DE202006000977U1

DE202006000977U1 - Führungszapfen und eine optische Vorrichtung mit Führungszapfen

Info

Publication number: DE202006000977U1
Application number: DE200620000977
Authority: DE
Original assignee: Hensoldt AG Wetzlar; M Hensoldt and Soehne Optische Werke AG
Current assignee: Hensoldt AG Wetzlar; Carl Zeiss Sports Optics GmbH
Priority date: 2006-01-20
Filing date: 2006-01-20
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2016-01-21

Abstract

Führungszapfen, insbesondere Führungsschraube,
mit einem Stift (22, 23) und
einem ersten Ummantelungselement (26, 27) und
einem zweiten Ummantelungselement (28, 29) zur Ummantelung des Stiftes (22, 23)
wobei das erste und das zweite Ummantelungselement (26, 27; 28, 29) derart zueinander angeordnet sind, dass bei Druckeinwirkung auf den Führungszapfen (20, 21) das erste Ummantelungselement (26, 27) eine Verformung des zweiten Ummantelungselements (28, 29) beschränkt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Führungszapfen, insbesondere Führungschraube und eine optische Vorrichtung mit Führungszapfen. Dabei kann der Führungszapfen bevorzugt als Führungsschraube ausgebildet sein.
Eine Schraube ist ein Verbindungselement bestehend aus einem zylindrischen oder kegelförmig zugespitztem Stift oder Bolzen. Auf diesem Stift oder Bolzen ist ein Gewinde aufgebracht und an seinem oberen Ende kann ein Kopf angeordnet sein.
Mit einer Schraube können Bauteile lösbar verbunden werden. Schrauben sind üblicherweise aus einem metallischen Werkstoff hergestellt und werden auf verschiedensten Gebieten eingesetzt.
Ein Einsatzbereich sind optische Vorrichtungen, z.B. Zielfernrohre. Solche Zielfernrohre weisen ein Umkehrsystem umfassend zwei Umkehrlinsenbaugruppen und zugehörige Linsenhalterungen auf. Bei Zielfernrohren mit variabler Vergrößerung ist das Umkehrsystem in Achsrichtung des Zielfernrohrs verschiebbar ausgebildet. Zur Ermöglichung einer derartigen Verschiebung sind die jeweiligen Linsenhalterungen der Umkehrlinsenbaugruppen mit Führungszapfen, insbesondere Führungsschrauben verbunden. Diese Schrauben greifen mit ihrem freien Ende in die Bohrungen eines Kurvenrohres ein. Diese Bohrungen stellen die Steuerkurven dar und geben den Schrauben und damit den Umkehrlinsen definierte Wege für die Verschiebung vor.
Für den Eingriff von Führungszapfen in Kurvenrohre sind im Stand der Technik allgemein Metallschrauben bekannt. Das Kur venrohr, das die Steuerkurven beinhaltet, besteht ebenfalls aus Metall. Bei einer derartigen Kombination von Metallschraube mit Metall-Kurvenrohr ist ein gewisses Grundspiel vorhanden, wodurch die Metallschraube in der Steuerkurve verschoben werden kann. Eine derartiges Grundspiel hat jedoch den Nachteil, dass die Umkehrlinsen nicht definiert ausgerichtet sind und dies ursächlich für eine Parallaxe sein kann.
In allgemein bekannten Weiterentwicklungen des Standes der Technik sind ebenfalls Führungsschraube und Kurvenrohr aus Metall hergestellt. Bei dieser Weiterentwicklung ist der Schraubenstift aber bereichsweise mit einer Ummantelung aus Kunststoff versehen. Der derart ummantelte Schraubenstift weist im ummantelten Bereich einen größeren Außendurchmesser auf, als die Steuerkurven breit ausgebildet ist. Die Schraube greift mit ihrem ummantelten Schraubenstift mit Übermaß in die Steuerkurve ein. Dies führt dazu, dass erst einmal das die Parallaxe verursachende Spiel nicht entsteht. Jedoch hat sich gezeigt, dass bei dieser anfangs spielfreien Verbindung nach mehrfachen Schussbelastungen doch ein Parallaxe erzeugendes Spiel entstehen kann. Verursacht wird dies dadurch, dass die Kunststoffkomponente sich durch die Schussbelastung bleibend verformt. Die bleibende Deformation wird durch die Belastung des Kunststoffes oberhalb dessen Elastizitätsbereiches verursacht.
