DE9017227U1

DE9017227U1 - Shock-protected lighting unit for optical measuring devices, especially for incremental length and angle measuring devices

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Publication number: DE9017227U1
Application number: DE9017227U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1990-12-20
Filing date: 1990-12-20
Publication date: 1992-01-02
Anticipated expiration: 2000-12-21

Description

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Siemens AktiengesellschaftSiemens AG

Stoßgeschützt gelagerte Beleuchtungseinheit für optische Meßeinrichtungen, insbesondere für inkrementelle Längen- und WinkelmeßeinrichtungenShock-protected lighting unit for optical measuring devices, especially for incremental length and angle measuring devices

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinheit für eine optische Meßeinrichtung.The invention relates to an illumination unit for an optical measuring device.

Eine derartige Beleuchtungseinheit enthält zumindestens eine Lichtquelle und einen nachgeschalteten Kondensor zur Parallelisierung des von der in der Regel punktförmigen Lichtquelle ausgehenden Lichtes. Die Einheit findet bevorzugt bei optischen Meßeinrichtungen Verwendung und dient dabei z.B. zur Beleuchtung von Auschnitten eines Längen- bzw. Winkelmaßstabes. Ein von dessen aktueller Lage abhängiger Anteil des Lichtes der Beleuchtungseinheit, welcher entweder durch den Maßstab hindurchtreten oder von diesem reflektiert werden kann, wird z.B.Such a lighting unit contains at least one light source and a downstream condenser for parallelizing the light emitted by the usually point-shaped light source. The unit is preferably used in optical measuring devices and is used, for example, to illuminate sections of a length or angle scale. A portion of the light from the lighting unit, which depends on its current position and can either pass through the scale or be reflected by it, is e.g.

unter zur Hilfenahme von Fotozellen erfaßt und in ein elektrisches Signal umgesetzt. Die Größe dieses Signals ermöglicht einen Rückschluß auf den von der optischen Meßeinrichtung aktuell erfaßten Längen- bzw. Winkelmeßwert.with the help of photocells and converted into an electrical signal. The size of this signal allows a conclusion to be drawn about the length or angle measurement value currently recorded by the optical measuring device.

So findet die Beleuchtungseinheit bevorzugt Verwendung im Inneren von inkrementellen Längen- und Winkelmeßeinrichtungen. Beispielsweise im Inneren eines Winkellagegebers wird hiermit ein Auschnitt von mindestens einer, mit inkrementellen Wegmarken belegten Spur auf der Oberfläche einer drehbaren, transparenten Geberscheibe beleuchtet. Der dabei von den Wegmarken nicht abgeschattete und somit durch das beleuchtete Spursegment hindurchtretende Lichtanteil ist ein Maß für die aktuelle Winkelstellung der Geberscheibe und somit der Meßwelle der optischen Meßeinrichtung.The lighting unit is therefore preferably used inside incremental length and angle measuring devices. For example, inside an angular position sensor, a section of at least one track covered with incremental waymarks on the surface of a rotating, transparent sensor disk is illuminated. The portion of light not shaded by the waymarks and thus passing through the illuminated track segment is a measure of the current angular position of the sensor disk and thus of the measuring shaft of the optical measuring device.

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Auf derartige Meßeinrichtungen wirken im praktischen Betrieb eine Vielzahl vom äußeren Störgrößen ein. So können optische Meßeinrichtungen, welche z.B. zur Winkellageerfassung an der Drehachse eines Handhabungsautomaten bzw. an der Rotorwelle eines Elektromotores dienen, erheblichen mechanischen Erschütterungen ausgesetzt sein. Es ist somit notwendig, zur Vermeidung von Beschädigungen und Ausfällen die Beleuchtungseinheit in optischen Meßeinrichtungen stoßgeschützt zu lagern. Hierdurch wird zum einen die Lichtquelle der Beleuchtungseinheit geschützt. Dies ist insbesondere dann notwendig, wenn eine Miniaturglühlampe als Lichtquelle verwendet wird. Wird z.B. eine derartige Meßeinrichtung zur Erfassung der aktuellen Winkellage der Rotorwelle direkt in das Innere eines Elektromotores eingebaut, so ist bei großen Belastungen des Motores mit einer starken Erhitzung desselben und folglich auch der integrierten, optischen Meßeinrichtung zu rechnen. In einem solchen Fall muß an Stelle beispielsweise einer Leuchtdiode eine hohe Umgebungstemperaturen ertragende Miniaturglühlampe als Lichtquelle in der Beleuchtungseinheit der optischen Meß-In practical operation, such measuring devices are affected by a large number of external disturbances. For example, optical measuring devices, which are used for detecting the angular position on the axis of rotation of a handling machine or on the rotor shaft of an electric motor, can be exposed to considerable mechanical shocks. It is therefore necessary to protect the lighting unit in optical measuring devices from shocks in order to avoid damage and failure. This protects the light source of the lighting unit. This is particularly necessary if a miniature light bulb is used as the light source. If, for example, such a measuring device for detecting the current angular position of the rotor shaft is installed directly inside an electric motor, it is to be expected that the motor and consequently the integrated optical measuring device will heat up considerably if the motor is subjected to high loads. In such a case, a miniature light bulb that can withstand high ambient temperatures must be used as the light source in the lighting unit of the optical measuring device instead of a light-emitting diode, for example.

