DE102021107412B3 - Kompakte Justierfassung zur Justierung eines optischen Tubus - Google Patents

Kompakte Justierfassung zur Justierung eines optischen Tubus Download PDF

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Abstract

Justierfassung zum Fassen eines optischen Tubus (1) mit einer optischen Achse (1.0), enthaltend einen monolithischen Träger (2) mit einer mechanischen Achse sowie eine erste und eine zwei Hilfsfassung (3, 4) über die der optische Tubus (1) mit dem Träger (2) in Verbindung steht. Mittels der ersten und der zweiten Hilfsfassung (3, 4) weist der dem optischen Tubus (1) gegenüber dem Träger (2) zwei rotatorische Freiheitsgrade auf. Zusätzlich weist der optische Tubus (1) wenigstens mittels der ersten Hilfsfassung (3) gegenüber dem Träger (2) zwei translatorische Freiheitsgrade auf. In axialer Richtung der mechanischen Achse wirkend, ist eine Fixiereinheit vorhanden, mittels der die erste und die zweite Hilfsfassung (3, 4) mit an dem Träger (2) ausgebildeten Stirnflächen verspannbar sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Justierfassung mit einem optischen Tubus wie Sie gattungsgemäß aus der WO 2020/207536 A1 bekannt ist.
  • Es gibt eine Vielzahl von Justierfassungen, bestehend aus einem Träger und einer Hilfsfassung, in denen ein zu justierendes optisches Bauelement radial justiert und anschließend fixiert werden kann. Diese Justierfassungen haben gemeinsam, dass die Hilfsfassung, die mit dem optischen Bauelement starr verbunden ist, über wenigstens zwei im Träger geführte oder gelagerte und mit der Hilfsfassung mittelbar oder unmittelbar in Verbindung stehende Verstelleinrichtungen relativ zu dem Träger bewegbar ist, womit die Lage der optischen Achse des Bauelements justiert wird.
  • Aufgrund unterschiedlicher Rahmenbedingungen und Genauigkeitsanforderungen gibt es eine Vielzahl von Ausführungen der Verstelleinrichtungen für aus dem Stand der Technik bekannte Justierfassungen. Um eine zwangsfreie Justierung in wenigstens zwei einen Winkel (meist 90°) miteinander einschließende Wirkungsrichtungen zu gewährleisten, weisen die bekannten Justierfassungen häufig zu den Verstelleinrichtungen zusätzlich unterschiedlich konstruierte Halte- und / oder Rückstelleinrichtungen auf, die im Zusammenwirken das Justieren und Fixieren erlauben.
  • Zum Fixieren einer eingestellten Justierlage der Hilfsfassung und damit des optischen Bauelementes relativ zu dem Träger werden die Verstelleinrichtungen üblicherweise mechanisch, z. B. durch Kontermuttern oder Madenschrauben, oder durch einen Lack .fixiert. Das Fixieren der Justierlage z. B. über Kontermuttern hat jedoch zum einen den Nachteil, dass dabei in einer radialen Richtung Kräfte bzw. um eine radiale Richtung Momente wirken, die zur Dejustage führen können. Zum anderen kann eine Lockerung der Fixierung, die aufgrund von mechanischer Belastung oder Langzeiteinflüssen auftreten kann, unmittelbar zu einem radialen Spiel und damit ebenfalls zu einer Dejustage führen.
  • In der WO 2020/207536 A1 ist eine Justierfassung zur radialen Justierung einer optischen Einheit mit einer optischen Achse offenbart, die die beschriebenen Nachteile nicht aufweist. Die Justierfassung umfasst einen Träger, zwei orthogonal zueinander ausgerichtete, in dem Träger gelagerte Verstelleinrichtungen und eine an den Verstelleinrichtungen aufgehängte Hilfsfassung. Die Verstelleinrichtungen weisen jeweils eine radial wirkende Stellschraube auf, über die die radiale Justierung der Hilfsfassung erfolgt. Die Stellschrauben sind dabei in Kugelgelenken gelagert und können Ausgleichsbewegungen durchführen, sodass eine zwangsfreie Führung ermöglicht wird. Zum Fixieren der Justierlage sind Abdeckelemente vorgesehen, die beidseitig am Träger befestigt sind und derart miteinander verspannt werden, dass sie die Hilfsfassung in radialer Richtung klemmen.