Mit Parallaxe wird hier ein Parallaxenfehler innerhalb eines optischen Systems, Z. B. eines Zielfernrohres bezeichnet. Dieser Fehler kann im Stand der Technik dadurch entstehen, dass einzelne optische Einheiten des Zielfernrohres, insbesondere durch das Spiel der Führungszapfen in den Steuerkurven, nicht richtig zueinander ausgerichtet sind.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Führungszapfen, insbesondere eine Führungsschraube zur Verfügung zu stellen, die auch unter Belastung einer bleibenden Deformation entgegenwirkt und somit eine parallaxefreie Führung des Umkehrlinsensystems ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Anspruch 1 beinhaltet einen Führungszapfen, insbesondere eine Führungsschraube, mit einem Stift und einem ersten Ummantelungselement und einem zweiten Ummantelungselement zur Ummantelung des Stiftes, wobei das erste und das zweite Ummantelungselement derart zueinander angeordnet sind, dass bei Druckeinwirkung auf den Führungszapfen das erste Ummantelungselement eine Verformung des zweiten Ummantelungselements beschränkt.
Des Weiteren ist es eine Aufgabe der Erfindung eine optische Vorrichtung, insbesondere ein Zielfernrohr, zur Verfügung zu stellen, bei dem einem Auftreten von Parallaxe dauerhafter entgegengewirkt wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 12.
Anspruch 12 beinhaltet eine optische Vorrichtung, insbesondere ein Zielfernrohr, die zumindest ein Führungszapfen, insbesondere eine Führungsschraube, nach einem der Ansprüche 1 bis 11 umfasst.
Mit dem erfindungsgemäßen Führungszapfen kann eine dauerhafte Vorspannung der Kunststoffummantelung des Führungszapfens in einer Steuerkurve gewährleistet werden.
Der Führungszapfen kann als Schraube, Stift oder in einer ähnlichen Form ausgebildet sein, die eine Führung in einer Steuerkurve ermöglicht.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Beispiele zum Stand der Technik und eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Führungszapfen in einem erfindungsgemäßen Zielfernrohr sind in den Figuren wiedergegeben.
Es zeigen
1: Ausschnitt eines Kurvenrohres mit Führungszapfen aus Metall (Stand der Technik),
2: Ausschnitt eines Kurvenrohres mit einfach ummantelten Führungsschrauben (Stand der Technik),
3: Ausschnitt eines Kurvenrohres mit erfindungsgemäßer Führungsschraube,
4: ein Kurvenrohr und
5: ein Kurvenrohr mit eingesetztem Umkehrsystem und erfindungsgemäßen Führungsschrauben.
1 beschreibt einen Ausschnitt eines Kurvenrohres 1 mit zwei Steuerkurven 2 und 3 und einer mit A bezeichneten Achse wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist. Das Kurvenrohr 1 ist aus Metall. In dem Kurvenrohr 1 angeordnet ist ein Umkehrlinsensystem. Dieses umfasst eine objektseitige Umkehrlinsenbaugruppe 4 und eine okularseitige Umkehrlinsenbaugruppe 5. Die Linsenbaugruppen sind in Linsenhalterungen 6 und 7 befestigt. An jeder Linsenhalterung 6 und 7 ist jeweils ein Führungszapfen 8 und 9 befestigt. Der Führungszapfen 8 und 9 kann als Führungsschraube ausgebildet sein. Der Führungszapfen 8 ragt in die Steuerkurve 2 und der Führungszapfen 9 in die Steuerkurve 3 hinein. Wird nun mittels einer nicht dargestellten Betätigungseinrichtung, z.B. eines Drehknopfes eine Verschiebung der Führungszapfen 8 und 9 in den Steuerkurven 2 und 3 bewirkt, so werden hiermit auch das Umkehrlinsensystem in achsialer Richtung A verschoben und es kann die Vergrößerung des Zielfernrohres variiert werden. Da auch die Führungszapfen 8 und 9 aus Metall ausgebildet sind ist es von Nöten zwischen Führungszapfen 8 und Steuerkurve 2 sowie Führungszapfen 9 und Steuerkurve 3 ein Spiel vorzusehen. Dieses Spiel hat den Nachteil, dass eine Parallaxe verursacht wird.
2 stellt eine verbesserte Ausführungsform des Standes der Technik dar. Es ist ein Schnitt durch die obere Hälfte eines Kurvenrohres 1 dargestellt. Auch dieses Kurvenrohr weist Steuerkurven 2 und 3 auf. Innerhalb dieser ist jeweils eine Führungsschraube 8 und 9 angeordnet.
Führungsschraube 8 und 9 weisen jeweils einen metallenen Stift 10 und 11 sowie eine Kopf 12 und 13 auf. Des weiteren ist jeder Stift 10 und 11 und Kopf 12 und 13 mit einem Ummantelungselement 14 und 15 aus Kunststoff versehen. Die Ummantelung 14 und 15 ist mit Übermaß in die Steuerkurve 2 verbaut. Dies ist an der linken objektivseitigen Führungsschraube 8 besonders gut erkennbar. Die Schulter 16 würde im entspannten noch nicht in die Steuerkurve eingebauten Zustand einen größeren Durchmesser aufweisen als die Steuerkurve breit ist. Bei dieser anfangs spielfreien Verbindung entsteht aber nach einigen Schussbelastungen, d.h. wenn das Zielfernrohr auf eine Schusswaffe montiert und diese eingesetzt wurde, ein Spiel. Verursacht wird dies durch die Kunststoffkomponente, die sich bei Schussbelastung bleibend verformt. Die bleibende Verformung wird durch die Belastung des Kunststoffes oberhalb dessen Elastizitätsbereichs verursacht.
