專利名稱：可調(diào)節(jié)的光學(xué)系統(tǒng)支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)系統(tǒng)支架，包括至少兩個(gè)各自固定一個(gè)光學(xué)構(gòu)件的分支架， 所述分支架經(jīng)由至少兩個(gè)在平面上間隔開的連接元件相互連接，其中，所述連接元件沿軸 向方向可移動(dòng)地通過接觸面以摩擦力鎖合方式連接于相配配置的連接孔中。
背景技術(shù)：
激光二極管為使其射出的激光束平行而需要一準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)，它必須相對(duì)激光二 極管加以調(diào)準(zhǔn)。在安排構(gòu)造時(shí)，首先將激光二極管和準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)安裝于一光學(xué)系統(tǒng)支座 中，下文稱為分支架，接著要調(diào)節(jié)激光二極管和準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)的相對(duì)位置。按照DE 10 2006 000 343 B3，光學(xué)組件具有一個(gè)相對(duì)一條軸線可調(diào)節(jié)的光學(xué)系 統(tǒng)支架，利用它固定連接兩個(gè)光學(xué)構(gòu)件，例如激光二極管和準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)。該光學(xué)系統(tǒng)支架 包括至少兩個(gè)各自固定一個(gè)光學(xué)構(gòu)件的分支架。兩分支架經(jīng)由至少三個(gè)在平面上間隔開 的、軸向細(xì)長(zhǎng)的、柔性易彎曲的連接元件相互連接，其中，各連接元件軸向可移動(dòng)地以摩擦 力鎖合方式固定于相配配置的連接孔中。連接元件和所配置的相配合構(gòu)造的連接孔設(shè)置在 分支架的軸向端面上，并且優(yōu)選構(gòu)造為圓錐形的或圓柱形的。已知的光學(xué)組件具有這樣的缺點(diǎn)，S卩，必須非常精密地制造各連接元件和各連接 孔，以便連接兩個(gè)分支架。由于各連接元件在各連接孔中全面積地貼合，因此會(huì)產(chǎn)生高的表 面壓力，從而引起粘滑效應(yīng)(Stick-Slip-Effekt)。相對(duì)運(yùn)動(dòng)的固體的顫振滑動(dòng)稱為粘滑效 應(yīng)。其導(dǎo)致突然附著、卡緊、分離和導(dǎo)偏等后果。所述粘滑效應(yīng)在光學(xué)組件的安裝和定位時(shí)會(huì)導(dǎo)致問題。為了固定第一和第二光學(xué) 構(gòu)件，將第一分支架的連接元件配裝到第二分支架的配置的連接孔中。通過在連接元件區(qū) 域內(nèi)一定的力的作用，應(yīng)該精確地相互調(diào)準(zhǔn)第一和第二光學(xué)構(gòu)件。粘滑效應(yīng)導(dǎo)致盡管有該 力作用，連接元件起先并不運(yùn)動(dòng)，并且附著在連接孔中。如果增大力，則連接元件從連接孔 中松動(dòng)并且超出所要求的位置在連接孔中運(yùn)動(dòng)。由于在相反方向上不可能有力作用到分支 架上，因此，連接件的位置改變是不可逆的。該誤差可以部分地這樣補(bǔ)償，即，使其他的連接 元件通過力作用在配置的連接孔中運(yùn)動(dòng)相同的路段。不過，如果連接元件的位置改變過大 或者在其他的連接元件之一中同樣發(fā)生粘滑效應(yīng)的話，會(huì)損壞光學(xué)系統(tǒng)支架。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)于此，本發(fā)明的目的就在于，改進(jìn)已知的光學(xué)系統(tǒng)支架，使得各連接元件和各 配置的連接孔可以通過簡(jiǎn)單的方式相互擠壓。