DE2951593A1 - Abtastspiegel - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf einen Abtastspiegel, der elek-
• tromagnetisch angetrieben in eigener Resonanz schwingt, die durch seine Befestigung an Kreuzfedergelenken sowie deren Vcrwendung als Achslagerung bestimmt ist, und bei dem die jcveilige Schwingungslage mit hilfe eines kapazitiven Wegaufnehmers eingestellt wird.
• Ein solcher Abtastspiegel ist aus der DE-AS 27 15 908 bekannt.
• Dieser ansonsten durchaus brauchbare Spiegel schwingt bedarfsweise auch noch in einer anderen Ebene, so daß dadurch der Aufwand der Spiegel aufhängung und die Baulänge ungünstig beeinflußt werden. Die DE-PS 25 57 814 zeigt und beschreibt einen Abtastspiegel mit Wabenstruktur. Dadurch ergibt sich eine zar leichte Bauweise, die aber nach verschiedenen Richtungen hin eine unterschiedliche Stabilität aufweist.
• Die Aufgabe der Erfindung wird in der Vergrößerung des Drehwinkels bei gleichbleibender Schwingfrequenz gesehen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei Paare, bestehend aus jeweils zwei fluchtend miteinander verbundenen Kreuzfedergelenken, in geringem Abstand voneinander angeordnet einenends am Gestell und anderenends am Spiegelkörper befestigt sind. Durch diese Koppelung zweier Gelenke läßt sich der Drehwinkel gegenüber der Verlfendung von nur einem Kreuzfedergelenk pro Lagerstelle in einfacher Weise verdoppeln.
• In vorstehendem Zusammcnhang ist cs von Vorteil, daß die Kreuzfedergelenke eines Paares über Hülsen zu einer Baucinheit miteinander verbunden sind. Hierbei ist es vorteilhaft, daß die einander zugekehrten Enden der Gelenkpaare in umaittelbar hinter der Spiegelfläche im Spiegelkörper eingearbeiteten Festsitzen befestigt sind. Dadurch, daß die Federgelenke im Spiegel körper integriert sind bzw. scine Drehachse bilden, erhält man eine verkürzte Baulänge der gesamten Vorrichtung. Außerdem ergibt die Unterbringung der Drehachse nahe der Spiegelflächc ein günstiges Elassenträgheitsmoment.
• Bezüglich der konstruktiven Lösung ist es vorteilhaft, daß der Spiegelkörper im Bereich der Festsitze radial gewölbt um die Kreuzfedergelenke herumgezogen ist. Hierbei kann es zweckmäßig sein, wenn an dem radial gewölbten Teil des Spiegelkörpers ein dieser Wölbung angepaßtes Rotorsegment des Wegaufnehmers angeformt ist, das beim Schwingvorgang mit einer entsprechend geformten und im Gestell befestigten Statorplatte zusammenwirkt.
• Diese gleichsam konzentrische Ausbildung von Wegaufnehmer und Drehachse bewirkt eine geringere Mikrophonie, d.h. die hinsichtlich der Vibration des Systems nachteiligen hohen Überlagerungsfrequenzen werden weitgehend vermieden.
• Ein weiteres Merkmal der Erfindung sieht vor, daß an dem radial gewölbten Teil des Spiegelkörpers neben dem Rotorsegment ein Permanentmagnet des Antriebs in einem eingearbeiteten Sitz befestigt ist. Um die Schwingamplitude registrieren zu können, ist es zweckmäßig, an dem Gestell in Richtung Spiegelkörper-Kante einen Reflexionssensor zu befestigen.
• Eine Weiterbildung der Erfindung wird darin gesehen, daß der Spiegelkörper von mehreren zueinander parallelen, in wenigstens einer Lage verlaufenden sowie dicht nebeneinander angeordneten Kanälen gleichen Querschnitts durchsetzt ist, die sich mit ebensolchen in Querrichtung verlaufenden Kanälen schnciden,und daß die Schnittpunkte dieser Kanäle von in senkrechter Richtung zu ihnen verlaufenden und in ihrer halben Höhe vor der Spiegelfläche endenden weiteren Kanälen derselben Art durchstoßen sind. Eine solche Bauweise, vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumiegierung, ist leicht und in ihrer Struktur außerordentlich stabil. Letztere Eigenschaft ist hierbei - im Gegensatz zu derjenigen des bekannten Wabenmusters - in allen drei durch den Verlauf der Kanäle vorgegebenen Richtungen gleich groß. Fertigungsteciinisch bietet es sich hierbei an, die Kanäle zu bohren, so daß sie einen runden Querschnitt besitzen.