    Eine Anordnung aus zwei derartigen Justierfassungen, insbesondere, wenn sie Bestandteile eines gemeinsamen Gestells sind, ist zur Justage eines optischen Tubus geeignet und ebenfalls in der Schrift offenbart. Der Nachteil einer solchen Anordnung besteht in ihrem komplexen Aufbau, der zu einer vergleichsweise großen radialen Ausdehnung der Anordnung führt. Darüber hinaus enthält die Anordnung eine Vielzahl von individuell gefertigten Bauteilen was zu hohen Herstellkosten führt.
    Im Sinne der vorliegenden Beschreibung stellt die in der vorgenannten WO 2020/207536 A1 offenbarte Anordnung mit zwei Justierfassung, eine Justierfassung mit zwei Hilfsfassungen dar.
  • Es ist die die Aufgabe der Erfindung, eine Justierfassung bereitzustellen, welche ebenfalls eine zwangsfreie Justierung und anschließende Fixierung eines optischen Tubus ermöglicht, gleichzeitig jedoch kompakter und einfacher aufgebaut ist.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird für eine Justierfassung mit einem optischen Tubus, eine optische Achse aufweisend, enthaltend einen Träger, eine mechanische Achse aufweisend, sowie eine erste und eine zweite Hilfsfassung, über die der optische Tubus mit dem Träger jeweils in einer von zwei voneinander beabstandeten radialen Ebenen in Verbindung steht, wobei die erste und die zweite Hilfsfassung dem optischen Tubus jeweils zur Kippung der optischen Achse gegenüber der mechanischen Achse zwei rotatorische Freiheitsgrade (Rx, Ry) belassen und zusätzlich wenigstens die erste Hilfsfassung dem optischen Tubus zur Justierung in radialer Richtung zur mechanischen Achse zwei translatorische Freiheitsgrade (x, y) belässt, gelöst.
  • Dabei ist der Träger ein monolithisches Bauteil mit zwei innen liegenden Stirnflächen und es ist eine in axialer Richtung der mechanischen Achse wirkende Fixiereinheit vorhanden, mittels der die erste und die zweite Hilfsfassung jeweils mit einer innen liegenden Stirnseite einer der Stirnflächen zugewandt, mit dem Träger verspannbar sind.
  • Es ist erfindungswesentlich, dass die Fixiereinheit zwei Klemmscheiben und wenigstens zwei in axialer Richtung, die Klemmscheiben mittelbar über die erste und die zweite Hilfsfassung und den Träger miteinander verspannende Bolzen enthält.
  • Der Träger ist insbesondere aus einem Strangpressprofil gebildet.
  • In einer vorteilhaften Ausführung ist wenigstens die erste Hilfsfassung durch einen geschlitzten Flansch mit einer daran ausgebildeten Ringschneide gebildet, der auf eine Umfangsfläche des optischen Tubus geklemmt ist und mit dem Träger über wenigstens zwei Stelleinheiten radial zwangsgeführt in Verbindung steht.
  • Vorteilhaft sind die wenigstens zwei Stelleinheiten jeweils durch eine Madenschraube gebildet sind, die jeweils in einer in dem Träger ausgebildete Radialbohrung geführt, unmittelbar an dem geschlitzten Flansch anliegen.
  • In einer anderen vorteilhaften Ausführung ist wenigstens die erste Hilfsfassung durch eine biegeelastische Lochscheibe gebildet, die mit dem optischen Tubus fest verbundenen ist und mit dem Träger über wenigstens zwei Stelleinheiten radial zwangsgeführt in Verbindung steht.
  • Auch hier sind wenigstens zwei Stelleinheiten jeweils durch eine Madenschraube gebildet, die jeweils in einer in dem Träger ausgebildete Radialbohrung geführt wird. Sie liegen insbesondere unmittelbar an einem äußeren Rand der biegeelastischen Lochscheibe an oder liegen parallel zur biegeelastischen Lochscheibe am optischen Tubus an.
