NL8204981A - Electrodynamische inrichting voor het transleren van een objectief. - Google Patents

Description

» .: . · *............... * PHN 10.530 1 N.v. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven ''Electrodynamische inrichting voor het transleren van een objectief".

De uitvinding heeft betrekking op een elektrodynamische Inrichting voor het transleren van een objectief volgens een radiale baan ten opzichte van een cm een rotatie-as roterende plaat en omvattende: een gestel; een ten opzichte van het gestel volgens de genoemde radiale 5 baan transleerbare slede waarop zich het objectief bevindt? een parallel-geleiding voor de slede omvattende lagermiddelen voor het parallel aan de genoemde baan ten opzichte van het gestel geleiden van de slede? minstens één op het gestel bevestigde zich parallel aan de genoemde baan uitstrekkende en dwars daarop gemagnetiseerde permanentmagnetische 10 statormagneet; een de statormagneet dragend statorguk uit magnetiseer- baar materiaal? alsmede minstens één met de slede verbonden en in het magnetische veld van de statormagneet transleerbare aandrijf spoel uit electrisch geleidend materiaal.

Een dergelijke elektrodynamische inrichting is bijvoorbeeld 15 ' bekend uit de ter visie-gelegde Europese octrooiaanvrage 0 066 317 (- PHN 10.050), men zie figuur 8 en het corresponderende deel van de beschrijving. Bij deze bekende inrichting bestaat de slede uit een translerende balk met een in hoofdzaak driehoekige doorsnede. Op het gestel zijn kogellagers aangebracht voor de parallelgeleiding van 20 de balk. De balk draagt aan zijn ene uiteinde het objektief en is aan zijn andere uiteinde voorzien van een spoel die beweegt in het veld van een aantal statormagneten. De genoemde imichting is bedoeld voor gebruik in een optische gegevensops laginrichting met optische platen met een doorsnede van ongeveer 30 cm. die betrekkelijk snel roteren. De inrich-25 ting is zeer robuust maar ook betrekkelijk zwaar en gecompliceerd ai vergt voor het transleren van de balk met het objektief een betrekkelijk groot aandrij fvermogen.

De uitvinding beoogt een elektrodynamische inrichting van de in de aanhef vermelde soort te verschaffen die beter geschikt is voor 30 kleinere optische plaatapparaten en die lichter en simpeler van kon-struktie is en wordt daardoor gekenmerkt: dat de parallelgeleiding minstens één op het gestel bevestigde geleidingsstaaf uit magnetiseer- 0204981 V * PHN 10.530 2 baar materiaal cmvat waarop de slede is gelagerd; dat de geleidings- staaf een deel vormt van het statorjuk en een luchtspleet aanwazig is tussen de geleidingsstaaf en de statormagneet; en dat de aandrijf spoel is aangehtracht cm de geleidingsstaaf. Een belangrijke vereenvoudiging in de opbouw van de elektrodynamische inrichting is verkregen door de ge-5 leidingsstaaf behalve voor de parallelgeleiding voor een tweede doel te gebruiken, namelijk voor het kortsluiten van het permanent magnetische circuit van de stator. De aandrijf spoel bevindt zich ten dele in de luchtspleet tussen de permanente magneet en de geleidingsstaaf waar-bij het feit dat de geleidingsstaaf het permanent magnetische circuit kortsluit bewerkstelligt dat ook alleen maar dit deel van de spoel dat zich in de luchtspleet of in de allernaaste angeving daarvan bevindt zich in het veld van de permanente magneet bevindt. De flux van het permanente magnetische veld loopt, na het genoemde deel van de spoel te zijn gepasseerd, via de geleidingsstaaf in axiale richting terug naar de mag-15 neet. Hierdoor wordt voorkomen dat de windingen aan de andere zijde van de spoel ook door het veld van de magneet lopen en daardoor ongewenste tegengestelde krachten qp de slede uitoefenen.

Een uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft tot kenmerk: dat ^ de aandrijf spoel wordt gedragen door een kokervormige spoeldrager; dat de spoeldrager is aangebracht cm de geleidingsstaaf; en dat de parallelgeleiding minstens één in de spoeldrager aangebracht en met de geleidingsstaaf samenwerkend lager omvat. Bij deze uitvoeringsvorm wordt op voordelige wijze de spoeldrager tevens voor het aanbrengen van één of meer met de geleidingsstaaf samenwerkende lagers gebruikt. Met voordeel kan hierbij nog een uitvoeringsvorm wordt gebruikt die tot kenmerk heeft dat de spoeldrager een struktureel deel vormt van de slede. Met deze uitvoeringsvorm heeft de spoeldrager dus ook nog de funktie van verbindend onderdeel tussen andere delen van de slede.