2Q einrichtung verwendet werden. Eine solche Miniaturglühlampe ist aber besonders stoßempfindlich, so daß besondere Maßnahmen zur stoßgeschützten Lagerung der Beleuchtungseinheit ergriffen werden müssen.2Q device can be used. Such a miniature light bulb is particularly sensitive to shock, so special measures must be taken to protect the lighting unit from shock.

Die stoßgestützte Lagerung der Beleuchtungseinheit hat den weiteren Zweck, die relative Anordnung von Lichtquelle zu Kondensor, d.h. deren "Justage", auch bei Auftreten von starken äußeren Stoßen langfristig aufrechtzuerhalten. Die stoßgeschützte Lagerung dient somit zum einen der Erhaltung des Bauelementes Lichtquelle, und zum anderen der Aufrechterhaltung der optimalen Lage zwischen Lichtquelle und Kondensor.The shock-supported mounting of the lighting unit has the additional purpose of maintaining the relative arrangement of the light source to the condenser, i.e. their "adjustment", over the long term, even when strong external shocks occur. The shock-protected mounting thus serves on the one hand to preserve the light source component, and on the other hand to maintain the optimal position between the light source and the condenser.

Aus der deutschen Patentanmeldung DE 28 06 071 B2 ist eine lichtelektrische Längen- oder Winkelmeßeinrichtung bekannt. Diese enthält eine Miniatur-Wendellampe als Lichtquelle, welche über Fe-A photoelectric length or angle measuring device is known from the German patent application DE 28 06 071 B2. This contains a miniature filament lamp as a light source, which is

3UÖ 3D 5&iacgr;) Ut3UÖ 3D 5&iacgr;) Ut

derungselemente und Dämpfungselemente an einem Trägerteil angeordnet ist. Bei einer Ausführungsform werden das Federungselement und das Dämpfungselement gemeinsam durch wenigstens einen Stopfen aus einem Elastomer mit hoher innerer Dämpfung gebildet. Bevorzugt ist das die Miniatur-Wendellampe tragende Trägerteil als Platte ausgebildet, welche von vier derartigen "beinchenartigen" Stopfen getragen wird. Diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß insbesondere bei der Herstellung die Anbringung der einzelnen Stopfen und das Aufsetzen des Trägerteiles einen relativ hohen Montageaufwand verursachen. Zudem besteht die Gefahr, daß abhängig von der jeweils gewählten Position der einzelnen tragenden Stopfen unter dem Trägerteil die Feder- und Dämpfungseigenschaften in verschiedenen Raumrichtungen in der Ebene des Trägerteiles nicht gleichmäßig sind.spring elements and damping elements are arranged on a support part. In one embodiment, the spring element and the damping element are formed together by at least one plug made of an elastomer with high internal damping. The support part carrying the miniature filament lamp is preferably designed as a plate which is carried by four such "leg-like" plugs. This device has the disadvantage that, particularly during production, the attachment of the individual plugs and the placement of the support part cause a relatively high assembly effort. In addition, there is a risk that, depending on the position of the individual supporting plugs under the support part, the spring and damping properties are not uniform in different spatial directions in the plane of the support part.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster G 83 20 135.1 ist eine weitere lichtelektrische Längen- oder Winkelmeßeinrichtung bekannt, deren Beleuchtungeinrichtung ist in einer Fassung angeordnet, welche radial federndende Haltezungen aufweist. Eine Leucht-Another photoelectric length or angle measuring device is known from the German utility model G 83 20 135.1, the lighting device of which is arranged in a holder which has radially spring-loaded retaining tongues. A light