  • Insbesondere sind genau vier Stelleinheiten vorhanden oder genau zwei Stelleinheiten, denen jeweils in einer der Radialbohrungen radialsymmetrisch gegenüberliegend eine Rückstellfeder zugeordnet ist.
  • Es ist von Vorteil, die zweite Hilfsfassung durch einen zwischen dem optischen Tubus und dem Träger in axialer Richtung fixierten O-Ring auszuführen, wobei der O-Ring insbesondere in einer am optischen Tubus angeordneten V-Nut liegt.
  • Alternativ ist es von Vorteil, die zweite Hilfsfassung durch einen weiteren geschlitzten Flansch mit einer daran ausgebildeten weiteren Ringschneide auszuführen, der auf den optischen Tubus geklemmt ist und gegenüber dem Träger fest angeordnet ist.
  • Eine dritte vorteilhafte Alternative für die zweite Hilfsfassung ist ihre Ausführung durch eine weitere biegeelastische Lochscheibe, die mit dem optischen Tubus und mit dem Träger fest verbundenen ist.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:
    • 1a-1f ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Justierfassung mit einer ersten und einer zweiten Hilfsfassung in Form von radial justierbaren, geschlitzten Flanschringen mit Ringschneide,
    • 2 ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Justierfassung mit einer ersten und einer zweiten Hilfsfassung in Form von radial justierbaren biegeelastischen Lochscheiben,
    • 3 Teilansicht eines ein dritten Ausführungsbeispiels für eine Justierfassung mit einer zweiten Hilfsfassung in Form eines O-Ringes,
    • 4 ein viertes Ausführungsbeispiel mit einer radial justierbaren ersten Hilfsfassung mit einem geschlitzten Flanschring und einer radial nicht justierbaren zweiten Hilfsfassung mit einem weiteren geschlitzten Flanschring und
    • 5 ein fünftes Ausführungsbeispiel mit einer radial justierbaren ersten Hilfsfassung mit einer biegeelastischen Lochscheibe und einer radial nicht justierbaren zweiten Hilfsfassung mit einer weiteren biegeelastischen Lochscheibe.
  • Alle Ausführungen einer erfindungsgemäße Justierfassungen 0, so auch das erste Ausführungsbeispiel, dargestellt in den 1a-1f sind zum Fassen und Justieren eines optischen Tubus 1, mit einer optischen Achse 1.0, vorgesehen.
  • Unter einem optischen Tubus 1 im Sinne dieser Beschreibung sollen einzelne oder auch mehrerer optische Baugruppen, die entlang einer optischen Achse in einer festen Anordnung zueinander in einer gemeinsamen monolithischen oder zusammengefügten, Umhüllung gefasst sind, verstanden werden. Konkret kann es sich zum Beispiel um einen Kollimator oder um ein strahlaufweitendes Objektiv (Beamexpander) handeln.
  • Die Justierfassung enthält grundsätzlich einen monolithischen Träger 2 mit einer mechanischen Achse 2.0 sowie eine erste und eine zwei Hilfsfassung 3, 4, über die der optischen Tubus 1 mit dem Träger 2 jeweils in einer von zwei voneinander beabstandeten radialen Ebenen E in Verbindung steht.
    Mittels der ersten und der zweiten Hilfsfassung 3, 4 ist dem optischen Tubus 1 mit seiner optischen Achse 1.0 gegenüber der mechanischen Achse 2.0 frei kippbar. Dazu sind die erste und die zweite Hilfsfassung 3, 4 so ausgeführt, dass der optische Tubus 1 gegenüber dem Träger 2 zwei rotatorische Freiheitsgrade Rx, Ry eines kartesischen Koordinatensystems aufweist. Darüber hinaus ist wenigstens die erste Hilfsfassung 3 so ausgeführt, dass der gefasste optische Tubus 1 zur Justierung in radialer Richtung zur mechanischen Achse 2.0 gegenüber dem Träger 2 zwei translatorische Freiheitsgrade x, y aufweist.