Bij een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding is geen spoel-30 drager aanwezig, welke uitvoeringsvorm tot kenmerk heeft: dat de windingen van de spoel onderling zijn verbonden door een verbindingsmiddel zodat de spoel een strukturele eenheid vormt en dat de spoel een struktureel deel vormt van de slede. Met deze uitvoeringsvorm wordt de spoel van tevoren op een hulpgereedschap van de vereiste afmetingen 35 gewikkeld en daarna met behulp van een verbindingsmiddel, bijvoorbeeld een impregneringslak, tot een strukturele eenheid gevormd.Deze wordt later als een verbindingscnderdeel tussen andere delen van de slede gebruikt.

8204981

Pffiï 10.530 3

Over het algemeen zal het nodig zijn om het objektief beweegbaar volgens diens optische as te lager en op de slede teneinde met een door het objektief tot een uitlees vlekj e gevormde stralingsbundel de bewegingen van een optische plaat in axiale richting voortdurend te kunnen volgen. Bij de reeds eerder genoemde bekende inrichting is hiertoe het 5 objektief verbonden met een actuatorspoel voor een elektrodynamische aandrijving langs de optische as. Volgens de uitvinding kan een verdere vereenvoudiging van de uitvinding worden bereikt met behulp van een uitvoeringsvorm die tot kenmerk heeft: dat een deel van de actuatorspoel beweegbaar is in de genoemde luchtspleet tussen de geleidingsstaaf en de statoonagneet en samenwerkt met het veld van de statormagneet voor het uitoefenen van krachten op het objektief volgens diens optische as. Het reeds voor de aandrijving van de slede aanwezige magnetische veld in de luchtspleet tussen de statormagneet en de geleidingsstaaf wordt bij deze uitvoeringsvorm dus tevens gebruikt ten behoeve van de focusseerbewe-15 gingen van het objektief zodat een verdere vereenvoudiging van de inrichting wordt bereikt.

Met het oog pp een zo eenvoudig mogelijke konstruktie van het statcrjuk is een uitvoeringsvorm van de uitvinding van interesse die tot kenmerk heeft dat het gestel bestaat uit magnetiseer baar materiaal en een deel vormt van het statorjuk. Het gestel kan bijvoorbeeld uit weekijzer bestaan en met eenvoudige middelen uit plaatmateriaal worden vervaardigd. De statormagneet kan met een geschikte lijmsoort snel en gemakkelijk op het stator juk worden bevestigd.

2s Met het oog cp een goede geleiding van de slede en met gebruik making van de voordelen van de vorige uitvoeringsvormen kan een volgende uitvoeringsvorm van de uitvinding warden gebruikt die tot kenmerk heeft: dat de inrichting een symmetrische opbouw bezit met twee identieke geleidingsstaven, aandrijfspoelen, actuatorspoelen en statormagneten; dat de geleidingsstaven bestaan uit geslepen ronde stangen; dat het gestel 30 in hoofdzaak een open doosvorm bezit met een bodem en opstaande wanden; dat de statormagneten zijn bevestigd tegen de binnenzijde van een eerste stel tegenover elkaar gelegen wanden van het gestel; en dat de geleidingsstaven zijn opgelegd pp delen van het tweede stel tegenover elkaar gelegen wanden van het gestel. De symmetrische opbouw met behulp van twee geleidingsstaven voorkomt dat ongewenste momenten op de slede worden uitgeoefend die het gevolg zouden kunnen zijn van excentrisch aangrijpende aandrijfkrachten en massakrachten. De geleidingsstaven zijn van ronde 8204981 PHN 10.530 4 vorm. Zoals bekend zijn ronde geslepen staven de eenvoudigste en goedkoopste precisiedelen. Het is met een betrekkelijk eenvoudige mechanische bewerking van het statorjuk mogelijk daarop met de vereiste precisie nauwkeurig gepositioneerde oplegpunten aan te brengen voor de ronde ge-5 leidingsstaven.

