DE202008008630U1

DE202008008630U1 - Betätigungselement für ein Zielfernrohr

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Publication number: DE202008008630U1
Application number: DE202008008630U
Authority: DE
Original assignee: Kahles GmbH
Current assignee: Swarovski Optik AG and Co KG
Priority date: 2008-07-01
Filing date: 2008-07-01
Publication date: 2008-09-04
Anticipated expiration: 2018-07-02

Abstract

Betätigungselement (1) zum Einstellen der Zielmarke eines Zielfernrohres, wobei das Betätigungselement (1) ein gegenüber einem Sockelteil (2) um eine Achse (3) verdrehbares Drehelement (4) aufweist, wobei das Drehelement (4) über eine Stellmechanik (5, 6) mit der Zielmarke gekoppelt ist, sodass bei einem Verdrehen des Drehelementes (4) die Zielmarke mittels der Stellmechanik (5, 6) in horizontaler und/oder vertikaler Richtung verstellbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine erste Anordnung (7, 7', 7'') von ersten Magneten (M11–M130; M11'–M130'; M11''–M116'') vorgesehen ist, wobei diese ersten Magneten (M11–M130; M11'–M130'; M11''–M116'') in einer Ebene normal auf die Drehachse (3) angeordnet sind, und diese ersten Magneten (M11–M130; M11'–M130'; M11''–M116'') entlang zumindest eines Abschnittes eines Kreises mit einem ersten Radius (r1) um die Achse (3) angeordnet sind,
und weiters eine zweite Anordnung (8, 8', 8'') von zweiten Magneten (M21–M230; M21'–M230'; M21''–M216'') vorgesehen ist, welche zumindest entlang eines Abschnittes eines Kreises mit einem zweiten Radius (r2) um...

Description

Die Erfindung betrifft ein Betätigungselement zum Einstellen der Zielmarke eines Zielfernrohres, wobei das Betätigungselement ein gegenüber einem Sockelteil um eine Achse verdrehbares Drehelement aufweist, wobei das Drehelement über eine Stellmechanik mit der Zielmarke gekoppelt ist, sodass bei einem Verdrehen des Drehelementes die Zielmarke mittels der Stellmechanik in horizontaler und/oder vertikaler Richtung verstellbar ist.
Weiters betrifft die Erfindung ein Zielfernrohr mit einem solchen Betätigungselement, wobei das Betätigungselement mit dem Sockelteil an dem Zielfernrohr angebracht und verdrehfest befestigt wird.
Zielfernrohre verfügen über eine Zielmarke, beispielsweise in Form eines Absehen. Um die Zielmarke mit dem tatsächlichen Treffpunkt einer spezifischen Ballistik (Kaliber, Geschossmasse, Geschossbauart, Laborierung, etc) und einem spezifischen Lauf auf eine bestimmte Einschussentfernung in Übereinstimmung bringen zu können, ist die Zielmarke in der Regel über eine Stellmechanik in bekannter Art und Weise nach Höhe und Seite justierbar.
Durch ein Verdrehen des Drehelementes kann somit z. B. bei einer in vertikaler Richtung verstellbaren Zielmarke das Zielfernrohr auf unterschiedliche Schussdistanzen eingestellt werden. Die Benutzer solcher Zielfernrohre wünschen dabei bei der Verstellung des Drehelementes eine „Rückmeldung" darüber, wie weit die Zielmarke verstellt wurde. Die einfachste Weise einer solchen Rückmeldung ist bei bekannten Zielfernrohren bzw. deren Betätigungselementen mittels eines sogenannten mechanischen „Klicks" realisiert. Dabei sind mechanische Mittel in dem Betätigungselement vorgesehen, welche bei einem Drehen des Drehelementes um einen bestimmten Verdrehwinkel ein leises Geräusch typischerweise in Form eines „Klicks" abgegeben, wobei dieser „Klick" auch zu spüren ist. Durch die Anzahl der Klicks, die der Benutzer bei einem Verdrehvorgang wahrnimmt, kann er auf die eingestellte Distanz der Zielmarke schließen.
Auch wenn andere Anzeigemittel vorgesehen sind, mittels welcher ein Benutzer die eingestellte Distanz ablesen kann, beispielsweise mittels Strichmarkierungen an der Außenseite des Betätigungselementes, ist es trotzdem von den Benutzern gewünscht, dass ein solcher „Klick" vorhanden ist, da dieser ein unmittelbares „Feed-Back" vermittelt.
Typischerweise wird ein solcher mechanischer Klick (mechanische Rastverstellung) über die Kombination eines Rastringes und einer drehbaren Spindel, in welcher sich federnd gelagerte Kugeln oder Stifte befinden, die im Rastring über die entsprechende Drehung der Spindel in den jeweiligen Rasten einklicken/einrasten, realisiert.
Nachteilig an den bekannten mechanischen Lösungen ist allerdings deren hohe Verschleißanfälligkeit, und es liegt z. B. bei der oben erörterten konkreten Variante immer mechanischer Verschleiß vor. Bei häufigem Gebrauch des Betätigungselementes führt dies zu kurzen Wartungsintervallen des Zielfernrohres. Aus diesem Grund wird die Verstellung des Betätigungselementes nicht sehr häufig benützt.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen „Klick" bei einem Verstellen des Drehelementes eines eingangs genannten Betätigungselementes zu realisieren, wobei die Nachteile bekannter Betätigungselemente nicht vorhanden sind.