2CtC diode als Lichtquelle kann somit in die federnden Haltezungen der Fassung eingerastet werden. Dennoch ist es zum Zwecke der Justage möglich, daß die Leuchtdiode aufgrund der federnden Eigenschaften der Haltezungen innerhalb der Fassung um ihre Längsachse gekippt und/oder verschoben wird. Eine auf diese Weise ermittelte optimale Position der Leuchtdiode kann fixiert werden, indem die Leuchtdiode mit der Fassung dauerhaft vergossen wird. Diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß die Fassung trotz des Vorhandenseins von radial federnden Haltezungen keine stoßsichere Lagerung bildet. Vielmehr dient sie ausschließlich dem2CtC diode as a light source can thus be snapped into the spring-loaded retaining tongues of the socket. However, for the purpose of adjustment, it is possible that the light-emitting diode is tilted and/or moved around its longitudinal axis within the socket due to the spring-loaded properties of the retaining tongues. An optimal position of the light-emitting diode determined in this way can be fixed by permanently encapsulating the light-emitting diode with the socket. This device has the disadvantage that the socket does not form a shock-proof bearing despite the presence of radially spring-loaded retaining tongues. Rather, it serves exclusively for

3Q Zweck einer einfachen Justage der Lichtquelle. Nach dem dauerhaften Verguß von Leuchtdiode und Fassung bildet die Anordnung eine vollständig starre und Stöße ungedämpft weiterleitende Baueinheit.3Q Purpose of easy adjustment of the light source. After the permanent encapsulation of the light-emitting diode and the socket, the arrangement forms a completely rigid unit that transmits shocks without dampening.

35j: Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere und insbesondere herstellungsseitig kostengüstig montierbare stoßge-35j: The invention is based on the object of providing a further and, in particular, cost-effectively assembled impact-resistant

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schützt gelagerte Beleuchtungseinheit für eine optische Meßeinrichtung anzugeben.protects the lighting unit for an optical measuring device to be specified.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Beleuchtungseinheit in einem hohlen, rotationssymmetrischen Feder- und Dämpfungselement stoßgeschützt gelagert ist.The task is solved by the lighting unit being mounted in a hollow, rotationally symmetrical spring and damping element in a shock-protected manner.

Für das Feder- und Dämpfungselement sind unterschiedliche Ausführungsformen möglich. Bevorzugt nimmt das hohle, rotationssymmetrische Feder- und Dämpfungselement die Form eines Rohrstückes oder Ringes mit möglichst gleichmäßiger Wandstärke ein. Desweiteren kann das Feder- und Dämpfungselement auch die Form eines innen hohlen Kegelstumpfes einnehmen. Dabei ist die kleinere Querschnittfläche an einem Ende des Kegelstumpfes fest mit der stoßbelasteten Unterlage verbunden. Die Beleuchtungseinheit ist in diesem Fall an der obenliegenden, größeren Querschnittfläche am anderen Ende des Kegelstumpfes angebracht und somit stoßgestützt gelagert.Different designs are possible for the spring and damping element. Preferably, the hollow, rotationally symmetrical spring and damping element takes the form of a piece of pipe or a ring with as uniform a wall thickness as possible. Furthermore, the spring and damping element can also take the form of a truncated cone with a hollow interior. The smaller cross-sectional area at one end of the truncated cone is firmly connected to the base subject to the impact. In this case, the lighting unit is attached to the upper, larger cross-sectional area at the other end of the truncated cone and is thus supported by impact.

20. Das hohle, rotationssymmetrische Feder- und Dämpfungselement hat den besonderen Vorteil, daß es ein kompaktes, einteiliges Bauelement bildet. Die hierüber bevorzugt in dessen Symmetrieachse gelagerte Beleuchtungseinheit wird somit gleichmäßig und ununterbrochen von dem Feder- und Dämpfungselement stützend umgeben. Es ist somit sichergestellt, daß die Feder- und Dämpfungseigenschaften in allen Raumrichtungen gleich sind. Zudem wird insbesondere durch die einteilige Bauform die Montage wesentlich vereinfacht.20. The hollow, rotationally symmetrical spring and damping element has the particular advantage that it forms a compact, one-piece component. The lighting unit, which is preferably supported in its axis of symmetry, is thus evenly and continuously supported by the spring and damping element. This ensures that the spring and damping properties are the same in all spatial directions. In addition, the one-piece design in particular makes assembly much easier.