    Durch die verbleibenden Freiheitsgrade der beiden Hilfsfassungen 3, 4 kann der optische Tubus 1 innerhalb der Justierfassung 0 so justiert werden, dass seine optische Achse 1.0 abweichend von der mechanischen Achse 2.0 des Trägers 2 fluchtend oder wenigstens parallel z.B. zu einer Strahleinfallsrichtung oder einer weiteren optischen Achse ausgerichtet ist.
    Darüber hinaus ist eine Fixiereinheit 9 vorhanden, mittels der die beiden Hilfsfassungen 3, 4 mit einander zugewandten, inneren Stirnseiten 3.1, 4.1 am Träger
    2 anliegend mit dem Träger 2 in axialer Richtung der mechanischen Achse 2.0 verspannbar sind.
  • Es ist erfindungswesentlich, dass der Träger 2 durch ein monolithisches Bauteil gebildet ist. Vorteilhaft wird hierfür ein handelsübliches Strangpressprofil, z.B. aus Aluminium, Magnesium, Messing oder einer Legierung dieser Materialen, verwendet, insbesondere eines mit dem Querschnitt 80 mm x 80 mm und einem Durchmesser für die Zentralbohrung von 40 mm (mit der Kennung: 80 x 80 D40), wie z.B. in 1a dargestellt. Es handelt sich hierbei z.B. um ein Konstruktionsprofil aus einem Baukastensystem der Firma ITEM Industrietechnik GmbH mit einem quadratischen Querschnitt und einer großen Zentralbohrung, die eigentlich für die Aufnahme von Lagern oder die Durchleitung von Wellen, Spindeln und Achsen vorgesehen ist. Die Verwendung eines monolithischen Bauteils, insbesondere eines Strangpressprofils als Träger 2 für eine Justierfassung 0 ist neu. Es ist auch nicht naheliegend bei der Konstruktion von optischen Geräten und Modulen auf Konstruktionselemente für den Sondermaschinenbau zurückzugreifen, da hier andere Toleranzanforderungen bestehen. Da der Träger 2 einer erfindungsgemäßen Justierfassung keine Bezugsbasis für die Justierung, sondern lediglich einen mechanischen Halter für den optischen Tubus 1 und die Hilfsfassungen 3, 4 darstellt, haben die Toleranzen des Trägers 2 keinen Einfluss auf das Justageergebnis. Der optische Tubus 1 wird mit seiner optischen Achse 1.0 zu einem einfallenden Strahl oder einer weiteren optischen Achse justiert und nicht gegenüber einer Bezugsbasis am Träger 2. Für verschiedene Ausführungsbeispiele kann der durch ein Strangpressprofil gebildete Träger 2 mit einem nur geringen Aufwand individuell angepasst werden.
  • Um ein Strangpressprofil als Träger 2 für die Justierfassung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, dargestellt in den 1a -1f, anzupassen, wird es in Richtung seiner mechanischen Achse 2.0, die hier durch eine Symmetrieachse gebildet wird, von seinen beiden Enden her aufgebohrt, sodass zwei den Enden jeweils zugewandte inne liegende zueinander parallele Stirnflächen 2.1 entstehen. In 1b ist ein Schnitt durch die Justierfassung 0 reduziert auf den Träger 2 in Form des Konstruktionsprofils dargestellt. In die aufgebohrten Bereiche führend, werden jeweils in einer der Ebenen E vier Radialbohrungen 2.2 eingebracht, d.h. Gewindebohrungen die in radialer Richtung mit einem Winkelabstand von 90° zueinander auf die mechanische Achse 2.0 gerichtet sind. Pro Ebene E wird des Weiteren eine Tangentialbohrung 2.3 eingebracht, d.h. eine Durchgangsbohrung die tangential zu einer mittig im Träger 2 ausgebildeten Zentralbohrung 2.5 in jeweils einen der beiden aufgebohrten Bereiche gerichtet ist. Außerdem werden vier Axialbohrungen 2.4 mit einem Winkelabstand von 90° zueinander versetzt in die Stirnflächen 2.1 eingebracht. Die Anordnung der verschiedenen Bohrungen ist auch gut in der 1d zu erkennen.