Een uitvoeringsvorm van de uitvinding zal nader worden beschreven aan de hand van de tekening, waarin:

Fig. 1 een schematisch bovenaanzicht is van een syntnetrisch op~ gebouwde elektrodynamische inrichting volgens de uitvinding,

Fig. 2 een langsdoorsnede is volgens de pijlen II-II in Fig. 1, Fig. 3 een dwarsdoorsnede is volgens de pijlen III-III in Fig. 1, Fig. 4 een detail van Fig. 2 op vergrote schaal toont, en Fig. 5 het detail van Figuur 4 nogmaals toont maar nu voor een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding.

De getekende elektrodynamische inrichting dient voor het transleren van een objektief 1 ten opzichte van een cm een rotatieas 2 roterende plaat 3 (zie fig. 2) volgens een radiale baan 4. De inrichting crrrvat een gestel 5 en een ten opzichte van het gestel volgens de radiale baan 4 ^ transleerbare slede 6 waarop zich het objektief 1 bevindt. Op het gestel bevindt zich een tweetal zich parallel aan de baan 4 uitstrekkende en dwars daarop gemagnetiseerde permanente statormagneten 7A en 7B, waarvan de magnetiseringsrichting in Fig. 1 en in Fig. 3 met pijltjes is aangegeven. In het magnetische veld van deze statormagneten zijn een tweetal transleerbare aandrijfspoelen 8A en 8B uit elektrisch geleidend materiaal beweegbaar.

De parallelgeleiding voor de slede 6 omvat een tweetal gelei-dingsstaven 9A en 9B alsmede uit tetrafluorethyleen vervaardigde glij lagers 10. De geleidingsstaven zijn op het gestel 5 aangebracht met behulp van bouten 11. Ze vormen een deel van een statorjuk met een lucht-30 spleet 12A resp. 12B tussen de statormagneet 7A en de geleidingsstaaf 9A, resp. tussen de statormagneet 7B en de geleidingsstaaf 9B. De aandrijf- spoelen 8A en 8B zijn aangebracht om resp. de geleidingsstaven 9A en 9B.

Zoals in Fig. 4 op vergrote schaal duidelijker waar te nemen is wordt bij de uitvoeringsvorm van de fig. 1 t/m 3 iedere aandrijf spoel 8A, 35 B gedragen door een kokervormige spoeldrager 13A, B. De spoeldragers zijn aangebracht cm de geleidingsstaven 9A en 9B en zijn ieder inwendig en aan beide zijden voorzien van de eerder genoemde glij lagers 10. De t 8204981 PHN 10.530 5 spoeldragers vormen een straktureel deel van de slede. De slede bestaat behalve uit de spoeldragers uit een tweetal eindplaten 14 en 15. Deze eindplaten hebben geen andere funktie dan de beide spoelen 8A en 8B met elkaar te verbinden en zullen bij voorkeur bestaan uit een niet 5 magnetiseer baar/ licht en tegelijkertijd stevig materiaal zoals een kunststof of aluminium. Figuur 4 toont dat de spoelkoker 13B aan zijn linkerzijde is voorzien van een flens 16B en een cylindrische kraag 17B. Aan de rechterzijde bezit de spoelkoker eveneens een flens en een kraag/ terwijl de spoelkoker 13A van identieke flenzen en kragen is voorzien.

10 De kragen steken in de cylindrische openingen in de eindplaten 14 en 15 en zijn daarin/ bijvoorbeeld door middel van lijmen, bevestigd.

Op deze wijze vormen de spoelkokèrs en de eindplaten tezamen een stevige slede. Een andere mogelijkheid, waarbij de spoel niet is gewikkeld op een spoelkoker, is te zien in figuur 5. De windingen van de spoel 15 108B zijn onderling verbonden door een verbindingsmiddel zoals een inpregneringslak zodat de spoel een strukturele eenheid vormt. De eind-plaat 114 is plaatselijk voorzien van een met de buitendiameter van de spoel 1Q8B korrespanderende verdieping waarin de spoel is vastgelijmd. Een slede kan op deze manier worden opgebouwd uit twee spoelen en twee 20 eindplaten. De lagers 110 zijn direkt in een verdieping van de eindplaten aangebracht.

Deze uitvoeringsvorm, waarbij de spoelen een struktureel deel vormen van de slede, hééft het voordeel dat geen aparte spoel-kokers benodigd zijn terwijl de afmeting van de slede gemeten in de 25 richting van de baan 4 waarschijnlijk ook een weinig kleiner kan zijn. Daar staat tegenover dat de spoelen (¾) een mal dienen te worden gewikkeld en de windingen met elkaar dienen te worden verbonden.

