeigt
die Verformung der Platten eines Aufhängungselements der Vorrichtung
der 4 und 5 unter Einwirkung einer
parallel zur Achse (X-X) ausgeübten
Kraft.
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Wie insbesondere in den 1 und 2 zu sehen ist, umfasst die Aufhängungs-
und translatorische Führungsvorrichtung
für ein
Gerät 1,
das in Bezug auf eine feste Halterung 2 parallel zu seiner Längsachse
(X-X) verschoben werden soll und in 3 ein optisches Gerät (nicht
dargestellt) aufnehmen kann, ein Paar Aufhängungselemente 4A, 4B.
Die Aufhängungselemente 4A, 4B sind
entlang der genannten Längsachse
(X-X) in einem bestimmten Abstand und mindestens fast quer zu dieser
Achse (X-X) angeordnet, indem sie parallel zur genannten Achse (X-X)
flexibel sind. Erfindungsgemäß besteht entsprechend
dieser ersten Ausführungsart
jedes Aufhängungselement 4A, 4B aus
mindestens einem Paar Platten 5A, 5B; 6A, 6B von
dem ein Ende einer der genannten Platten (5A beziehungsweise 6A)
fest mit der Halterung 2 und ein Ende der anderen der genannten
Platten (5B beziehungsweise 6B) fest mit dem Gerät 1 verbunden
ist, wobei die anderen Enden der Platten 5A, 5B; 6A, 6B fest
miteinander verbunden sind.
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Genauer liegen die Platten 5A, 6A,
wie in 1 zu sehen ist,
in Form von zwei Schenkeln vor, von denen jedes untere Ende 5A.1, 6A.1 an
der Halterung 2 befestigt ist, indem es beispielsweise
in ein entsprechendes mit der genannten Halterung 2 verbundenes
Auflageteil 7 eingebaut ist, wohingegen das aus einem Stück bestehende
untere Ende 5B.1, 6B.1 der Platten 5B, 6B am
Ende einer Pratze 8 befestigt ist, die fest mit dem Gerät 1 verbunden
ist.
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Ferner sind die Schenkel der Platten 5A, 6A an
ihren oberen Enden 5A.2, 6A.2 durch eine Querplatte 9A, 9B,
die letztere fest miteinander verbindet, sowie am oberen Ende 5B.2, 6B.2 der
Platten 5B, 6B verbunden.
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Wein 2 zu
sehen ist, muss außerdem der
Angriffspunkt der von den Betätigungsmitteln
(die in der Zeichnung nur mit dem Pfeil 10 dargestellt sind)
auf die elastischen Platten ausgeübten Kraft auf der Achse (X-X)
liegen, sodass die Achse (X-X), wenn (L) die Entfernung ist, die
das obere Einbauende vom unteren Einbauende der Platten trennt,
so liegt, dass die Entfernung, die die oberen Einbauenden von der
Achse (X-X) trennt, mindestens ungefähr gleich der Entfernung ist,
die die unteren Einbauenden von der Achse (X-X) trennt, das heißt gleich (L/2),
sodass bei Anwendung der Kraft ein Winkelfehler von Null erzielt
wird.
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Wie in 3 zu
sehen ist, führt
die Anwendung einer Kraft entlang der Längsachse (X-X) tatsächlich zu
einer Verformung der Platten 5A, 5B; 6A, 6B sowie
zu einer Dezentrierung d, die jedoch keine Auswirkung auf die Achse
(X-X) hat, weil sich die Dezentrierung d auf die oberen („freien") Enden der Platten
auswirkt.
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Wenn die Einheit, wie bereits angeführt, bei einem
Weg gleich Null in Schwerkraftrichtung (im Allgemeinen senkrecht)
recht steif ist, da die Platten dann mit Zug/Druck wirken, sobald
die Verschiebung ausgelöst
ist, besteht die Neigung der schnellen Abnahme der genannten Steifigkeit
und dies führt
unter Wirkung der Schwerkraft zu Dezentrierungen, die beträchtlich
sein können.
Diese Biegsamkeit bei einem Weg ungleich Null unter Wirkung der
Schwerkraft kann sich ebenfalls auf den Winkelfehler auswirken.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile ist
eine durch die 4 bis 8 veranschaulichte Ausführungsart
der Aufhängungs-
und translatorischen Führungsvorrichtung
konzipiert worden, die ansonsten mit der vorhergehenden Ausführungsart
vergleichbar ist, in der jedoch jedes Aufhängungselement 4A, 4B von zwei
vorher beschriebenen Paaren von Platten 5A, 5B; 6A, 6B gebildet
wird, die symmetrisch zur (oder gegenüber der) mittleren Längsebene
der Einheit angeordnet sind, die durch die zwei genannten Plattenpaare
in Ruhestellung der Betätigungsmittel 10 gebildet
wird, und in der die oberen, fest miteinander verbundenen Enden
jedes Plattenpaars 5A, 5B; 5A, 5B zum
einen und 6A, 6B; 6A, 6B zum
anderen durch ein Verbindungselement 11 verbunden sind,
das mit Zug/Druck wirkt und aus zwei Platten 11A, 11B besteht,
deren Breite parallel zur Achse (X-X) verläuft, die das obere beziehungsweise
das untere Ende der Querplatten 9A, 9B verbinden.
So wird eine „Balken-„ oder
Hohlprofil"-Struktur
mit viereckigem Querschnitt erzielt, die dem jeweiligen Aufhängungselement 4A, 4B eine
sehr hohe Steifigkeit entlang der Schwerkraftachse verleiht, die
unabhängig
vom Weg der Betätigungsmittel 10 praktisch
konstant ist. Es ist jedenfalls zu beachten, dass das Vorhandensein
der Platten 11A, 11B zu leichten Dezentrierungen
(und eventuell einem geringen Winkelfehler) führen kann, die jedoch sehr
gering bleiben: beispielsweise unter 2 Mikrometer bei einem Weg
von ±10
mm.
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Wie besser in 5 zu sehen ist, besitzt jedes Aufhängungselement 4A, 4B in
Ruhestellung der Betätigungsmittel 10 eine
allgemeine Form eines umgedrehten W, von dem jeder „Außen"-Schenkel in ein entsprechendes,
mit der Halterung 2 verbundenes Auflageteil 7 eingebaut
ist, wohingegen die „Innen"-Schenkel beide am
Ende einer Pratze 8 befestigt sind, die mit dem Gerät 1 ein
Stück bildet.
Es ist weiter zu beachten, dass die Platten wie in der ersten Ausführungsart
eine solche Länge
und solche Einbaupositionen besitzen, dass der Angriffspunkt der von
den Betätigungsmitteln 10 ausgeübten Kraft „mittig" bleibt.
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Die 6 bis 8 veranschaulichen die Verformungen
der Platten 5A, 5B; 6A, 6B für unterschiedliche
Wege des Geräts 1 entlang
der Achse (X-X).