Diese Aufgabe wird mit einem eingangs erwähnten Betätigungselement dadurch gelöst, dass erfindungsgemäß eine erste Anordnung von ersten Magneten vorgesehen ist, wobei diese ersten Magneten in einer Ebene normal auf die Drehachse angeordnet sind, und diese ersten Magneten zumindest eines Abschnittes eines Kreises mit einem ersten Radius um die Achse angeordnet sind,
und weiters eine zweite Anordnung von zweiten Magneten ist, welche zumindest entlang eines Abschnittes eines Kreises mit einem zweiten Radius um die Achse angeordnet sind und in einer im Wesentlichen zu der Ebene der ersten Magneten parallelen Ebene liegen, und die zweite Anordnung von zweiten Magneten mit dem Drehelement gekoppelt ist, sodass bei einem Verdrehen des Drehelementes die zweite Anordnung von zweiten Magneten in Bezug auf die erste Anordnung verdreht wird.
Durch die Relativverdrehung von zwei Magnet-Anordnungen zueinander ergeben sich durch die zwischen den Magneten der beiden Anordnungen wirkenden magnetischen Kräfte für den Benutzer fühlbare Klicks, wo bei die Anzahl der Klicks in bekannter Weise davon abhängt, um welchen Winkel das Drehelement verdreht wird. Durch die Verwendung von Magneten zur Realisierung solcher Klicks kann das Auftreten von Verschleiß wie bei bekannten mechanischen Lösungen verhindert werden. Das erfindungsgemäße Betätigungselement ist auch wesentlich einfacher und schneller zu montieren als bekannte Systeme, außerdem sind die verwendeten Bauteile kostengünstig in der Anschaffung bzw. Herstellung, sodass in Summe ein erfindungsgemäßes Betätigungselement deutlich günstiger als bisher bekannte Betätigungselemente hergestellt werden kann.
Außerdem ist es mit der Erfindung möglich, die Verstellung der Zielmarke auch elektronisch auszuwerten, wie dies später noch genauer erläutert wird. Durch die Erfindung ist dazu kein zusätzlich Adapter oder Aufsatz zu einem bestehenden Betätigungselement, wie dies bisher aus dem Stand der Technik bekannt ist, notwendig.
Weiters ist durch erfindungsgemäße „magnetische Rastung" keine Schmierung notwendig, das Betätigungselement ist außerdem schmutz- und fettunempfindlich.
Grundsätzlich ist es möglich, dass sich beide Magnetanordnungen drehen, und zwar gegenläufig, um den gewünschten Effekt zu erreichen. Allerdings ist es zur Erzielung des gewünschten Effektes, nämlich der Realisierung von Klicks völlig ausreichend, wenn die ersten Magneten fest in Bezug auf das Sockelteil angeordnet sind. Bei dieser Variante dreht sich dementsprechend nur eine der Anordnungen von Magneten, wodurch diese Variante folglich wesentlich einfacher und kostengünstiger zu fertigen ist.
Prinzipiell ist es zur Realisierung von Klicks ausreichend, wenn die Magneten der beiden Anordnungen lediglich entlang eines Kreisabschnittes angeordnet sind. Um aber eine volle Umdrehung des Drehelementes über einem 360°-Kreis für die Verstellung der Zielmarke ausnützen zu können, ist es zweckmäßig, wenn die Magneten der ersten und der zweiten Anordnung jeweils entlang eines vollen Kreises angeordnet sind.
Um den maximalen Verstellbereich des Drehelementes – vorzugsweise wie schon erwähnt 360° – voll ausnützen zu können, d. h. um einen möglichst große Anzahl von Klicks zu erhalten, ist es weiters günstig, wenn alle Magneten einer Anordnung dieselbe magnetische Ausrichtung aufweisen.
Dadurch wird bei einem Verdrehen der einen Anordnung um die Distanz von jeweils zwei benachbarten Magneten ein Klick realisiert. Bei beispielsweise 30 Magneten pro Anordnung lassen sich grundsätzlich, d. h. ohne zusätzliche Übersetzungen etc., somit bereits 30 Klicks realisieren.
Bei einer ersten Variante der Erfindung sind gleichnamige Pole der Magneten der ersten und der zweiten Anordnung einander zugewandt. Hier entspricht ein Klick einem derartigen Verdrehen der Magnet-Anordnungen zueinander bzw. deinem derartigen Verdrehen der verdrehbaren Magnet-Anordnung, dass die Magneten der einen Anordnung in der Ruhelage sich gegenüber der Freistelle bzw. dem Zwischenraum zwischen zwei Magneten der anderen Anordnung befinden.
Bei einer anderen, gleichwertigen Lösung sind ungleichnamige Pole der Magneten der ersten und der zweiten Anordnung einander zugewandt. Ein Klick entspricht hierbei dem Verstellen der beweglichen Anordnung in den davor oder dahinter liegenden magnetischen Potentialtopf, d. h. jeweils von einem gegenüberliegenden Magneten der anderen Anordnung zum nächsten.
Weiters ist bei einer konkreten Variante vorgesehen, dass die Magneten der ersten/zweiten Anordnung stehend, d. h. parallel zu der Verdrehachse angeordnet sind. Vorzugsweise sind dabei die Magneten beider Anordnungen stehend, d. h. mit ihrer magnetischen Achse parallel zu der Verdrehachse angeordnet.
Bei dieser Variante ist es außerdem günstig, wenn der erste und der zweite Radius identische Werte aufweisen. Somit liegen die Magneten der ersten und zweiten Anordnung unmittelbar übereinander, wodurch sich eine optimale Ausnützung der magnetischen Kräfte und somit der gewünschte Effekt optimal ergibt. Natürlich funktioniert die Erfindung auch noch, wenn bei stehenden Magneten die Werte für die Radien etwas voneinander abweichen, optimal ist aber die oben genannte Variante.
Je nach baulicher Gegebenheit kann es aber auch zweckmäßig sein, wenn die Magneten der ersten/zweiten Anordnung liegend in normal auf die Verdrehachse stehenden Ebenen angeordnet sind.