3 zeigt nun einen Ausschnitt eines Kurvenrohres 1 -bevorzugt aus Aluminium hergestellt- mit Steuerkurven 2 und 3 und mit erfindungsgemäßen Führungszapfen 20 und 21 die in Form einer Führungsschraube ausgebildet sind und an Linsenfassungen 6, 7 eines Umkehrsystems befestigt sind. Diese Führungsschrauben weisen jeweils einen Stift 22 und 23 mit Kopf 24 und 25 auf. Stift 22, 23 und Kopf 24, 25 sind aus Metall, beispielsweise aus Messing oder Stahl, hergestellt. Es ist jeweils eine erste Ummantelung 26 und 27 aus Metall, bevorzugt aus Messing, ausgebildet. Diese ummantelt jeweils Teile des Stiftes 22 und 23 und des Kopfes 24 und 25. Da sowohl Stift, Kopf und erstes Ummantelungselement aus Metall hergestellt sind, kann man diese auch einstückig herstellen.
Für jede Führungsschraube 20 und 21 ist jeweils ein zweites Ummantelungselement 28 und 29 vorgesehen, das teilweise über dem jeweiligen ersten Ummantelungselement 26 und 27 angeordnet ist. Dieses zweite Ummantelungselement 28, 29 ist aus Kunststoff, bevorzugt aus Polyethylen (PE) hergestellt.
Diese jeweilige zweite Ummantelung 28. 29 ist so dick ausgebildet, dass der jeweilige Führungszapfen 20 und 21 mit Übermaß in die jeweilige Steuerkurve 2 und 3 eingebaut ist. Dieser Effekt kann beispielsweise durch die Schulter 30 und 31 erlangt werden. Es ist aber auch vorstellbar, den gesamten Außendurchmesser des zweiten Ummantelungselements mit Übermaß zu wählen. Hierdurch kann allerdings die Leichtgängigkeit der Verschiebung der Umkehrlinsen 4, 5 verringert werden.
Um eine bleibende Deformation durch Belastung des Kunststoffes oberhalb dessen Elastizitätsbereichs zu vermeiden, ist die erste Ummantelung 26, 27 in erfindungsgemäßer Art ausgebildet.
Die erste Ummantelung 26, 27 weist einen Bereich auf -hier in dem Fall im Bereich des Schraubenkopfes 24, 25- der nicht von der zweiten Ummantelung 28, 29 ummantelt wird. Des Weiteren weist dieser Bereich eine Schulter 32, 33 auf die teilweise eine Kopffläche der zweiten Ummantelung 28, 29 überragt. Diese Schulter 32, 33 weist in bevorzugter Weise einen Außendurchmesser auf, der der Breite der Steuerkurve entspricht oder geringfügig kleiner ist um z.B. 0,01 mm. Hierdurch wird eine Ab stützung der zweiten Ummantelung 28, 29 aus Kunststoff an dem Rand der Steuerkurve erlangt. Wird das Zielfernrohr auf eine Schusswaffe montiert und ein Schuss abgegeben, so wirken Kräfte auf die Führungszapfen 20, 21 ein, die eine Deformation der zweiten Ummantelungselemente 28, 29 bewirken. Diese Deformation wird aber durch die Schulter 32, 33 begrenzt. Denn diese Schulter 32, 33 ist aus Metall und somit einem stabileren Material. Da nur eine geringfügige Deformation im elastischen Bereich des Kunststoffes stattfindet, kann die zweite Ummantelung 32, 33 nach der Schussbelastung wieder ihre ursprüngliche Form annehmen und durch die dann wieder angelegte Vorspannung eine Parallaxe vermeiden.
Selbstverständlich kann anstelle des ersten Ummantelungselements auch ein Ummantelungssystem aus mehreren Schichten vorgesehen sein, die die Eigenschaften des ersten Ummantelungselements aufweisen. Auch kann die zweite Ummantelung als ein Ummantelungssystem aus mehreren Schichten ausgebildet sein, die die Eigenschaften der zweiten Ummantelung aufweisen.
Der erfindungsgemäße Führungszapfen kann auch als Führungsschraube ausgebildet sein und kann überall da Einsatz finden, wo derartige Führungszapfen Belastungen, insbesondere im Wesentlichen senkrecht zu Ihrer Längsachse, ausgesetzt sind, z.B. bei Druckbelastungen in einem Zielfernrohr durch Schüsse aus der zugehörigen Schusswaffe.
4 zeigt ein Kurvenrohr mit den beiden Steuerkurven 2, 3.
5 zeigt ein Kurvenrohr 1 mit den beiden Steuerkurven 2 und 3 in denen die erfindungsgemäßen Führungszapfen 20 und 21 bewegbar angeordnet sind. Innerhalb des Kurvenrohres 1 ist ein Umkehrlinsensystem angeordnet, das über die Führungszapfen 20 und 21 definiert verschiebbar ist.