JO Das hohle, rotationssymmetrische Feder- und Dämpfungselement kann aus beliebigen elastischen Material gefertigt sein, z.B. aus Naturkautschuk- oder Gummiprodukten. Bei einer weiteren Ausführungsform besteht das Feder- und Dämpfungselement aus einem elastomeren Material, d.h. einem synthetischen, gummiähnliehen Kunststoff. Hierbei kann es sich z.B. um Silikonma-JO The hollow, rotationally symmetrical spring and damping element can be made of any elastic material, e.g. from natural rubber or rubber products. In another embodiment, the spring and damping element consists of an elastomer material, i.e. a synthetic, rubber-like plastic. This can be, for example, silicone material.

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terialien, offenporige und vorgeformt ausgehärtete Schäume u.a. handeln. Bevorzugt wird ein derartiges Feder- und Dämpfungselement aus Elastomermaterial zur Stabilisierung von dessen mechanischen Eigenschaften einer Wärmebehandlung unterzogen. Dieses "Tempern" des Elastomeres bewirkt ein Ausgasen von flüchtigen Bestandteilen und somit eine vorweggenommene Alterung. Hierdurch können Feder- und Dämpfungselemente mit langzeitstabilen Feder- und Dämpfungseigenschaften hergestellt werden. materials, open-pored and preformed hardened foams, etc. Preferably, such a spring and damping element made of elastomer material is subjected to heat treatment to stabilize its mechanical properties. This "tempering" of the elastomer causes volatile components to be released into the atmosphere and thus anticipates aging. This allows spring and damping elements with long-term stable spring and damping properties to be produced.

Schließlich kann das hohle und rotationssymmetrische Feder- und Dämpfungselement gegebenenfalls auch aus einer Spiralfeder bestehen. Diese verfügt zur Lagerung der Beleuchtungseinheit über einen im Vergleich zur Federhöhe relativ großen Querschnitt.Finally, the hollow and rotationally symmetrical spring and damping element can also consist of a spiral spring. This has a relatively large cross-section compared to the height of the spring to support the lighting unit.

Die Erfindung und vorteilhafte weitere Ausführungsformen derselben werden anhand der nachfolgend kurz angeführten Figuren näher erläutet. Dabei zeigt:The invention and advantageous further embodiments thereof are explained in more detail using the figures briefly shown below. They show:

FIG 1 eine erste beispielhafte Ausführungsform einer stoßgestützt gelagerten Beleuchtungseinheit, wobei die Lichtquelle und der Kondensor getrennt voneinander in einem rohrstückförmigen Feder- und Dämpfungselement aus Elastomermaterial angebracht sind,FIG 1 shows a first exemplary embodiment of a shock-supported lighting unit, wherein the light source and the condenser are mounted separately from one another in a tubular spring and damping element made of elastomer material,

FIG 2 eine zweite beispielhafte Ausführungsform einer stoßgestützt gelagerten Beleuchtungseinheit, wobei Kondensor und Lichtquelle eine Baueinheit bildend über einen Trichter als Tragemittel starr miteinander verbunden sind und das Feder- und Dämpfungselement ringförmig ist,FIG 2 shows a second exemplary embodiment of a shock-supported mounted lighting unit, wherein the condenser and light source form a structural unit and are rigidly connected to one another via a funnel as a support means and the spring and damping element is ring-shaped,

FIG 3 beispielhaft eine Grundplatte zur Montage der stoßgestützt gelagerten Beleuchtungseinheit von FIG 2 in Draufsicht,
35FIG 3 shows an example of a base plate for mounting the shock-supported lighting unit of FIG 2 in plan view,
35

3 &ogr; 33 &ogr; 3

FIG 4 und 5 den beispielhaften trichterförmigen Träger der FIG 2 in Schnittdarstellung, undFIGS 4 and 5 show the exemplary funnel-shaped carrier of FIG 2 in sectional view, and

FIG 6 den Träger in Draufsicht.
5FIG 6 the carrier in plan view.
5

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel der FIG 1 besteht das Feder- und Dämpfungselement FD aus einem Elastomermaterial und ist annähernd rohrstückförmig. Dabei sind der Kondensor K und die beispielhaft als Lichtquelle dienende Miniaturglühlampe GL getrennt voneinander direkt im Körper des rotationssymmetrischen Feder- und Dämpfungselementes FD angebracht. So ist ein scheibenförmiger Kondensorsockel KS im Bereich des oberen Endes in die Wandung des Feder- und Dämpfungselementes FD eingerastet, während der linsenförmige Kondensorkopf KK im Beispiel der FIG aus dem Inneren des hohen, rotationssymmetrischen Feder- und Dämpfungselementes herausragt. Im Beispiel der FIG 1 wird quasi das eine Ende des annähernd rohrstückformigen Feder- und Dämpfungselementes durch einen beipielhaft aus einem scheibenförmigen Sockel KS und eine Linse KK bestehenden Kondensors KIn the first embodiment of FIG 1, the spring and damping element FD consists of an elastomer material and is approximately tubular. The condenser K and the miniature light bulb GL, which serves as a light source, are mounted separately from one another directly in the body of the rotationally symmetrical spring and damping element FD. A disk-shaped condenser base KS is locked into the wall of the spring and damping element FD in the area of the upper end, while the lens-shaped condenser head KK in the example of FIG protrudes from the interior of the high, rotationally symmetrical spring and damping element. In the example of FIG 1, one end of the approximately tubular spring and damping element is virtually covered by a condenser K consisting of a disk-shaped base KS and a lens KK.