Um bei dieser Variante der liegenden Magneten die magnetischen Kräfte optimal ausnützen zu können, ist weiters vorgesehen, dass die erste und die zweite Anordnung von Magneten in einer gemeinsamen Ebene liegen und somit der erste und der zweite Radius ungleiche Werte aufweisen.
Beispielswiese liegen die beiden Anordnungen jeweils in einer eigenen Scheibe bzw. einem Aufnahmeelement, und die beiden Scheiben liegen in der gemeinsamen Ebene normal auf die Verdrehachse. Die innere Scheibe dreht sich dann um die äußere verdrehfeste Scheibe. Bei dieser Variante ist die Anordnung von Sensoren zur Auswertung der Klicks, wie später noch genauer erläutert, einfacher; prinzipiell lässt sich aber genauso eine außen liegende feststehende Scheibe und eine innere verdrehbare Scheibe verwenden.
Prinzipiell wäre es auch möglich, in einer Anordnung die Magneten liegend und in der anderen stehend anzuordnen, allerdings werden hier die magnetischen Kräfte nicht optimal ausgenützt, sodass diese Variante vor allem dann zum Einsatz kommt, wenn es die baulichen Gegebenheiten nicht anders erlauben.
Um über den gesamten Verdrehweg gleichmäßig starke Klicks zu erzielen ist weiters vorgesehen, dass die Magneten der ersten/zweiten Anordnung gleichmäßig, d. h. äquidistant entlang des Kreisabschnittes bzw. Kreises angeordnet sind.
Um zusätzlich die maximale Anzahl von Klicks zu erhalten ist es von Vorteil, wenn der Winkelabstand der Magneten der ersten Anordnung und der Winkelabstand der Magneten der zweiten Anordnung entlang des jeweiligen Kreisabschnittes bzw. Kreises identisch sind.
Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Magneten der einen Anordnung einen größeren Winkelabstand aufweisen als die Magneten der anderen Anordnung. Dies ist unter anderem gleichbedeutend damit, dass sich in der einen Anordnung einfach weniger Magneten befinden als in der anderen. Prinzipiell ist es dabei egal, in welcher Anordnung sich weniger Magneten befinden.
Die Reduktion der Anzahl von Magneten kann zum Beispiel genutzt werden, um die magnetische Kraft und somit die Stärke des Klicks anzupassen. Beispielsweise können mit 30 Magneten in einer Anordnung und lediglich einem Magneten in der anderen Anordnung ebenfalls 30 Klicks realisiert werden, wobei diese dann eben entsprechend schwacher sind wie bei 30 Magneten auch in der anderen Anordnung.
Bei einer besonders einfach zu realisierenden Variante der Erfindung sind die Magneten der zweiten Anordnung in dem Drehelement angeordnet. Die Anzahl der Klicks und der Drehwinkel des Drehelementes stehen dabei unmittelbar und direkt in einem Verhältnis 1:1 miteinander in Beziehung, etwa bei 30 Magneten in entspricht eine Drehung des Drehelementes um 12° genau einem Klick.
Bei einer anderen Variante ist vorgesehen, dass die Magneten der zweiten Anordnung in einem um die Verdrehachse verdrehbaren Aufnahmeelement angeordnet sind. Auf diese Weise kann unter Umständen das Einsetzen der Magneten der zweiten Anordnung erleichtert sein.
Für ein solches Aufnahmeelement kann dann vorgesehen sein, dass das Aufnahmeelement für die Magneten direkt mit dem Drehelement gekoppelt ist, wodurch sich wieder der oben beschriebene 1:1 Zusammenhang ergibt.
Es kann aber auch vorgesehen sein, dass das Aufnahmeelement mit einer Spindel, welche Bestandteil des Verstellmechanismus zum Verstellen der Zielmarke ist, gekoppelt ist.
Diese Spindel wird durch eine Drehung des Drehelementes ebenfalls verdreht, in der Spindel kann sich dann eine Verstellschraube je nach Drehrichtung auf und ab bewegen, selbst aber nicht drehen. Auf diese Weise erfolgt dann die vertikale und/oder horizontale Verstellung der Zielmarke.
Durch das Koppeln des Aufnahmeelementes mit der Spindel ist sichergestellt, dass die Anzahl der Klicks auch unmittelbar dem Ausmaß der Verstellung der Zielmarke entspricht.
Besonders einfach lässt sich die „Koppelung" wie oben angesprochen realisieren, wenn das Aufnahmeelement die Spindel ist.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Spindel mit dem Drehelement über ein Getriebe gekoppelt ist. Auf diese Weise kann der Verstellweg der Zielmarke bei einer vollen Umdrehung ebenso wie die Anzahl der Klicks erhöht werden.
Beispielsweise kann mit einem Getriebe mit einer 3-fach Übersetzung bei 30 Magneten die Anzahl der Klicks bei einer vollen Umdrehung des Drehelementes auf 90 Klicks erhöht werden. Der Verstellweg der Verstellschraube selbst ergibt sich dann über die Übersetzung des Getriebes und die Steigung des Gewindes für die Verstellschraube in der Spindel.
Besonders günstig ist es, wenn das Getriebe als Planetengetriebe ausgebildet ist. Solche Planetengetriebe eignen sich besonders gut, da sie sehr klein gefertigt werden können und durch ihren symmetrischen Aufbau kein Spiel aufweisen.
Um eine völlig verschleißfreies Verdrehen der Magnet-Anordnungen relativ zueinander zu ermöglichen, kann außerdem vorgesehen sein, dass benachbarte Magneten aus unterschiedlichen Anordnungen in geringem Abstand zueinander angeordnet sind. Insbesondere ist darunter zu verstehen, dass jene Bauelemente, wie Aufnahmescheiben, Spindel etc. für die beiden Anordnungen in jenem Bereich, in dem sich die Magneten gegenüberliegen, einen Abstand zueinander aufweisen.