• Im folgenden wird an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert, wobei die in den einzelnen Figuren einander entsprechenden Teile dieselben Bezugszahlen aufweisen. Es zeigt Fig. 1 den erfindungsgemäßen Spiegel, dessen Spiegelkörper zur Kenntlichmachung seiner Lagerelemente nur teilweise voll dargestellt ist, Fig. 2 einen Schnitt A-A durch den Spiegel gemäß Fig. 1 - in Antriebsebene, Fig. 3 einen Schnitt B-B durch den Spiegel gemäß Fig. 1 - in Wegaufnehmerebene, Fig. 4 eine schematische Darstellung eines hinsichtlich der Bohrungen einlagigen Spiegelkörpers und Fig. 5 einen Teil des Spiegelkörpers in perspektivischer Ansicht und in vergrößertem Maßstab mit angedeutetem Verlauf der ihn durchziehenden Bohrungen.
• In Fig. 1 ist vom Spiegelkörper 2 - in Blickrichtung gesehen -die linke Hälfte dargestellt, währcnd die rechte zum Sichtbarmachen seiner Lagerung durch eine strichpunktierte Linie nur angedeutet ist. Wie den Fig. 2 und 3 zu entnelimen, besitzt der Spiegelkörper an seiner Rückseite einen zu seiner Drehachse konzentrischen runden Querschnitt, in dem die Sitze 3 zur Befestigung der Kreuzfedorgelenke 4 gesehen sind. Hierbei sind jeweils zwei Federgelenke in einer gemeinsamen Hülse 5 bzw. 5' zu einer Einheit zusammengefaßt. Jede dieser Einheiten ist einenends in dem Gestell 1 bzw. den dort vorgesehenen Festsitzen 7 und anderenends im riickseitigen Bcrcich des Spiegels 2 zwischen der Fläche 11 und der hierzu parallelen Fläche 12 in den in diesem Spiegelbercich eingearbeiteten Festsitzen 6 befestigt, so daß diese beiden Einheiten insgesamt eine federnde Lagerung um die Drehachse bilden. Ihre resultierende Federkonstante in Verbindung mit dem Trägheitsmoment des Spiegelkörpers 2 bestimmen die Frequenz der Eigenresonanz des erfindungsgemäßen Abtastspiegels.
• Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Durchmesser der Kreuzfedergelenke 4 größer als die Höhe des Spiegelkörpers 2, so daß die Gelenke an der Unterseite über den eigentlichen Spiegelkörper hinausragen. Dieser Bereich der Gelenke kann entweder frei liegen oder der Spiegelkörper kann - wie dies hier der Fall ist - um die Gelenke bzw. deren llülsen 5, 5', die gegenüber der Halterung im Gestell 1 drehbar angeordnet sind, herumgezogen sein. An diesem radial gewölbten Teil 13 des Spiegelkörpers 2 ist das Rotorsegment 10 des Wegaufnehmers 10, 10' angeformt. Beim Schwingvorgang wirkt es mit der entsprechend geformten und im Gestell 1 befestigten Sektorplatte 10' zusammen.
• Mit der Bezugszahl 8 ist die am Gestell 1 befestigte, den Antrieb des Spiegels bewirkende magnetische Spule und mit 9 der zugehörige Permanentmagnet bezeichnet. Letzterer ist als Sitz in dem Material des radial gewölbten Teils 13 neben dem Rotorsegment 10 befestigt. Um die Schwingamplitude registrieren zu können, ist an dem Gestell 1 - in Richtung Spiegelkörper-Kante blickend - des Reflexionssensor 15 befestigt.
• Wie die Fig. 4 und 5 erkennen lassen, wird der Spiegelkörper 2 von mehreren parallelen, in einer Ebene verlaufenden und dicht nebeneinander angeordneten Kanälen 14 durchzogen. Diese schneiden sich mit ebenso ausgebildeten Kanälen 14', die zu ersteren in Querrichtung verlaufen. Durch den Schnittpunkt der Kanäle 14 und 14' stoßen - zu ihnen senkrecht verlaufende - weitere Kanäle 14 ' ' derselben Art. Die Pfeile in Fig. 4 deuten an, daß mit den Bezugszahlen 14, 14' und 1422 Bohrungen und nicht etwa nur Kreise gemeint sind. Dan es sich um echte" Bohrungen handelt, kann man in dieser Fig. nur an den - in Blickrichtung -hintersten Kanälen 14 und 14'' erkennen.