2CT abgeschlossen. In einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform ist es auch möglich, daß das rohrstückförmige Feder- und Dämpfungselement eine so große Höhe hat, daß dessen oberer Rand auch den linsenförmigen Kondensorkopf KK vollständig umfaßt. In einem solchen Fall liegt der Kondensor vollständig im Inneren des hohlen, rotationssymmetrischen Feder- und Dämpfungselementes und ist somit nicht nur stoßsicher gelagert, sondern weitgehend auch vor andersartigen Einflüssen geschützt, z.B. vor mechanischen Beschädigungen und Verschmutzungen.2CT. In another embodiment, not shown, it is also possible for the tubular spring and damping element to be so high that its upper edge also completely encloses the lens-shaped condenser head KK. In such a case, the condenser is completely inside the hollow, rotationally symmetrical spring and damping element and is thus not only shockproof, but also largely protected from other influences, e.g. mechanical damage and contamination.

im Beispiel der FIG 1 verfügt der scheibenförmige Kondensorsockel KS über einen an der radialen Außenseite hervorspringenden, umlaufenden Haltering HRl. Dieser greift zur Halterung des Kondensors K beispielhaft in eine, im oberen Ende des Feder- und Dämpfungselementes FD befindliche Ringnut RNl. Zur weiterenIn the example of FIG 1, the disk-shaped condenser base KS has a circumferential retaining ring HRl protruding from the radial outside. This engages in an annular groove RNl in the upper end of the spring and damping element FD to hold the condenser K. For further

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Verbesserung der Halterung des Kondensors ist im Beipiel der FIG 1 die Wandstärke des Feder- und Dämpfungselementes am oberen Ende verringert. Es ergibt sich somit eine erste, ringförmige Zentrier- und Auflagekante ZAl, welche als Sitz für den scheibenförmigen Kondensorsockel KS dient. Der Kondensor K kann somit besonders stabil und paßgenau möglichst in der Symetrieachse des rotationssymetrischen Feder- und Dämpfungselementes gelagert werden. Zur Montage muß der Kondensor K lediglich von oben in die erste Ringnut RN eingedrückt werden.To improve the mounting of the condenser, the wall thickness of the spring and damping element at the upper end is reduced in the example in FIG. 1. This results in a first, ring-shaped centering and support edge ZAl, which serves as a seat for the disk-shaped condenser base KS. The condenser K can thus be mounted particularly stably and with a precise fit in the symmetry axis of the rotationally symmetrical spring and damping element. To mount the condenser K, it only has to be pressed into the first ring groove RN from above.

Im Beispiel der FIG 1 ist die Lichtquelle GL direkt in der Wandung im Inneren des Feder- und Dämpfungselementes FD angebracht. Die beispielhaft als Miniaturglühlampe ausgeführte Lichtquelle enthält dabei einen gläsernen Lampenkopf LP mit Leuchtwendeln und einem bevorzugt metallischen Lampensockel LS, welcher in einer ersten Montageöffnung Ml in der Wandung des annähernd rohrstückförmigen Feder- und Dämpfungselementes FD gelagert ist. Auch hierbei erfolgt die Halterung zwischen Lichtquelle und Feder- und Dämpfungselement bevorzugt über einen hervorspringenden, zweiten Haltering HR2 auf der Außenseite des Lampensockels LS, welcher in eine entsprechende zweite, im Inneren der Montageöffnung Ml umlaufender Ringnut RN2 eingreift. Auch hier erfolgt die Montage auf einfache Weise durch einfaches Eindrücken des Halteringes HR2 in die Ringnut RN2 in der Wandung des Feder- und Dämpfungselementes. Ferner können durch die Montageöffnung die elektrischen Anschlußdrähte AD der Lichtquelle Gl direkt nach außen geführt werden.In the example in FIG 1, the light source GL is mounted directly in the wall inside the spring and damping element FD. The light source, designed as a miniature light bulb, contains a glass lamp head LP with light coils and a preferably metallic lamp base LS, which is mounted in a first mounting opening Ml in the wall of the almost tubular spring and damping element FD. Here too, the mounting between the light source and the spring and damping element is preferably carried out via a protruding, second retaining ring HR2 on the outside of the lamp base LS, which engages in a corresponding second annular groove RN2 running around the inside of the mounting opening Ml. Here too, assembly is carried out in a simple manner by simply pressing the retaining ring HR2 into the annular groove RN2 in the wall of the spring and damping element. Furthermore, the electrical connecting wires AD of the light source Gl can be led directly to the outside through the mounting opening.