Außerdem ist auf diese Weise ein tatsächlich annähernd bzw. völlig lautloser Klick, der nur noch zu spüren ist, realisierbar, da es keinen materiellen Kontakt mehr gibt.
Der Abstand kann dabei als kleiner Luftspalt zwischen den Scheiben oder Elementen, in welchen die Magneten angeordnet sind, realisiert sein, sodass die einander zugewandten Pole der ersten und der zweiten Anordnung einen kleinen Abstand aufweisen.
Um die Verstellung der Zielmarke auch elektronisch auswerten zu können, kann schließlich auch noch vorgesehen sein, dass ein magnetischer Inkrementalgeber zur Detektierung der Lageänderung von Magneten vorgesehen ist.
Bei einer konkreten Realisierung umfasst dabei der Inkrementalgeber einen oder mehrere Hallsensoren.
Zweckmäßig ist es dabei, wenn die Hallsensoren Hallschalter sind. Während ein Hallsensor ein analoges Signal liefert, erzeugt ein Hallschalter ein digitales 1-0 Signal. Bei Verwendung eines Hallschalters ist ein Signal Shaping wie bei Verwendung eines Hallsensors nicht mehr notwendig.
Zur Auswertung der Klicks ist dann weiters noch vorgesehen, dass die Anordnung der drehbaren Magneten ausgezeichnete Magneten und nicht ausgezeichnete Magneten umfasst.
Ausgezeichnete Magneten sind solche Magneten, bei denen der Hallschalter schaltet, d. h. ein Ausgangssignal („1") liefert, während er bei den nicht-ausgezeichneten Magneten nicht schaltet und kein Ausgangssignal („0") liefert.
Bei einer konkreten erprobten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Anordnung der drehbaren Magneten alternierend jeweils aus zwei ausgezeichneten und zwei nicht ausgezeichneten Magneten besteht und zwei Hallsensoren bzw. -schalter vorgesehen sind, welche im selben Abstand wie zwei benachbarte Magneten der drehbaren Anordnung von Magneten angeordnet sind.
Hierbei handelt es sich um eine mögliche Lösung für die Anordnung mit Planetengetriebe, insbesondere erhält man bei dieser Anordnung für die beiden Sensoren bzw. Schalter gut auswertbare Signalfolgen.
Für eine Weiterverarbeitung der von den Sensoren ermittelten Informationen ist außerdem in einer Variante der Erfindung noch vorgesehen, dass die Sensoren ihre Signale an einen Controller übermitteln, welcher aus diesen Signalen die Position des Drehelementes ermittelt.
Der Controller kann z. B. mit einer Anzeige gekoppelt sein, auf welcher die Position des Drehelementes darstellbar ist. Bei der Anzeige handelt es sich vorzugsweise ein Display, insbesondere um eine Innenanzeige im Zielfernrohr.
Im Folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt
1 eine erste Variante eines erfindungsgemäßen Betätigungselementes in einer Draufsicht,
2 einen Vertikalschnitt durch das Betätigungselement aus 1 entlang der Linie A-A,
3 ein zweite Variante eines erfindungsgemäßen Betätigungselementes in einer Draufsicht,
4 einen Vertikalschnitt durch das Betätigungselement aus 3 entlang der Linie A-A,
5 eine Detailansicht des Details A aus 4,
6 eine Explosionsdarstellung des Betätigungselementes aus 3–5,
7 eine dritte Variante eines erfindungsgemäßen Betätigungselementes in einer Draufsicht,
8 einen Vertikalschnitt durch das Betätigungselement aus 7 entlang der Linie A-A,
9 eine Detailansicht des Details A aus 8,
10 eine schematische Darstellung einer prinzipiellen Anordnung von Magneten,
11 eine schematische Darstellung einer weiteren prinzipiellen Anordnung von Magneten,
12 schematisch einen Anordnung zum Auswerten und Anzeigen von Klicks,
13a–13d eine schematische Anordnung von Sensoren und Magneten zur Auswertung verschiedener Positionen des Drehelementes bzw. der Zielmarke des Zielfernrohres,
14 die von den Sensoren aus 13a–13d ausgegebenen Signalverläufe bei einem Verdrehen des Drehelementes, und
15 schematisch die Darstellung eines Zielfernrohres mit einem Betätigungselement.
Die 1 und 2 zeigen eine erste Variante eines erfindungsgemäßen Betätigungselement 1 zum Einstellen der Zielmarke eines Zielfernrohres. Das Betätigungselement 1 weist ein gegenüber einem Sockelteil 2 um eine Achse 3 verdrehbares Drehelement 4 auf, wobei das Drehelement 4 über eine Stellmechanik 5, 6 mit der Zielmarke gekoppelt ist, sodass bei einem Verdrehen des Drehelementes 4 die Zielmarke mittels der Stellmechanik 5, 6 in horizontaler und/oder vertikaler Richtung verstellbar ist.
Ein Teil eines Zielfernrohres mit einem solchen Betätigungselement ist schematisch in 15 dargestellt.
Durch das Drehen des Drehelementes 4 wird eine Spindel 5 mit verdreht. In der gezeigten Ausführungsform sind Spindel 5 und Drehelement 4 direkt miteinander verbunden bzw. hier sogar einstückig ausgebildet. Innerhalb der Spindel 5 ist eine Verstellschraube 6 verdrehfest angeordnet, die sich über ein Gewinde an Spindel 5 bzw. Verstellschraube parallel zu der Achse 3 durch Drehung der Spindel 5 verschiebt und die Zielmarke entsprechend auf/ab und/oder seitlich bewegt.