Het objectief 1 is beweegbaar volgens zijn optische as 18 ten einde met het uitleesvlekje 19 van een stralenbundel 20, afkomstig van 30 een geschikte stralingsbron, de bewegingen van de plaat 3 te kunnen volgen. De lagering van het objectief op de slede 6 bestaat uit een tweetal bladveren 21 aan de bovenzijde en een tweetal bladveren 22 aan de onderzijde. Het objectief is aangebracht op een beugel 22 die in zijn geheel in de richting van de optische as 18 beperkt beweegbaar is en 35 aan weerszijden actuatorspoelen 24A respectievelijk 24B draagt. Deze dienen voor de elektrodynamische aandrijving van het objectief langs de optische as. Het bovenste deel van de actuatorspoelen is beweegbaar in de luchtspleten 12A respectievelijk 12B tussen de geleidingsstaven 8204981 EHN 10.530 6 9A en 9B en de statormagneten 7A en 7B zodat de actuatorspoelen samenwerken met het veld van de statormagneten voor het uitoefenen van krachten op het objectief volgens dien optische as. Zodoende worden de statormagneten gebruikt zowel voor de aandrijving van de slede volgens 5 de as 4 als voor de aandrijving van het objectief volgens de as 18.

Het gestel 5 bestaat uit magnetiseerbaar materiaal, bijvoorbeeld ijzer, en vormt een deel van een stator juk waarop de permanente magneten 7A en 7B zijn gemonteerd en waarvan, zoals eerder reeds vermeld, ook de geleidingsstangen 9A en 9B deel uitmaken.

10 De inrichting is ten opzichte van een vlak gaande door de assen 4 en 18 symmetrisch van opbouw. De geleidingsstaven 9A en 9B zijn identiek en hetzelfde geldt voor de aandrijfspoelen 8A en 8B, de actuatorspoelen 24A en 24B en de statormagneten 7A en 7B. De geleidingsstaven bestaan uit geslepen ronde stangen, zoals bekend de goedkoopste preci-'15 sieonderdelen die verkrijgbaar zijn.

Het gestel 5 bezit in hoofdzaak een open doosvorm met een bodem 25 en opstaande wanden 26A en 26B en 27A en 27B. Deze wanden zijn in de hoeken niet met elkaar verbonden. Het gestel is in zijn geheel uit plaatstaal gestampt en de wanden bestaan uit ten opzichte van de 20 grondplaat omgebogen delen. De statormagneten 7A en 7B zijn bevestigd tegen de binnenzijde van de wanden 26A en 26B, bijvoorbeeld met behulp van een geschikte lijmsoort. De magnetische krachtlijnen van de magneten verlopen van de magneten 8A en 8B door de luchtspleten 12A en 12B naar de geleidingsstangen 9A en 9B die elk aan hun uiteinden zijn opgelegd 25 op delen van de wanden 27A en 27B. Ze staan dus in kon takt met het mag-netiseerbare gestel 5 zodat de magnetische flux door het gestel wordt gesloten.

Teneinde te kunnen garanderen dat de geleidingsstangen 9A en 9B zuiver parallel lopen en op gelijke hoogte liggen zijn in de wan-30 den 27A en 27B uitsparingen 28 aangebracht met een V-vormige bodem. Deze uitsparingen kunnen gemakkelijk met behulp van een verspanende bewerking met de vereiste nauwkeurigheid worden aangebracht. Voor het overige worden aan de nauwkeurigheid van de delen van het gestel 5 geen hoge eisen gesteld. De nauwkeurigheid van de geleiding van de slede 6 wordt hoofd-35 zakelijk bepaald door de mate van nauwkeurigheid van de geleidingsstangen 9A en 9B en de nauwkeurigheid waarmee deze parallel en op gelijke hoogte steunen op het gestel.

In de wand 27A bevindt zich een opening 29 die onder andere 8204981 » "·· PHN 10.530 7 dient on de stralingsbundel 20 door te laten. Het objectief 1 is aan de onderzijde voorzien van een reflekterend element 30 dat de stralingsbundel over een hoek van aPreflekteert. De opening 29 dient verder voor het doorlaten van elektrische verbindingsdraden naar de spoelen 8A en 5 8B van de slede en de aktuatorspoelen 24A en 24B. Dergelijke verbindingsdraden en ook andere elektrische verbindingen zijn in de tekening een-voudigheidshalve weggelaten en zijn voor de uitvinding niet van belang.