Die getrennte Lagerung von Lichtquelle und Kondensor an dem Feder- und Dämpfungselement FD gemäß der Darstellung von FIG 1 hat den besonderen Vorteil, daß eine derartige stoßgeschützt, gelagerte Beleuchtungseinheit aus lediglich drei Einzelteilen besteht, welche auf einfachste Weise paßgenau zu einem Baukörper montiert werden können. Diese Ausführung zeichnet sich durch einen relativ großen Schwingungsfreiraum SR im Inneren des rotationssymmetrischen Feder- und Dämpfungselementes aus, in denThe separate mounting of the light source and condenser on the spring and damping element FD as shown in FIG 1 has the particular advantage that such a shock-protected, mounted lighting unit consists of only three individual parts which can be easily mounted to a structure to fit perfectly. This design is characterized by a relatively large vibration clearance SR inside the rotationally symmetrical spring and damping element, in which

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lediglich die beispielhaft als Lichtquelle dienende Miniaturglühlampe GL hineinragt.only the miniature light bulb GL, which serves as an example of a light source, protrudes.

Im Beispiel der FIG 1 ist die erfindungsgemäße, stoßgeschützt gelagerte Beleuchtungseinheit zusätzlich auf einer Grundplatte GP angebracht. Zur Verbindung des Feder- und Dämpfungselementes FD und der Grundplatte GP dient beispielhaft ein von der Grundplatte hervorspringender Haltering HR, welcher in einer entsprechenden Ringnut an dem, dem Kondensor K gegenüberliegenden Ende des Feder-Dämpfungselementes eingreift. Durch die somit entstehende, zweite ringförmige Zentrier- und Auflagekante ZA2 kann das Feder- und Dämpfungselement besonders paßgenau und sicher z.B. durch Verklebung mit der Grundplatte GP verbunden werden. In der Grundplatte sind desweiteren Bohrungen B vorgesehen, welche eine einfache Montage der um die Grundplatte erweiterten Beleuchtungseinheit im Inneren der optischen Meßeinrichtung ermöglichen. Schließlich ist auf der Oberfläche der Grundplatte GP eine das Feder- und Dämpfungselement FD umlaufende Dichtringnut DR zur Aufnahme eines Dichtringes bzw. einer Dichtungsmasse vorgesehen. Hierdurch kann bei Montage der Grundplatte ein Spritzwasserschutz der Beleuchtungseinheit erreicht werden.In the example in FIG 1, the lighting unit according to the invention, which is protected against impact, is also mounted on a base plate GP. For example, a retaining ring HR protruding from the base plate serves to connect the spring and damping element FD and the base plate GP, which engages in a corresponding ring groove on the end of the spring-damping element opposite the condenser K. The spring and damping element can be connected to the base plate GP with a particularly precise and secure fit, e.g. by gluing, thanks to the second ring-shaped centering and support edge ZA2 that is thus created. Holes B are also provided in the base plate, which enable the lighting unit extended by the base plate to be easily installed inside the optical measuring device. Finally, a sealing ring groove DR is provided on the surface of the base plate GP, which runs around the spring and damping element FD and accommodates a sealing ring or a sealing compound. This means that the lighting unit can be protected against splash water when the base plate is installed.