  • In dem ersten Ausführungsbeispiel, dargestellt in den 1a-1f, sind
    die erste Hilfsfassung 3 und die zweite Hilfsfassung 4 jeweils gebildet, durch einen geschlitzten Flansch 5 mit einer daran ausgebildeten Ringschneide 5.1, einer Klemmschraube 5.2 und vier Stelleinheiten 6. Der zu fassende optische Tubus 1 muss bei dieser Ausführung der Justierfassung 0 zumindest in den Ebenen E zylindrisch sein, wo er in der Ringschneide 5.1 entlang einer Umfangslinie geklemmt wird. Gegenüber dem später beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel, ist es von Vorteil, dass durch die Klemmung des geschlitzten Flansches 5 auf dem optischen Tubus 1 eine sehr schnell herstell- und wieder lösbare Verbindung entsteht.
    Die erste Hilfsfassung 3 und die zweite Hilfsfassung 4 sind in diesem ersten Ausführungsbeispiel identisch aufgebaut. Dabei ist der geschlitzte Flansch 5 an der Stirnfläche 2.1 angelegt und umschließt den optischen Tubus 1, wobei die Ringschneide 5.1 in der Ebene E am optischen Tubus 1 anliegt. Durch die Tangentialbohrung 2.3 hindurch ist die Klemmschraube 5.2 in den geschlitzten Flansch 5 eingeschraubt, womit in Abhängigkeit von einer Einschraubtiefe eine Klemmkraft auf den optischen Tubus 1 entlang der Umfangslinie wirkt. Zur Justierung ist die Klemmschraube 5.2 gelockert.
    Aufgrund des auf eine Linienberührung begrenzten Kontaktes zwischen dem optischen Tubus 1 und dem geschlitzten Flansch 5 ist der optische Tubus 1 gegenüber dem geschlitzten Flansch 5 und damit gegenüber dem Träger 2 um zwei rotatorische Freiheitsgrade Rx und Ry eines kartesischen Koordinatensystems schenkbar und auch in einer gegenüber der mechanischen Achse 2.0 ausgelenkten Stellung des optischen Tubus 1 an diesem klemmbar. Die x- und die y-Achse des kartesischen Koordinatensystems liegen in der Ebene E und die z-Achse ist in Richtung der mechanischen Achse 2.0 ausgerichtet.
    Der geschlitzte Flansch 5 ist in der Ebene E in x- und y-Richtung radial verschiebbar. Dazu ist in den vier Radialbohrungen 2.2 jeweils eine Madenschraube angeordnet, die in der Radialbohrung 2.2 geführt eine der Stelleinheiten 6 darstellt. Der geschlitzte Flansch 5 steht über die Stelleinheiten 6 mit dem Träger 2 in einer radial zwangsgeführten Verbindung. Das heißt nur über die Betätigung des Stelleinheiten 6 ist der geschlitzte Flansch 5 gegenüber dem Träger radial und definiert verschiebbar. Alternativ kann die radiale Verschiebung über nur drei mit gleichen Winkelabständen zueinander angeordnete Madenschrauben erfolgen. Oder es sind zwei Madenschrauben in einem Winkelabstand von 90° zueinander angeordnet und jeweils radial gegenüberliegend ist eine an dem geschlitzten Flansch 5 anliegende gespannte Rückstellfeder in einer dann als Sackloch ausgeführten Radialbohrung 2.2 vorhanden. In dem mit beiden Hilfsfassungen 3, 4 auch eine radiale Justierung möglich ist, kann der optische Tubus 1 und damit seine optische Achse 1.0 nicht nur innerhalb des Trägers 2 gekippt sondern auch radial verschoben werden.