按照本發(fā)明，上述目的對(duì)于開頭所述光學(xué)系統(tǒng)支架是這樣達(dá)到的，S卩，連接元件和 /或連接孔在接觸面內(nèi)具有至少一個(gè)空隙部。通過該至少一個(gè)空隙部，減小了連接元件與所 配置的連接孔之間的接觸面，并從而降低了產(chǎn)生的表面壓力。在一種優(yōu)選的實(shí)施形式中，所述至少一個(gè)空隙部構(gòu)造為沿軸向方向延伸的槽口。 特別優(yōu)選的是，至少一個(gè)沿軸向方向延伸的槽口在連接元件和/或連接孔的整個(gè)高度上沿軸向方向延伸。在另一優(yōu)選的實(shí)施形式中，連接元件和/或所配置的連接孔具有至少兩個(gè)在接觸 面的圓周上對(duì)稱分布的沿軸向方向延伸的槽口。軸向槽口的對(duì)稱設(shè)置提供了這樣的優(yōu)點(diǎn)， 即，均勻地傳力并且應(yīng)力分布是不變的。特別優(yōu)選的是，連接元件和/或所配置的連接孔在矩形橫截面的情況下具有偶數(shù) 個(gè)空隙部，這些空隙部在接觸面的圓周上對(duì)稱分布。在另一優(yōu)選的實(shí)施形式中，所述至少一個(gè)空隙部沿一螺旋線延伸或者構(gòu)造為沿徑 向方向延伸的槽口。特別優(yōu)選的是，分支架和連接元件構(gòu)造成一體部件。分支架和各連接元件的一體 部件實(shí)施形式的優(yōu)點(diǎn)是，在接觸面上不產(chǎn)生溫度影響。在一種優(yōu)選的實(shí)施形式中，連接元件在遠(yuǎn)離分支架的一端上具有一過渡區(qū)域。在 另一優(yōu)選的實(shí)施形式中，連接孔具有一第一過渡區(qū)域和/或一第二過渡區(qū)域。


由說明書、附圖和權(quán)利要求書可以得出本發(fā)明主題的其他優(yōu)點(diǎn)和有利設(shè)計(jì)形式。 同樣，按照本發(fā)明，上文所述的和還要進(jìn)一步描述的各項(xiàng)特征可以分別單個(gè)地或者多個(gè)任 意組合地加以應(yīng)用。所圖示的和描述的實(shí)施形式不應(yīng)該被理解為最終的窮舉，而具體的示 例性特征只是為了說明本發(fā)明。其中圖1按照本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)支架，包括第一和第二分支架，它們經(jīng)由三個(gè)連接元 件和三個(gè)配置的連接孔相連接；圖2圖1的第一和第二分支架的圓柱形連接元件和所配置的圓柱形連接孔的調(diào)準(zhǔn) 的狀態(tài)，其中，連接孔構(gòu)造為階梯孔，包括第一和第二圓柱形部分；圖3包括四個(gè)對(duì)稱設(shè)置的沿軸向方向的空隙部的圓柱形連接元件和一圓柱形連 接孔的調(diào)準(zhǔn)的狀態(tài)；圖4a、b包括螺旋線形的空隙部(圖4a)的圓柱形連接元件和一圓柱形連接孔(圖 4b)的未調(diào)準(zhǔn)的狀態(tài)；以及圖5a、b正方形連接元件，包括在一個(gè)垂直于軸向方向的橫截面內(nèi)的四個(gè)軸向的 空隙部，其中，各空隙部是設(shè)置在正方形邊的中心(圖5a)和設(shè)置在正方形角中(圖5b)。
具體實(shí)施例方式圖1示出了按照本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)支架1，包括第一和第二分支架2、3，它們分別 固定一個(gè)光學(xué)構(gòu)件4、5。第一分支架2具有三個(gè)在平面上間隔開的連接元件6、7、8，第二分 支架3具有三個(gè)為各連接元件6-8配置的連接孔9、10、11。為了彼此調(diào)準(zhǔn)第一和第二光學(xué) 構(gòu)件4、5并固定所調(diào)準(zhǔn)的狀態(tài)，將第一分支架2的連接元件6-8配裝到第二分支架3的所 配置的連接孔9-11中。