A Achse des Kurvenrohres

1: Kurvenrohr
2: objektivseitige Steuerkurve
3: okularseitige Steuerkurve
4: objektivseitige Umkehrlinsenbaugruppe
5: okularseitige Umkehrlinsenbaugruppe
6: objektivseitige Linsenhalterung
7: okularseitige Linsenhalterung
8: objektivseitiger Führungszapfen/-schraube
9: okularseitiger Führungszapfen/-schraube
10: Stift
11: Stift
12: Kopf
13: Kopf
14: Ummantelungselement
15: Ummantelungelement
16: Schulter der Ummantelung
20: Führungszapfen, okularseitig
21: Führungszapfen, objektivseitig
22: Stift, okularseitig
23: Stift, objektivseitig
24: Kopf, okularseitig
25: Kopf, objektivseitig
26: erstes Ummantelungselement, aus Metall, okularseitig
27: erstes Ummantelungelement, aus Metall, objektivseitig
28: zweites Ummantelungelement, aus Kunststoff, okularseitig
29: zweites Ummantelungelement, aus Kunststoff, objektivseitig
30: Schulter des zweiten Ummantelungselements, okularseitig
31: Schulter des zweiten Ummantelungelements, objektivseitig
32: Schulter des ersten Ummantelungelements, okularseitig
33: Schulter des ersten Ummantelungelements, objektivseitig