  • Das erste Ausführungsbeispiel weißt eine Fixiereinheit 9 auf, die wie in 1e und 1f gut zu erkennen, ausgeführt ist. Sie enthält zwei Klemmscheiben 9.1 und vier in axialer Richtung die Klemmscheiben 9.1 mittelbar über die erste und die zweite Hilfsfassung 3, 4 und den Träger 2 miteinander verspannende Bolzen 9.2. Die beiden Klemmscheiben 9.1 liegen jeweils an einer freien Seite einer der beiden geschlitzten Flansche 5, bzw. des geschlitzten Flansches 5 und des weiteren geschlitzten Flansches 11 an. Sie weisen vier zueinander fluchtend angeordnete Bohrlöcher auf durch die die vier jeweils in einer der Axialbohrungen 2.4 geführten Bolzen 9.2 ragen. Die vier Bolzen 9.2 weisen jeweils an ihren Enden Außengewinde auf, auf die zum Verspannen der Klemmscheiben 9.1 Muttern geschraubt sind. Mit dem Anziehen der Muttern werden zwischen den Klemmscheiben 9.1 die beiden geschlitzten Flansche 5 bzw. der geschlitzte Flansch 5 und der weitere geschlitzte Flansch 11, gegen die Stirnflächen 2.1 an den Träger 2 gedrückt, womit eine eingestellte Justierlage des optischen Tubus 1 durch einen axialen Kraftschluss der beiden geschlitzten Flansche 5 bzw. des geschlitzten Flansches 5 und des weiteren geschlitzten Flansches 11 im Träger 2 gesichert wird. Grundsätzlich können die beiden Klemmscheiben 9.1 auch nur mittels zwei oder drei Bolzen 9.2 verspannt werden. Um radial Platz zu sparen liegen die Bohrlöcher, bezogen auf ihren Querschnitt nicht vollständig innerhalb der Klemmscheiben 9.1, sondern nur anteilig. Entsprechend anteilig verlaufen die Axialbohrungen 2.4 durch die Stirnflächen 2.1.
  • Ein zweites Ausführungsbeispiel, als Schnittbild in 2 gezeigt, unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur durch die Ausführung der ersten und der zweiten Hilfsfassung 3, 4, die hier jeweils durch eine biegeelastische Lochscheibe 7 gebildet ist. Diese ist mit dem optischen Tubus 1 fest verbunden und steht mit dem Träger 2 über wenigstens zwei Stelleinheiten 6 radial zwangsgeführt in Verbindung. Die biegeelastische Lochscheibe 7 ist in Richtung ihrer Oberfläche steif, in Richtung orthogonal zu ihrer Oberfläche, d.h. in Richtung einer Blechdicke, biegeelastisch und ist vorteilhaft aus einem Blech gefertigt. Die biegeelastische Lochscheibe 7 mit dem optischen Tubus 1 fest verbundenen ist und mit dem Träger 2 über wenigstens zwei Stelleinheiten 6 radial zwangsgeführt verbunden. Wie anhand der ersten Hilfsfassung 3 in 2 gezeigt sind die Stelleinheiten 6 auch hier jeweils durch eine Madenschraube gebildet, die in einer in dem Träger 2 ausgebildeten Radialbohrung 2.2 geführt ist und unmittelbar an einem äußeren Rand der biegeelastischen Lochscheibe 7 anliegt. Die Wirkungsrichtungen der Stelleinheiten 6 liegen hier wie beim ersten Ausführungsbeispiel jeweils in der Ebene E. Auch hier sind, insbesondere in Verbindung mit einer Ausführung des Trägers 2 als Strangpressprofil vorteilhaft vier Stelleinheiten 6 oder zwei Stelleinheiten 6 mit jeweils einer radial gegenüberliegend angeordneten Rückstellfeder vorhanden. Alternativ können die Stelleinheiten 6, wie an der zweiten Hilfsfassung 4 in 2 gezeigt, in einer zur Ebene E parallelen Ebene angeordnet sein und an den optischen Tubus 1 radial wirkend angeordnet sein. Zum Fixieren der beiden biegeelastischen Lochscheiben 7 nach der Justierung ist eine Fixiereinheit 9 vorhanden, wie bereits beschrieben wurde. Die beiden Klemmscheibe 9.1 wirken hier nicht unmittelbar auf den äußeren Rand der biegeelastischen Lochscheibe 7 und pressen diesen an den Träger 2 an, sondern sie fixieren den äußeren Rand der biegeelastischen Lochscheiben 7 mittelbar am Träger 2, in dem sie die an ihm anliegenden Stelleinheiten 6 orthogonal zu ihrer Stellrichtung gegen den Träger 2 pressen.