Zur Erzeugung von „Klicks" ist vorgesehen, dass eine erste Anordnung 7 von ersten Magneten M11–M130 vorgesehen ist, wobei diese ersten Magneten M11–M130 in einer Ebene normal auf die Drehachse 3 angeordnet sind, und diese ersten Magneten M11–M130 entlang des Umfangs eines Kreises mit einem ersten Radius r1 um die Achse 3 angeordnet sind.
Weiters ist eine zweite Anordnung 8 von zweiten Magneten M21–M230 vorgesehen, welche am Umfang eines Kreises mit einem zweiten Radius r2 um die Achse 3 angeordnet sind und in einer im Wesentlichen zu der Ebene der ersten Magneten M11–M130 parallelen Ebene liegen.
Die zweite Anordnung 8 von zweiten Magneten M21–M230 ist mit dem Drehelement 4 gekoppelt, sodass bei einem Verdrehen des Drehelementes 4 die zweite Anordnung 8 von zweiten Magneten M21–M230 in Bezug auf die erste Anordnung 7 verdreht wird.
Durch die Relativverdrehung der beiden Magnet-Anordnungen zueinander ergeben sich durch die zwischen den Magneten der beiden Anordnungen wirkenden magnetischen Kräfte für den Benutzer fühlbare Klicks, wo bei die Anzahl der Klicks in bekannter Weise davon abhängt, um welchen Winkel das Drehelement verdreht wird. Durch die Verwendung von Magneten zur Realisierung solcher Klicks kann das Auftreten von Verschleiß wie bei bekannten mechanischen Lösungen verhindert werden.
Weiters ist vorgesehen, dass die ersten Magneten M11–M130 fest in Bezug auf das Sockelteil 2, sodass sich nur die zweite Anordnung 8 von Magneten dreht, wodurch diese Variante folglich wesentlich einfacher und kostengünstiger zu fertigen ist.
Mit der gezeigten Variante nach den 1 und 2, welche in jeder der Anordnungen 7, 8 beispielhaft 30 Magneten enthält, lassen sich 30 Klicks bei einer vollen Umdrehung des Drehelementes 4 realisieren, da bei dieser Variante die Anzahl der Klicks und der Drehwinkel des Drehelementes unmittelbar und direkt in einem Verhältnis 1:1 miteinander in Beziehung stehen, wodurch bei den gezeigten 30 Magneten eine Drehung des Drehelementes um 12° genau einem Klick entspricht.
Bei der gezeigten Variante ist weiters vorgesehen, dass die Magneten der ersten und der zweiten Anordnung 7, 8 stehend angeordnet sind, d. h. mit ihrer Nord-Süd-Ausrichtung parallel zu der Verdrehachse 3 angeordnet sind. Bei dieser Variante ist es außerdem günstig, wenn der erste und der zweite Radius r1, r2 identische Werte aufweisen. Somit liegen die Magneten der ersten und zweiten Anordnung 7, 8 unmittelbar übereinander, wodurch sich eine optimale Ausnützung der magnetischen Kräfte und somit der gewünschte Klick-Effekt optimal ergibt. Natürlich funktioniert die Erfindung auch noch, wenn bei stehenden Magneten die Werte für die Radien etwas voneinander abweichen, optimal ist aber die oben genannte Variante.
Weiters ist noch vorgesehen, dass um über den gesamten Verdrehweg gleichmäßig starke Klicks zu erzielen die Magneten der ersten und der zweiten Anordnung 7, 8 gleichmäßig, d. h. äquidistant entlang des Kreises angeordnet sind.
Um zusätzlich die maximale Anzahl von Klicks zu erhalten, ist außerdem noch vorgesehen, dass der Winkelabstand der Magneten M11–M130 der ersten Anordnung 7 und der Winkelabstand der Magneten M21–M230 der zweiten Anordnung 8 entlang des Kreises identisch sind.
Die 3–6 zeigen eine ähnliche Anordnung wie jene aus den 1 und 2. Der wesentliche Unterschied zu der oben beschriebenen Variante ist jener, dass hier das Spindelelement 5 nicht mehr unmittelbar mit dem Drehelement 4 gekoppelt ist sondern über ein Planetengetriebe 9 bestehend aus Sonnenelement 10 und drei Planetenelementen 11 gekoppelt ist.
Auf einem Plattenelement 12 sind dabei die Elemente 10, 11 des Getriebes 9 gelagert, wobei das Plattenelement 12 in Bezug auf den Sockelteil 2 fest angeordnet ist; dieses Plattenelement kann aber auch Bestandteil des Sockelteils sein.
Durch die 3-fache Übersetzung über das Planetengetriebe 9 erfährt bei einer vollständigen Umdrehung des Drehelementes 4 das Spindelelement 5 drei Umdrehungen, wodurch sich bei gleicher Gewindesteigung zwischen Spinde 5 und Verstellschraube 6 wie in 1 und 2 der dreifache Verstellweg der Zielmarke realisieren lässt.
Damit die Anzahl der Klicks dabei dem Verstellweg der Zielmarke entspricht, sind die Magneten M21–M230 der verstellbaren Anordnung nicht mehr in dem Drehelement 4 angeordnet, sondern direkt in dem Spindelelement 5, sodass sich bei der gezeigten 3-fach Übersetzung bei einer Umdrehung des Drehelementes 4 90 Klicks ergeben.
Hinsichtlich der konkreten baulichen Realisierung sei noch auf 6 verwiesen, wo Aufnahmeöffnungen 13 in dem Sockelteil 2 für die Magnete M11–M130 der ersten Anordnung und Aufnahmeöffnungen 14 in dem Spindelelement 5 zur Aufnahme der Magneten M21–M230 der zweiten, verdrehbaren Anordnung 8 vorgesehen sind.