Claims

Führungszapfen, insbesondere Führungsschraube, mit einem Stift (22, 23) und einem ersten Ummantelungselement (26, 27) und einem zweiten Ummantelungselement (28, 29) zur Ummantelung des Stiftes (22, 23) wobei das erste und das zweite Ummantelungselement (26, 27; 28, 29) derart zueinander angeordnet sind, dass bei Druckeinwirkung auf den Führungszapfen (20, 21) das erste Ummantelungselement (26, 27) eine Verformung des zweiten Ummantelungselements (28, 29) beschränkt.
Führungszapfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ummantelungselement (26, 27) die Verformung des zweiten Ummantelungselements (28, 29) auf eine reversible Verformung beschränkt.
Führungszapfen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ummantelungselement (26, 27) eine Verformung des zweiten Ummantelungselements (28, 29) auf eine reversible Durchmesserverringerung von maximal 1 mm, bevorzugt maximal 0,1 mm, beschränkt.
Führungszapfen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Ummantelungselement (26, 27; 28, 29) derart zueinander angeordnet sind, dass bei Druckeinwirkung das erste Ummantelungselement (26, 27) einer weiteren Verformung des zweiten Ummantelungselements (28, 29) nach einer erfolgten Anfangsverformung entgegenwirkt.
Führungszapfen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ummantelungselement (26, 27) einer weiteren Verformung des zweiten Ummantelungselements (28, 29) nach einer erfolgten reversiblen Anfangsverformung entgegenwirkt.
Führungszapfen nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ummantelungselement (26, 27) einer weiteren Verformung des zweiten Ummantelungselements (28, 29) nach einer erfolgten Anfangsverformung von maximal 1 mm, bevorzugt maximal 0,1 mm, Durchmesserverringerung entgegenwirkt.
Führungszapfen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass das erste Ummantelungselement (26, 27) eine niedrigere Elastizität als das zweite Ummantelungselements (28, 29) aufweist.
Führungszapfen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ummantelungselement (28, 29) das erste Ummantelungselement (26, 27) teilweise ummantelt und in dem Bereich außerhalb dieser Ummantelung, das erste Ummantelungselement (26, 27) eine Schulter (32, 33) aufweist, die einen größeren Außendurchmesser als das erste Ummantelungselement (26, 27) im ummantelten Bereich und einen kleineren Außendurchmesser als das unbelastete zweite Ummantelungselement (28, 29) aufweist.
Führungszapfen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenradius der Schulter (32, 33) des ersten Ummantelungselements (26, 27) um 10–20%, vorzugsweise 5% kleiner ist als der Außenradius des unbelasteten zweiten Ummantelungselements (28, 29).
Führungszapfen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ummantelungselement (26, 27) aus einem Werkstoff niedriger Elastizität, insbesondere Metall, bevorzugt Messing, hergestellt ist.
Führungszapfen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ummantelungselement (28, 29) aus einem Werkstoff höherer Elastizität, insbesondere Kunststoff, bevorzugt aus einem Polyethylen (PE), hergestellt ist.
Optische Vorrichtung, insbesondere Zielfernrohr, dadurch gekennzeichnet , dass sie zumindest einen Führungszapfen (20, 21), insbesondere eine Führungsschraube, nach einem der Ansprüche 1 bis 11 umfasst.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Führungszapfen (20, 21) zur Führung einer oder mehrerer Linsenhalterungen ((6, 7) vorgesehen ist, insbesondere zur Führung von Linsen eines Linsenumkehrsystems in den Steuerkurven (2, 3) eines Kurvenrohrs (1).
Optische Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungszapfen (20, 21) aufgrund des zweiten Ummantelungselements (28, 29) einen größeren Durchmesser aufweist als die Steuerkurve (2, 3), in die sie eingesetzbar ist, breit ist.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungszapfen (20, 21) aufgrund des zweiten Ummantelungselements (28, 29) unter Vorspannung in die Steuerkurve (2, 3) einsetzbar ist.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungszapfen (20, 21) in der Steuerkurve (2, 3) derart angeordnet ist, dass bei Druckeinwirkung das erste Ummantelungselement (26, 27) einer weiteren Verformung des zweiten Ummantelungselements (28, 29) nach einer erfolgten Anfangsverformung entgegenwirkt.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungszapfen (20, 21) in der Steuerkurve (2, 3) derart angeordnet ist, dass bei Druckeinwirkung das erste Ummantelungselement (26, 27) einer weiteren Verformung des zweiten Ummantelungselements (28, 29) nach einer erfolgten reversiblen Anfangsverformung entgegenwirkt.