通過在連接元件6-8的接觸面與連接孔9-11的接觸面之間的摩擦 力鎖合而實(shí)現(xiàn)固定。連接元件和所配置的連接孔的區(qū)域定義為接觸面，它們通過摩擦力鎖 合相接觸。各連接元件配裝到各連接孔中的狀態(tài)稱為調(diào)準(zhǔn)的狀態(tài)。連接元件6-8由柔性易彎曲的材料構(gòu)成。連接元件6-8在下端連接于第一分支架 2。第一分支架2和連接元件6-8在圖1的實(shí)施形式中構(gòu)造成一體部件?；蛘?，第一分支架2和連接元件6-8也可以構(gòu)造成多個(gè)部件的形式。一體部件實(shí)施形式相對(duì)于多個(gè)部件實(shí)施 形式具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，可以在一次夾裝中制造該構(gòu)件(為了保持所要求的位置精度這 是必需的)并且在接合部分的接觸面上不產(chǎn)生溫度影響。在圖1所示的實(shí)施形式中，連接元件6-8和所配置的連接孔9-11構(gòu)造為圓柱形 的。或者，第一分支架2的連接元件和第二分支架3的連接孔也可以具有矩形的或正方形 的橫截面。優(yōu)選采用沿軸向方向(箭頭12)對(duì)稱的橫截面，這樣還可以簡(jiǎn)單、精確和經(jīng)濟(jì)地 制造。對(duì)稱橫截面的優(yōu)點(diǎn)是，能均勻地實(shí)現(xiàn)力或應(yīng)力分布。第一分支架2的連接元件6-8 定向的方向是定義為軸向方向12。垂直于該軸向方向12的平面13定義為徑向方向。圖2示出了圖1的光學(xué)系統(tǒng)支架1的第一分支架2的圓柱形連接元件6和第二分 支架3的所配置的連接孔9在調(diào)準(zhǔn)的狀態(tài)的放大圖。圓柱形連接孔9構(gòu)造為階梯孔，包括 一第一圓柱形部分21和一第二圓柱形部分22。第一圓柱形部分21的直徑這樣匹配于連接 元件6的直徑，即，第一圓柱形部分21和連接元件6在連接狀態(tài)下形成一種間隙配合。第 二圓柱形部分22和連接元件6在調(diào)準(zhǔn)狀態(tài)下不相互接觸。第二圓柱形部分22構(gòu)成沿徑向方向13延伸的徑向的槽口，將其稱為徑向槽口。為 了降低表面壓力，在連接元件中或在所配置的連接孔中可以設(shè)置多個(gè)沿軸向方向12設(shè)置 的徑向槽口，其中，徑向槽口的數(shù)目和寬度匹配于產(chǎn)生的表面壓力。徑向槽口可以在徑向方 向沿連接元件或連接孔的全圓周延伸或者構(gòu)造成中斷的。徑向槽口的在徑向方向13沿著 接觸面對(duì)稱的結(jié)構(gòu)形式具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，均勻地傳力并且應(yīng)力分布是不變的。為了降低在第一圓柱形部分21與連接元件6之間產(chǎn)生的表面壓力，在第一圓柱形 部分21中設(shè)置四個(gè)沿軸向方向12延伸的槽口形的空隙部23a-23d，將它們稱為軸向槽口。 四個(gè)軸向槽口 23a-23d對(duì)稱地分布設(shè)置在第一圓柱形部分21的圓周上。軸向槽口 23a_23d 的對(duì)稱的設(shè)置提供了這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，均勻地傳力并且應(yīng)力分布是不變的。軸向槽口的形狀是由沿軸向方向12的長(zhǎng)度和沿垂直于軸向方向12的徑向方向13 的橫截面來確定的。將軸向槽口的橫截面選擇為，使得可以簡(jiǎn)單和成本低地(例如通過銑 削)制造軸向槽口。圖2示出了一徑向槽口 22與多個(gè)軸向槽口 23a_23d的組合，其中，徑向槽口 22和 軸向槽口 23a-23d是設(shè)置在連接孔9的沿軸向方向12錯(cuò)開的圓柱形部分21、22中。軸向 和徑向槽口也可以設(shè)置在連接元件或連接孔的相同的部分中并且相交。