Weiters ist in den 3–6 noch eine Printplatte 15 mit zwei schematisch darauf angeordneten Sensoren 16, 17, vorzugsweise Hallsensoren bzw. Hallschaltern gezeigt, auf welche weiter unten noch näher eingegangen wird.
Schließlich sei noch auf 5 verwiesen, in welcher ein (kleiner) Abstand 18 zwischen den Magneten der ersten und der zweiten Anordnung 7, 8 bzw. zwischen den Aufnahmeelementen (Spindel 5 und Sockelteil 2) für die beiden Anordnungen erkennbar ist. Dieser Abstand ist nicht zwingend notwendig, bietet aber den Vorteil, dass kein Verschleiß mehr beim Verdrehen der Elemente zueinander auftritt und die Klicks besonders leise bzw. lediglich nur noch spürbar, also tatsächlich lautlos realisierbar sind.
Der Abstand 18 kann dabei als kleiner Luftspalt zwischen den Scheiben oder Elementen, in welchen die Magneten angeordnet sind, realisiert sein, wie hier gezeigt.
Der Abstand 18 ist natürlich nicht nur bei der gezeigten Variante sondern auch bei allen anderen Varianten von Bedeutung, wenn ein lautloser Klick ohne Verschleiß realisiert werden soll.
Die 7–9 zeigen ein vom Aufbau ähnliches Betätigungselement 1 wie in den 3–6 mit einer Koppelung des Drehelementes 4 über ein Planetengetriebe 9 mit 3-fach Übersetzung mit dem Spindelelement 5. Die verdrehbaren Magneten M21'–M230' der zweiten Anordnung 8' sind wiederum in dem Spindelelement 5 angeordnet, während die Magneten M11'–M130' der festen ersten Anordnung 7' in dem Sockelteil 2 des Betätigungselementes 1 angeordnet sind.
Wesentlicher Unterschied zu der Variante aus den 3–6 ist jener, dass die Magneten der ersten und der zweiten Anordnung 7', 8' liegend in normal auf die Verdrehachse 3 stehenden Ebenen angeordnet sind, d. h. dass also die N-S-Ausrichtung der Magneten normal auf die Achse 3 steht.
Um bei dieser Variante der liegenden Magneten die magnetischen Kräfte optimal ausnützen zu können, ist weiters vorgesehen, dass die erste und die zweite Anordnung 7', 8' von Magneten in einer gemeinsamen Ebene liegen und somit der erste und der zweite Radius r1, r2 ungleiche Werte aufweisen. Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Radius r2 der drehbaren Magneten kleiner als der Radius r1 der fixen Anordnung 7'.
Funktionell ist kein wesentlicher Unterschied zwischen der Variante aus 3–6 und jener aus 7–9 gegeben.
Hinsichtlich der magnetischen Stärke der Magneten ist es grundsätzlich von Vorteil, wenn alle Magneten beider Anordnungen die gleiche Stärke aufweisen. Dies ist bei der Beschaffung und auch der Montage wesentlich einfacher wie bei Magneten mit unterschiedlichen Stärken. Prinzipiell müssen die Magneten aber nicht identische Stärke aufweisen. Wichtig ist aber, dass die Stärke der Magneten so gewählt ist, dass sich die magnetischen Kräfte benachbarter Magneten einer Anordnung nicht überlappen, da sonst der Klickeffekt verloren geht.
Hinsichtlich der magnetischen Ausrichtung der Magneten sei noch auf die 10 und 11 verwiesen, welche schematisch mögliche vorteilhafte Ausrichtungen der Magneten zeigen, welche in Betätigungselementen nach den 1–9 vorgesehen sein können und dort auf Grund der Übersichtlichkeit der Zeichnung nicht dargestellt sind.
Bei einer ersten Variante nach 10 sind ungleichnamige Pole der Magneten der ersten und der zweiten Anordnung 7, 8 einander zugewandt. Ein Klick entspricht hierbei dem Verstellen der beweglichen Anordnung in den davor oder dahinter liegenden magnetischen Potentialtopf, d. h. jeweils von einem gegenüberliegenden Magneten der anderen Anordnung zum nächsten. Bei der gezeigten Variante liegen die Südpole der verstellbaren zweiten Anordnung 8 den Nordpolen der festen Anordnung 7 von Magneten gegenüber; natürlich könnten äquivalent die Nordpole der beweglichen Anordnung den Südpolen der festen Anordnung gegenüber liegen.
Bei einer anderen gleichwertigen Variante entsprechend 11 sind gleichnamige Pole der Magneten der ersten und der zweiten Anordnung 7, 8 einander zugewandt. Hier entspricht ein Klick einem derartigen Verdrehen der Magnet-Anordnungen zueinander bzw. einem derartigen Verdrehen der verdrehbaren Magnet-Anordnung, dass die Magneten der einen Anordnung in der Ruhelage sich gegenüber der Freistelle bzw. dem Zwischenraum zwischen zwei Magneten der anderen Anordnung befinden.
Gemäß 11 sind die Südpole der Magneten einander zugewandt, natürlich könnten dies auch die Nordpole sein.
Um die Verstellung der Zielmarke auch elektronisch auswerten zu können, kann schließlich auch noch vorgesehen sein, dass ein magnetischer Inkrementalgeber zur Detektierung der Lageänderung von Magneten vorgesehen ist, wie dies in den 3–9 schon schematisch mit der Printplatte 15 und den beiden Sensoren 16, 17 angedeutet ist.
Für einer Weiterverarbeitung der von den Sensoren 16, 17 ermittelten Informationen betreffend die Positionsänderung der Magneten ist außerdem in einer Variante der Erfindung (siehe 12) noch vorgesehen, dass die Sensoren 16, 17, ihre Signale an einen Controller 19 (μController) übermitteln, welcher aus diesen Signalen die Position des Drehelementes 4 ermittelt.