  • Die in den beschriebenen Ausführungsbeispielen der Justierfassung verschiedenen Ausführungen für die erste und zweite Hilfsfassung 3, 4, die jeweils zwei rotatorische und zwei translatorische Freiheitsgrade aufweisen, können beliebig miteinander kombiniert werden, womit die optische Achse 1.0 des optischen Tubus 1 sowohl kippbar als auch verschiebbar ist.
  • Für den Fall, dass die Justierfassung lediglich eine Kippung des optischen Tubus 1 ermöglichen soll, wird die zweite Hilfsfassung 4 so ausgeführt, dass sie nur zwei rotatorische Freiheitsgrade aufweist. Die erste Hilfsfassung 3 kann dann eine beliebige der zuvor beschriebenen ersten oder zweiten Hilfsfassung 3, 4 sein.
  • In 3 ist eine zweite Hilfsfassung 4 gezeigt, die durch einen O-Ring 8 gebildet ist, der, der zwischen einer Planfläche und einer V-Nut angeordnet, in axialer Richtung fixiert ist. Für die Funktionsweise ist es unerheblich ob die V-Nut am optischen Tubus 1 und die Planfläche am Träger 2 ausgebildet ist oder umgekehrt. Praktisch ist es jedoch von Vorteil die V-Nut am optischen Tubus 1 auszubilden, z.B. wie gezeigt, durch zwei am optischen Tubus 1 vorhanden Vorschraubringe, mit einander zugewandten Fasen.
  • Alternativ ist die zweite Hilfsfassung 4, wie in 4 dargestellt, durch einen weiteren geschlitzten Flansch 11 mit einer daran ausgebildeten weiteren Ringschneide 11.1 gebildet, der auf den optischen Tubus 1 geklemmt ist und gegenüber dem Träger 2 fest angeordnet ist. Auf die Madenschrauben und entsprechend die Radialbohrungen 2.2 kann dann verzichtet werden. Der weitere geschlitzte Flansch 11 kann gleich dem geschlitzten Flansch 5 ausgeführt sein.
  • In einer weiteren vorteilhaften Alternative ist die zweite Hilfsfassung 4, wie in 5 gezeigt, durch eine weitere biegeelastische Lochscheibe 12 gebildet ist, die mit dem optischen Tubus 1 und mit dem Träger 2 fest verbundenen ist. Die Klemmscheibe 9.1 der Fixiereinheit 9 wirkt hier unmittelbar auf den Rand der biegeelastischen Lochscheibe 12.
  • Bezugszeichenliste
  • 0
    Justierfassung
    1
    optischer Tubus
    1.0
    optische Achse
    2
    Träger
    2.0
    mechanische Achse
    2.1
    Stirnfläche
    2.2
    Radialbohrung
    2.3
    Tangentialbohrung
    2.4
    Axialbohrung
    2.5
    Zentralbohrung
    3
    erste Hilfsfassung
    3.1
    innere Stirnseite der ersten Hilfsfassung
    4
    zweite Hilfsfassung
    4.1
    innere Stirnseite der zweiten Hilfsfassung
    5
    geschlitzter Flansch
    5.1
    Ringschneide
    6
    Stelleinheit
    7
    biegeelastische Lochscheibe
    8
    0-Ring
    9
    Fixiereinheit
    9.1
    Klemmscheibe
    9.2
    Bolzen
    10
    Klemmplatte
    11
    weiterer geschlitzter Flansch
    11.1
    weitere Ringschneide
    12
    weitere biegeelastische Lochscheibe
    E
    radiale Ebene

Claims (12)

  1. Justierfassung (0) mit einem optischen Tubus (1), eine optische Achse (1.0) aufweisend, enthaltend einen Träger (2), eine mechanische Achse (2.0) aufweisend, sowie eine erste und eine zweite Hilfsfassung (3, 4), über die der optische Tubus (1) mit dem Träger (2) jeweils in einer von zwei voneinander beabstandeten radialen Ebenen (E) in Verbindung steht, wobei die erste und die zweite Hilfsfassung (3, 4) dem optischen Tubus (1) jeweils zur Kippung der optischen Achse (1.0) gegenüber der mechanischen Achse (2.0) zwei rotatorische Freiheitsgrade (Rx, Ry) belassen und zusätzlich wenigstens die erste Hilfsfassung (3) dem optischen Tubus (1) zur Justierung in radialer Richtung zur mechanischen Achse (2.0) zwei translatorische Freiheitsgrade (x, y) belässt, wobei der Träger (2) ein monolithisches Bauteil mit zwei innen liegenden Stirnflächen (2.1) ist und eine in axialer Richtung der mechanischen Achse (2.0) wirkende Fixiereinheit (9) vorhanden ist, mittels der die erste und die zweite Hilfsfassung (3, 4)jeweils mit einer innen liegenden Stirnseite einer der Stirnflächen (2.1) zugewandt, mit dem Träger (2) verspannbar sind, dadurch gekennzeichnet dass die Fixiereinheit (9) zwei Klemmscheiben (9.1) und wenigstens zwei in axialer Richtung, die Klemmscheiben (9.1) mittelbar über die erste und die zweite Hilfsfassung und den Träger (2) miteinander verspannende Bolzen (9.2) enthält.