此外，軸向和/或 徑向槽口可以與其他的(例如與螺旋形的)空隙部相組合。圖3示出了按照本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)支架30的另一實(shí)施形式的局部部分，包括一圓 柱形連接元件31和一配置的圓柱形連接孔32，處于調(diào)準(zhǔn)的狀態(tài)。圓柱形連接元件31具有 四個(gè)在圓周上對(duì)稱分布的槽口 33a-33d，它們沿軸向方向12延伸。光學(xué)系統(tǒng)支架30與按 圖2的實(shí)施形式的區(qū)別在于，各空隙部以軸向槽口 33a-33d的形式設(shè)置在第一分支架的連 接元件中，而不是象在圖2中那樣設(shè)置在第二分支架的連接孔中。軸向槽口 33a_33d沿軸向方向12在連接元件31的整個(gè)高度上延伸?；蛘?，軸向 槽口 33a-33d的高度也可以限制于連接元件31與連接孔32的接觸面的高度或限制于該接 觸面的高度的一部分。圖3中所示的實(shí)施形式包括在連接元件31的整個(gè)高度上延伸的軸 向槽口 33a-33d，(與僅僅沿連接元件的某一限定的高度延伸的軸向槽口相比)該實(shí)施結(jié)構(gòu) 能通過銑削更加簡(jiǎn)單地制造。
為了在組裝時(shí)可以更簡(jiǎn)單地將連接元件31配裝到連接孔32中，連接元件31在相 反于分支架的一端34上具有一個(gè)直徑減小的過渡區(qū)域35。圓柱形連接孔32在對(duì)置的兩端上具有一第一過渡區(qū)域36和一第二過渡區(qū)域37。 如同連接元件31的過渡區(qū)域35那樣，第一過渡區(qū)域36導(dǎo)致可以更容易地將連接元件31 配裝到連接孔32中。連接孔32的第二過渡區(qū)域37用于將連接元件31這樣固定就位置， 即，使材料可以膨脹。圖4a、b示出了按照本發(fā)明的連接元件41 (圖4a)和所配置的連接孔42 (圖4b) 的另一實(shí)施形式的未調(diào)準(zhǔn)的狀態(tài)。連接元件41和所配置的連接孔42都構(gòu)造成圓柱形的。 連接孔42類似于圖3的連接孔32設(shè)計(jì)有第一和第二過渡區(qū)域43、44。在連接元件41的外 部的圓柱形表面上，亦即在對(duì)連接孔42的接觸面內(nèi)，具有一個(gè)成螺旋形構(gòu)造的空隙部45。 連接元件41的保留下來的螺旋形外表面46在調(diào)準(zhǔn)的狀態(tài)下與連接孔42的圓柱形內(nèi)表面 47相接觸。螺旋線的螺距和寬度選擇為，將連接元件41與配置的連接孔42的接觸面減小所 要求的份額，并且另一方面能簡(jiǎn)單地制造該空隙部45。螺旋形構(gòu)造的空隙部45可以與沿軸 向方向12延伸的空隙部相組合。圖5a、b示出了按照本發(fā)明的連接元件51、61的其他實(shí)施形式，其具有一種正方形 的橫截面，包括在一個(gè)垂直于軸向方向12的橫截面內(nèi)的四個(gè)軸向槽口。圖5a示出一種正方形連接元件51，包括四個(gè)軸向槽口 52a_52d，它們對(duì)稱地分布 在連接元件51的圓周上。軸向槽口 52a-52d分別設(shè)置在連接元件51的四個(gè)正方形邊的中 心并且構(gòu)造為矩形的。圖5b示出一種正方形連接元件61，包括四個(gè)軸向槽口 62a_62d，它們對(duì)稱地分布 在連接元件61的圓周上。軸向槽口 62a-62d分別設(shè)置在連接元件61的四個(gè)正方形角上并 且構(gòu)造為三角形的。
權(quán)利要求
光學(xué)系統(tǒng)支架(1)，包括至少兩個(gè)各自固定一個(gè)光學(xué)構(gòu)件(4、5)的分支架(2、3)，所述分支架經(jīng)由至少兩個(gè)在平面上間隔開的連接元件(6-8，31，41，51，61)相互連接，其中，所述連接元件(6-8，31，41，51，61)沿軸向方向(12)可移動(dòng)地通過接觸面以摩擦力鎖合方式連接于相配配置的連接孔(9-11，32，42)中；其特征在于，所述連接元件(6-8，31，41，51，61)和/或所述連接孔(9-11，32，42)在接觸面內(nèi)具有至少一個(gè)空隙部(22，23a-23d，33a-33d，44，52a-52d，62a-62d)。