• In den Fig. 2 bis 5 ist jeweils ein Spiegelkörper 2 oder ein Teil desselben dargestellt, der immer nur eine einzige Lage von Kanälen 14, 14' enthält. Bei anderen, zeichnerisch nicht dargestellten Ausführungsbeispielen ist es denkbar, daß in ein und demselben Spiegelkörper auch mehrere Lagen der Kanäle 14 und 14' in zueinander parallelen Ebenen übereinandergeschichtet sind.
• In beiden Fällen - bei nur einer oder bei mehreren Lagen -enden die hierzu senkrechten Kanäle 14'' in halber Höhe der letzten vor der Spiegelfläche 11 vorgesehenen Kanallage 14, 14'.
• Alle diese Kanäle besitzen vorzugsweise einen runden Querschnitt Für diese Ausbildung des Spiegelkörpers ird auch Elementenschutz beantragt.
• Insgesamt gesehen erhält man durch die vorgeschlagene Lösung eine Möglichkeit, mittels handelsijblicher Federelemente einen Abtastspiegel zu erstellen, dessen Drehwinkel sich - bei vergleichsweise großer Federkonstante und günstigem Massenträgheitsmoment - den individuellen Anforderungen in einfacher Weise anpassen läßt und der trotzdem eine besonders stabilc Struktur aufweist.
• Leerseite

Claims (9)

1. Abtastspiegel PATENTANSPRÜCIIE Abtastspiegel, der elektromagnetisch angetrieben in eigencr Resonanz schwingt, die durch scine Befestigung an Kreuzfedergelenken solid deren Verwendung als Achslagerung bestimmt ist, und bei dem die jeweilige Schwingungslage mit Hilfe eines kapazitiven Wegaufnehmers eingcstellt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwei Paare, bestehend aus jeweils zwei fluchtend miteinander verbundenen Kreuzfedergelenken (4), in geringem Abstand voneinander angeordnet cinenends am Gestell (1) und anderenends am Spiegelkörper (2) befestigt sind.
2. 2. Abtastspiegel nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Kreuzfedcrgelenke (4) eines Paares über Hülsen (5; 5') zu einer Baueinheit miteinander verbunden sind.
3. 3. Abtastspiegel nach Anspruch 2 , d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , dan die einander zugekehrten Enden der Gelenkpaare in unmittelbar hinter der Spiegelfläche (11) im Spiegelkörper (2) eingearbeiteten Festsitzen (6) befestigt sind.
4. 4. Abtastspiegel nach einem der vorausgehenden AnsDrüchc, d a d u r c h g c k e n n z c i c h n e t, 1 daß der Spiegelkörper (2) im Bereich der Festsitze (6) radial gewölbt um die Kreuzfedergelenke (4) herumgezogen ist (Fig. 2 u. 3).
5. 5. Abtastspiegel nach Anspruch 4 , d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß an dem radial gewölbten Teil (13) des Spiegelkörpers (2) ein dieser Wölbung angepaßtes Rotorsegment (10) des Wegaufnehmers (10, 10') angeformt ist, das beim Schwingvorgang mit einer entsprechend geformten und im Gestell (1) befestigten Statorplatte (10') zusammenwirkt (Fig. 3).
6. 6. Abtastspiegel nach einem der vorausgehenden Ansprüche , d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß an dem radial gewölbten Teil (13) des Spiegelkörpers (2) neben dem Rotorsegment (10) ein Permanentmagnet (9) des Antriebs (8) in einem eingearbeiteten Sitz befestigt ist (Fig. 2).
7. 7. Abtastspiegel nach einem der vorausgehenden Anspriiche d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß an dem Gestell (1) in Richtung Spiegelkörper-Kante ein die Schwing amplitude registrierender Reflexionssensor (ins) befestigt ist (Fig. 1 u. 3).
8. 8. Abtastspiegel nach einem der vorausgehenden Anspriiche, d a -d u r c h g e k c n n z e i c h ii t , daß der Spiegelkörper (2) von mehreren zueinander parallelen und in wenigstens einer Lage verlaufenden sowie direkt nebencinander angeordneten Kanälen (14) gleichen Querschnitts durchsetzt ist, die sich mit ebensolchen in Querrichtung verlaufenden Kanälen (14') schneiden, und daß die Schnittpunkte dieser Kanäle von in senkrechter Richtung zu ihnen verlaufenden und in ihrer halben Höhe vor der Spiegelfläche (11) endenden weiteren Kanälen (14'') derselben Art durchstoßen sind (Fig. 4 u. 5).
9. 9. Abtastspiegel nach Anspruch 8 , d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Kanäle (14 bis 14'') einen runden Querschnitt besitzen.