Bei einer anderen, in FIG 1 nicht dargestellten Ausführungsform können die elektrischen Anschlußdrähte AD der Miniaturglühlampe GL auch durch die Grundplatte GP hindurch aus dem Schwingungsfreiraum SR im Inneren des rotationssymmetrischen Feder- und Dämpfungselementes FD herausgeführt werden. Bei einer weiteren, ebenfalls nicht dargestellten Ausführungsform kann das hohle, rotationssymmetrische Feder- und Dämpfungselement auch kegelstumpfförmig sein. Im Vergleich zur Darstellung von FIG 1 hätte in einem solchen Fall das Feder- und Dämpfungselement an dem mit der Grundplatte GP verbundenen Ende einen geringeren Durchmesser als an dem den Kondensor K tragenden Ende. Der Umfang des Feder- und Dämpfungselementes nimmt in diesem Fall somit von der Grundplatte bis zum Kondensor geringfügig zu.In another embodiment, not shown in FIG. 1, the electrical connecting wires AD of the miniature light bulb GL can also be led through the base plate GP out of the vibration-free space SR inside the rotationally symmetrical spring and damping element FD. In another embodiment, also not shown, the hollow, rotationally symmetrical spring and damping element can also be truncated cone-shaped. In comparison to the illustration in FIG. 1, in such a case the spring and damping element would have a smaller diameter at the end connected to the base plate GP than at the end carrying the condenser K. In this case, the circumference of the spring and damping element therefore increases slightly from the base plate to the condenser.

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Bei einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind Kondensor und Lichtquelle über Tragemittel starr miteinander verbunden und bilden somit eine separate Baueinheit, welche über das hohle, rotationssymmetrische Feder- und Dämpfungselement stoßgeschützt gelagert ist. Dies hat den Vorteil, daß die relative Lage zwischen Kondensor und Glühlampe insbesondere aus Justierungsgründen exakt eingestellt und aufrechterhalten werden kann. Zudem können Kondensor und Lichtquelle in diesem Fall vor der Verbindung mit dem rotationssymetrischen Feder- und Dämpfungselement einfacher montiert und justiert werden.In a further advantageous embodiment of the invention, the condenser and light source are rigidly connected to one another via support means and thus form a separate structural unit which is protected from shocks by the hollow, rotationally symmetrical spring and damping element. This has the advantage that the relative position between the condenser and the bulb can be precisely set and maintained, particularly for adjustment purposes. In addition, the condenser and light source can be more easily assembled and adjusted in this case before being connected to the rotationally symmetrical spring and damping element.

FIG 2 zeigt beispielhaft eine derartige Beleuchtungseinheit. Dabei haben die Tragemittel beispielhaft die Form eines Trichters T, wobei der Kondensor K in der Trichteröffnung und die Lichtquelle GL im Trichterboden angeordnet sind. Bevorzugt besteht der Trichter T aus einem Metall, z.B. Aluminium. Dies hat den Vorteil, daß über den Trichters T eine Wärmeleitung zur Abführung der Verlustwärme der Lichtquelle GL stattfinden kann.FIG 2 shows an example of such a lighting unit. The support means have the form of a funnel T, for example, with the condenser K arranged in the funnel opening and the light source GL in the funnel base. The funnel T is preferably made of a metal, e.g. aluminum. This has the advantage that heat conduction can take place via the funnel T to dissipate the heat loss from the light source GL.

Die besondere Ausführungsform des trichterförmigen Tragmittels der FIG 2 wird desweiteren unter zu Hilfenahme der Schnittdarstellungen in den Figuren 4, 5 und der Draufsicht in FIG 6 näher erläutet.The special embodiment of the funnel-shaped support means of FIG. 2 is further explained in more detail with the aid of the sectional views in FIGS. 4, 5 and the top view in FIG. 6.

Der Kondensor K wird in der Trichteröffnung bevorzugt durch zwei radiale Zentriersegmente ZSl, ZS2 gehalten, welche auf den scheibenförmigen Kondensorsockel KS eingreifen. Bevorzugt sind die Außenseite des Kondensorssockels KS und die den Flächen der radialen Zentriersegmente ZSl, ZS2 miteinander verklebt. Zur Lagerung der Lichtquelle GL im Trichterboden ist eine spezielle Lampenhalterung LL vorgesehen. Im Beispiel der Figuren 2, 4, und 6 besteht diese aus einem Lagerblock LB mit radialer Aufnahmebohrung AB zur Halterung der Miniaturglühlampe GL. Die Aufnahmebohrung AB ist dabei so in dem Lagerblock am Trichter-The condenser K is preferably held in the funnel opening by two radial centering segments ZSl, ZS2, which engage the disk-shaped condenser base KS. The outside of the condenser base KS and the surfaces of the radial centering segments ZSl, ZS2 are preferably glued together. A special lamp holder LL is provided for mounting the light source GL in the funnel base. In the example in Figures 2, 4, and 6, this consists of a bearing block LB with a radial mounting hole AB for mounting the miniature light bulb GL. The mounting hole AB is in the bearing block on the funnel-