2.按照權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)支架，其特征在于，所述至少一個(gè)空隙部構(gòu)造為沿 軸向方向(12)延伸的槽口(23a-23d，33a-33d，52a-52d，62a-62d)。
3.按照權(quán)利要求2所述的光學(xué)系統(tǒng)支架，其特征在于，至少一個(gè)沿軸向方向(12)延伸 的槽口(33a-33d)在所述連接元件(31)和/或所述連接孔的整個(gè)高度上沿軸向方向(12) 延伸。
4.按照權(quán)利要求2至3之一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)支架，其特征在于，所述連接元件(6-8， 31)和/或配置的連接孔(9-11，32)具有至少兩個(gè)在接觸面的圓周上對(duì)稱分布的、沿軸向方 向(12)延伸的槽口(23a-23d，33a-33d，52a-52d，62a-62d)。
5.按照權(quán)利要求2至4之一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)支架，其特征在于，所述連接元件(51， 61)和/或配置的連接孔在矩形橫截面的情況下具有偶數(shù)個(gè)空隙部(52a-52d，62a-62d)，這 些空隙部在接觸面的圓周上對(duì)稱分布。
6.按照權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)支架，其特征在于，所述至少一個(gè)空隙部(45)沿著 一螺旋線延伸。
7.按照權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)支架，其特征在于，所述至少一個(gè)空隙部構(gòu)造為沿 徑向方向(13)延伸的槽口(22)。
8.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)支架，其特征在于，分支架(2)和連接元 件(6-8)構(gòu)造成一體部件。
9.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)支架，其特征在于，所述連接元件(31)在 遠(yuǎn)離分支架的一端(34)上具有一過渡區(qū)域(35)。
10.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)支架，其特征在于，所述連接孔(32，42) 具有一第一過渡區(qū)域(36，43)和/或一第二過渡區(qū)域(37，44)。
全文摘要
光學(xué)系統(tǒng)支架(1)，包括至少兩個(gè)各自固定一個(gè)光學(xué)構(gòu)件(4、5)的分支架(2、3)，所述分支架經(jīng)由至少兩個(gè)在平面上間隔開的連接元件(6-8)相互連接，其中，所述連接元件(6-8)沿軸向方向(12)可移動(dòng)地通過接觸面以摩擦力鎖合方式連接于相配配置的連接孔(9-11)中，其中，所述連接元件(6-8)和/或所述連接孔(9-11)在接觸面內(nèi)具有至少一個(gè)空隙部(22，23a-23d)。
文檔編號(hào)G02B7/00GK101876739SQ20101016999
公開日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2010年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者H·尼施, O·托馬斯, R·斯特芬 申請(qǐng)人:喜利得股份公司