Eveneens weggelaten en niet van belang zijn de middelen die over het algemeen nodig zijn voor het detekteren vah de positie van het objec-10 tief 1 in de baan 4.

15 20 25 30 35 8204981

Claims (7)

1. Elektrodynamische inrichting voor het transleren van een objektief volgens een radiale baan (4) ten opzichte van een cm een rotatie-as roterende plaat (3) en omvattende: - een gestel (5), 5. een ten opzichte van het gestel (5) volgens de genoemde radiale baan (4) transleerbare slede (6), waarop zich het objektief (1) bevindt, - een parallelgeleiding voor de slede (6) omvattende lagermiddelen (10; 110) voor het parallel aan de genoemde baan (4) ten opzichte 10 van het gestel (5) geleiden van de slede, - minstens één op het gestel bevestigde zich parallel aan de genoemde baan (4) uitstrekkende en dwars daarop gemagnetiseerde permanent-magnetische statormagneet (7A, 7B), - een de statormagneet dragend statorjuk uit magnetiseer baar materiaal, 15 alsmede - minstens één met de slede (6) verbonden en in het magnetische veld van de statormagneet (7A, 7B) transleerbare aandrijf spoel (8A, 8B;

108 A, 108B) uit elektrisch geleidend materiaal, met het kenmerk, 20. dat de parallelgeleiding minstens één op het gestel (5) bevestigde geleidingsstaaf (9A, 9B) uit magnetiseerbaar materiaal omvat, waarop de slede (6) is gelagerd, - dat de geleidingsstaaf (9A, 9B) een deel vormt van het statorjuk waarbij een luchtspleet (12A, 12B) aanwezig is tussen de geleidings- 25 staaf (9A, 9B) en de statormagneet (7A, 7B) en - dat de aandrijf spoel (8A, 8B; 108A, 108B) is aangebracht om de geleidingsstaaf (9A, 9B).

2. Elektrodynamische inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, 30. dat de aandrijf spoel (8A, 8B) wordt gedragen door een kokervormige spoeldrager (13A, 13B), - dat de spoeldrager (13A, 13B) is aangebracht om de geleidingsstaaf (9A, 9B) en - dat de parallelgeleiding minstens één in de spoeldrager (13A, 13B) 35 aangebracht en met de geleidingsstaaf samenwerkend lager (10) omvat.

3. Elektrodynamische inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de spoeldrager (13A, 13B) een structureel deel vormt van 8204981 PHN 10.530 9 de slede (6).

4. Elektrodynamische inrichting volgens conclusie 1, net het kenmerk, - dat de windingen van de spoel (108A, 108B) onderling zijn verbonden S door een verbindingsmiddel zodat de spoel een structurele eenheid vormt en - dat de spoel (108a, 108B) een structureel deel vormt van de slede.

5. Elektrodynamische inrichting volgens conclusie 1, waarbij het obgektief (1) beweegbaar volgens diens optische as (18) op de 10 slede (6) is gelagerd en is verbonden met minstens één aktuatorspoel (24A, B) voor de elektrodynamische aandrijving langs de optische as (18), met het kenmerk, dat een deel van de aktuatorspoel (24A, B) beweegbaar is in de genoemde luchtspleet (12A, 12B) tussen de geleidingsstaaf (9A, 9B) en de statormagneet (7A, 7B) en samenwerkt met het veld van de 15 statormagneet voor het uitoefenen van krachten op het objectief (1) volgens diens optische as (18).

6. Elektrodynamische inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het gestel (5) bestaat uit magnetiseer baar materiaal en een deel vormt van het statorjuk.

7. Elektrodynamische inrichting volgens conclusies 5 en 6, met het kenmerk, - dat de inrichting een symetrische opbouw bezit met twee identieke geleidingsstaven (9A, 9B), aandrijf spoelen (8A, 8B), aktuatorspoelen 24A, 24B) en statormagneten (7A, 7B), 25. dat de geleidingsstaven (9A, 9B) bestaan uit geslepen ronde stangen, - dat het gestel (5) in hoofdzaak een open doosvorm bezit met een bodem (25) en opstaande wanden (26A, 26B, 27A, 27B), - dat de statormagneten (7A, 7B) zijn bevestigd tegen de binnenzijde van een eerste stel tegenover elkaar gelegen wanden (26A, 26B) van 30 het gestel (5) en - dat de geleidingsstaven (9A, 9B) zijn opgelegd op delen van het tweede stel tegenover elkaar gelegen wanden (27A, 27B) van het gestel (5). 35 8204981