Mit dem μController werden die Signale aus den Sensoren 16, 17 erfasst. An einer Anzeige 20 kann die aktuelle Position (die Anzahl der Klicks) angezeigt werden. Bei der Anzeige handelt es sich vorzugsweise ein Display, insbesondere um eine Innenanzeige im Zielfernrohr.
Über ein Bedienelement 21 kann das Betätigungselement schließlich ein- oder ausgeschaltet werden, und bei einer weiteren Variante können damit auch noch Markierungen (z. B. Schussdistanzen) gespeichert und wieder abgerufen werden.
Im Folgenden ist an Hand der 13a–13d und 14 noch eine konkrete, vorteilhafte Anordnung eines Inkrementalgebers und dessen Funktionsweise näher dargestellt.
Der Einfachheit halber wird in diesem Beispiel von zwei Anordnungen 7'', 8'' mit jeweils 16 Magneten M11''–M116'', M21''–M216'' ausgegangen, wobei die Magneten der zweiten Anordnung 8'' drehbar sind.
Die Auswertung erfolgt mittels Hallschaltern 16', 17' an der drehbaren Anordnung 8''. Die Hallschalter 16', 17' liefern ein digitales 1-0 Signal. Bei Verwendung eines Hallschalter ist ein Signal Shaping wie bei Verwendung eines Hallsensors nicht mehr notwendig. Dabei wird jeder Signalwechsel (Flanke) ausgewertet (siehe Timing Diagramm in 14).
Die Anordnung 8'' der drehbaren Magneten M21''–M216'' umfasst ausgezeichnete Magneten M21'', M22'', M25'', M26'', M29'', M210'', M213'', M214'' und nicht ausgezeichnete Magneten M23'', M24'', M27'', M28'', M211'', M212'', M215'', M216'' umfasst. Die ausgezeichneten Magneten unterscheiden sich von den nicht ausgezeichneten in dieser Ausführungsform einfach dadurch, dass sie länger sind und dementsprechend nur bei diesen ausgezeichneten Magneten die Schalter 16', 17' ein Signal („1") liefern, während sie bei den kürzen Magneten kein Signal liefern („0").
Bei Verdrehen der verdrehbaren Anordnung 8'' ergibt sich somit ein rechteckiges Ausgangssignal.
Bei der gezeigten Ausführungsform ist dabei vorgesehen, dass die Anordnung 8'' der drehbaren Magneten alternierend jeweils aus zwei ausgezeichneten M21'', M22'', M25'', M26'', M29'', M210'', M213'', M214'' und zwei nicht ausgezeichneten Magneten M23'', M24'', M27'', M28'', M211'', M212'', M215'', M216'' besteht und genau zwei Hallschalter 16', 17' vorgesehen sind, welche im selben Abstand wie zwei benachbarte Magneten M11'', M12'' der drehbaren Anordnung 8'' von Magneten angeordnet sind.
Die beiden Hallschalter 16', 17' sind somit praktisch dabei um einen Klick versetzt zueinander angeordnet. Dadurch ist das Ausgangssignal zwischen den Schaltern 16', 17' um 90° phasenverschoben. Aus dieser Phasenverschiebung kann man die Drehrichtung des Drehelementes 4 ableiten.
13a zeigt das Drehelement in einer Position von 0° Verdrehung, die weiteren Figuren zeigen eine Verdrehung von 22,5° (13b), 45° (13c) und 337,5° (13d). Die entsprechenden von den beiden Schaltern 16', 17' gelieferten Signale sind in 14 dargestellt. Es wird bei diesen beiden Signalen jeweils die steigende und fallende Flanke ausgewertet. Dadurch erhält man pro Klick einen Flankenwechsel
Bei der gezeigten konkreten Lösung handelt es sich um eine mögliche Lösung insbesondere für die Anordnung mit Planetengetriebe, insbesondere erhält man bei dieser Anordnung für die beiden Schalter gut auswertbare Signalfolgen.
Abschließend sein noch erwähnt, dass bei den dargestellten Varianten in beiden Anordnungen von Magneten immer gleich viele Magneten untergebracht waren; dies ist wie schon erwähnt nicht unbedingt notwendig. Es kann z. B. vorgesehen sein, dass in der verdrehbaren Anordnung weniger Magneten vorgesehen sind als in der festen Anordnung, da wenn die Hallschalter die drehenden Magneten auswerten mit zwei Hallschalter die Anzahl der drehenden Magneten halbiert werden kann, ohne dass in der Auswertung ein Informationsverlust entsteht.

Claims

Betätigungselement (1) zum Einstellen der Zielmarke eines Zielfernrohres, wobei das Betätigungselement (1) ein gegenüber einem Sockelteil (2) um eine Achse (3) verdrehbares Drehelement (4) aufweist, wobei das Drehelement (4) über eine Stellmechanik (5, 6) mit der Zielmarke gekoppelt ist, sodass bei einem Verdrehen des Drehelementes (4) die Zielmarke mittels der Stellmechanik (5, 6) in horizontaler und/oder vertikaler Richtung verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Anordnung (7, 7', 7'') von ersten Magneten (M11–M130; M11'–M130'; M11''–M116'') vorgesehen ist, wobei diese ersten Magneten (M11–M130; M11'–M130'; M11''–M116'') in einer Ebene normal auf die Drehachse (3) angeordnet sind, und diese ersten Magneten (M11–M130; M11'–M130'; M11''–M116'') entlang zumindest eines Abschnittes eines Kreises mit einem ersten Radius (r1) um die Achse (3) angeordnet sind, und weiters eine zweite Anordnung (8, 8', 8'') von zweiten Magneten (M21–M230; M21'–M230'; M21''–M216'') vorgesehen ist, welche zumindest entlang eines Abschnittes eines Kreises mit einem zweiten Radius (r2) um die Achse (3) angeordnet sind und in einer im Wesentlichen zu der Ebene der ersten Magneten (M11–M130; M11'–M130'; M11''–M116'') parallelen Ebene liegen, und die zweite Anordnung (8, 8', 8'') von zweiten Magneten (M21–M230; M21'–M230'; M21''–M216'') mit dem Drehelement (4) gekoppelt ist, sodass bei einem Verdrehen des Drehelementes (4) die zweite Anordnung (8, 8', 8'') von zweiten Magneten (M21–M230; M21'–M230'; M21''–M216'') in Bezug auf die erste Anordnung (7, 7', 7'') verdreht wird.
Betätigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Magneten (M11–M130; M11'–M130'; M11''–M116'') fest in Bezug auf das Sockelteil (2) angeordnet sind.
Betätigungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Magneten der ersten und der zweiten Anordnung (7, 7', 7'', 8, 8', 8'') jeweils entlang eines vollen Kreises angeordnet sind.
Betätigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass alle Magneten einer Anordnung (7, 7', 7'', 8, 8', 8'') dieselbe magnetische Ausrichtung aufweisen.
Betätigungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass gleichnamige Pole der Magneten der ersten und der zweiten Anordnung (7, 7', 7'', 8, 8', 8'') einander zugewandt sind.
Betätigungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ungleichnamige Pole der Magneten der ersten und der zweiten Anordnung (7, 7', 7'', 8, 8', 8'') einander zugewandt sind.
Betätigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Magneten der ersten/zweiten Anordnung (7, 8, 7'', 8'') stehend, d. h. parallel zu der Verdrehachse (3) angeordnet sind.
Betätigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Magneten der ersten/zweiten Anordnung (7', 8') liegend in normal auf die Verdrehachse (3) stehenden Ebenen angeordnet sind.
Betätigungselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Radius (r1, r2) identische Werte aufweisen.
Betätigungselement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Anordnung (7', 8') von Magneten in einer gemeinsamen Ebene liegen und der erste und der zweite Radius (r1, r2) ungleiche Werte aufweisen.
Betätigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Magneten der ersten/zweiten Anordnung (7, 7', 7'', 8, 8', 8'') gleichmäßig, d. h. äquidistant entlang des Kreisabschnittes bzw. Kreises angeordnet sind.
Betätigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelabstand der Magneten (M11–M130, M11'–M130', M11''–M116'') der ersten Anordnung (7, 7', 7'') und der Winkelabstand der Magneten (M21–M230, M21'–M230', M21''–M216'') der zweiten Anordnung (8, 8', 8'') entlang des jeweiligen Kreisabschnittes bzw. Kreises identisch sind.
Betätigungselement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Magneten der einen Anordnung einen größeren Winkelabstand aufweisen als die Magneten der anderen Anordnung.
Betätigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Magneten (M21–M230) der zweiten Anordnung (8) in dem Drehelement (4) angeordnet sind.
Betätigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Magneten (M21'–M230') der zweiten Anordnung (8') in einem um die Verdrehachse (3) verdrehbaren Aufnahmeelement (5) angeordnet sind.
Betätigungselement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement (5) für die Magneten (M21'–M230') direkt mit dem Drehelement (4) gekoppelt ist.
Betätigungselement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement (5) mit einer Spindel, welche Bestandteil des Verstellmechanismus zum Verstellen der Zielmarke ist, gekoppelt ist.
Betätigungselement nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement die Spindel (5) ist.
Betätigungselement nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet; dass die Spindel mit dem Drehelement (4) über ein Getriebe (9) gekoppelt ist.
Betätigungselement nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (9) als Planetengetriebe (10, 11) ausgebildet ist.
Betätigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Magneten aus unterschiedlichen Anordnungen (7, 7', 7'', 8, 8', 8'') in geringem Abstand zueinander (18) angeordnet sind.
Betätigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass ein magnetischer Inkrementalgeber zur Detektierung der Lageänderung von Magneten vorgesehen ist.
Betätigungselement nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Inkrementalgeber einen oder mehrere Hallsensoren (16, 17; 16', 17') umfasst.
Betätigungselement nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Hallsensoren (16, 17; 16', 17') Hallschalter sind.
Betätigungselement nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (8'') der drehbaren Magneten (M21''–M216'') ausgezeichnete Magneten (M21'', M22'', M25'', M26'', M29'', M210'', M213'', M214'') und nicht ausgezeichnete Magneten (M23'', M24'', M27'', M28'', M211'', M212'', M215'', M216'') umfasst.
Betätigungselement nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (8'') der drehbaren Magneten alternierend jeweils aus zwei ausgezeichneten (M21'', M22'', M25'', M26'', M29'', M210'', M213'', M214'') und zwei nicht ausgezeichneten Magneten (M23'', M24'', M27'', M28'', M211'', M212'', M215'', M216'') besteht und zwei Hallsensoren (16', 17') bzw. -schalter vorgesehen sind, welche im selben Abstand wie zwei benachbarte Magneten (M11'', M12'') der drehbaren Anordnung (8'') von Magneten angeordnet sind.
Betätigungselement nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (16, 17, 16', 17') ihre Signale an einen Controller (19) übermitteln, welcher aus diesen Signalen die Position des Drehelementes (4) ermittelt.
Betätigungselement nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller (19) mit einer Anzeige gekoppelt ist, auf welcher die Position des Drehelementes (4) darstellbar ist.
Zielfernrohr mit einem Betätigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 28.