  2. Justierfassung (0) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2) aus einem Strangpressprofil gebildet ist.
  3. Justierfassung (0) nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die erste Hilfsfassung (3) durch einen geschlitzten Flansch (5) mit einer daran ausgebildeten Ringschneide (5.1) gebildet ist, der auf eine Umfangsfläche des optischen Tubus (1) geklemmt ist und mit dem Träger (2) über wenigstens zwei Stelleinheiten (6) radial zwangsgeführt in Verbindung steht.
  4. Justierfassung (0) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Stelleinheiten (6) jeweils durch eine Madenschraube gebildet sind, die jeweils in einer in dem Träger (2) ausgebildete Radialbohrung (2.2) geführt, unmittelbar an dem geschlitzten Flansch (5) anliegt
  5. Justierfassung (0) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die erste Hilfsfassung (3) durch eine biegeelastische Lochscheibe (7) gebildet ist, die mit dem optischen Tubus (1) fest verbundenen ist und mit dem Träger (2) über wenigstens zwei Stelleinheiten (6) radial zwangsgeführt in Verbindung steht.
  6. Justierfassung (0) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Stelleinheiten (6) jeweils durch eine Madenschraube gebildet sind, die jeweils in einer in dem Träger (2) ausgebildete Radialbohrung (2.2) geführt, unmittelbar an einem äußeren Rand der biegeelastischen Lochscheibe (7) anliegt
  7. Justierfassung (0) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Stelleinheiten (6) jeweils durch eine Madenschraube gebildet sind, die jeweils in einer in dem Träger (2) ausgebildete Radialbohrung (2.2) geführt parallel zur biegeelastischen Lochscheibe (7) am optischen Tubus (1) anliegt
  8. Justierfassung (0) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass genau vier Stelleinheiten (6) vorhanden sind oder genau zwei Stelleinheiten (6) vorhanden sind, denen jeweils in einer der Radialbohrungen (2.2) radialsymmetrisch gegenüberliegend eine Rückstellfeder zugeordnet ist.
  9. Justierfassung (0) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Hilfsfassung (4) durch einen zwischen dem optischen Tubus (1) und dem Träger (2) in axialer Richtung fixierten O-Ring (8) gebildet ist.
  10. Justierfassung (0) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der O-Ring (8) in einer am optischen Tubus (1) angeordneten V-Nut liegt.
  11. Justierfassung (0) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Hilfsfassung (4) durch einen weiteren geschlitzten Flansch (11) mit einer daran ausgebildeten weiteren Ringschneide (11.1) gebildet ist, der auf den optischen Tubus (1) geklemmt ist und gegenüber dem Träger (2) fest angeordnet ist.
  12. Justierfassung (0) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Hilfsfassung (4) durch eine weitere biegeelastische Lochscheibe (12) gebildet ist, die mit dem optischen Tubus (1) und mit dem Träger (2) fest verbundenen ist.
DE102021107412.6A 2020-10-14 2021-03-24 Kompakte Justierfassung zur Justierung eines optischen Tubus Active DE102021107412B3 (de)

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