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boden eingebracht, daß sich eine ovale Lichtdurchtrittsöffnung LO zwischen der Aufnahmebohrung AB und der Innenseite TI des Trichters ergibt. Diese Baueinheit zur Halterung von Kondensor und Lichtquelle hat d-en besonderen Vorteil, daß eine Justage der beiden Bauelemente besonders genau und dauerhaft vorgenommen werden kann. So kann der gläserne Lampenkopf LK der Miniaturlampe GL so im Inneren der Aufnahmebohrung AB verschoben werden, bis die Leuchtwendeln der Glühlampe im Brennpunkt des linsenförmigen Kondensorkopfes KK liegen. Zur Fixierung der so aufgefundenen Position kann z.B. eine geringe Menge eines lichtaushärtbaren Klebers in die Aufnahmebohrung AB eingebracht werden. bottom so that an oval light passage opening LO is created between the mounting hole AB and the inside TI of the funnel. This structural unit for holding the condenser and light source has the particular advantage that the two components can be adjusted particularly precisely and permanently. The glass lamp head LK of the miniature lamp GL can be moved inside the mounting hole AB until the light coils of the bulb are in the focal point of the lens-shaped condenser head KK. To fix the position found in this way, a small amount of light-curing adhesive can be introduced into the mounting hole AB.

Gemäß einer weiteren, in FIG 2 bereits dargestellten Ausführungsform werden Durchmesser und Höhe des rotationssymmetrischen Feder- und Dämpfungselementes so gewählt, daß das obere Ende des Trichters, welche den Kondensor trägt, auf einem Ende des Feder- und Dämpfungselementes aufliegt, während der Trichterboden, in dem die Lichtquelle angeordnet ist, sich berührungsfrei und möglichst zentrisch im Inneren des Feder- und Dämpfungselementes befindet. Im diesen Fall ist somit die Baueinheit aus Kondensor und Lichtquelle durch den als Tragemittel dienenden Trichter T über ein annähernd ringsförmiges Feder- und Dämpfungselement stoßgeschützt gelagert. Im Beispiel der FIG 2 verfügt der Trichter T auf der Außenseite über ringförmige Auflagekanten, welche in die erste ringförmige Zentrier- und Auflagekante ZAl am oberen Ende des Feder- und Dämpfungselementes FD eingreiffen und bevorzugt mit dieser verklebt sind.According to a further embodiment, already shown in FIG 2, the diameter and height of the rotationally symmetrical spring and damping element are selected so that the upper end of the funnel, which carries the condenser, rests on one end of the spring and damping element, while the bottom of the funnel, in which the light source is arranged, is located without contact and as centrally as possible inside the spring and damping element. In this case, the assembly consisting of the condenser and light source is thus supported in a shock-protected manner by the funnel T, which serves as a support, via an approximately ring-shaped spring and damping element. In the example in FIG 2, the funnel T has ring-shaped support edges on the outside, which engage in the first ring-shaped centering and support edge ZAl at the upper end of the spring and damping element FD and are preferably glued to it.

Im Beispiel der FIG 2 steht somit dem in das Innere des rotationssymmetrischen Feder- und Dämpfungselementes FD hineinragen den Teil des Trichters T, insbesondere dem Trichterboden mit Lichtquelle GL, zum Ausgleich von Stoßen ein annähernd topfförmiger Schwingungsfreiraum SR zur Verfügung. Über diesemIn the example of FIG 2, the part of the funnel T that extends into the interior of the rotationally symmetrical spring and damping element FD, in particular the funnel bottom with the light source GL, has an approximately pot-shaped vibration clearance SR available to compensate for shocks. Above this

,&ldquor; 906 3 5 55 DE,&rdquor; 906 3 5 55 EN

Hohlraum können auch die elektrischen Anschlußdrähte AD der Miniaturglühlampe GL z.B. durch die Grundplatte GP hindurch nach außen geführt werden.The electrical connecting wires AD of the miniature light bulb GL can also be led out through the cavity, e.g. through the base plate GP.

Gemäß einer weiteren, in FIG 2 bereits dargestellten Ausführungsform ist in der Wandung des Feder- und Dämpfungselementes mindestens eine Montageöffnung Ml zur Halterung der Lichtquelle bzw. zur Einführung derselben in das Innere des Feder- und Dämpfungselementes und zur Herausführung von deren elektrischen Anschlußdrähten vorgesehen. In diesem Fall ist es möglich, daß bei der Montage zunächst der Trichter T, der Kondensor K und das Feder- und Dämpfungselement FD auf der Grundplatte GP angebracht werden. Nun wird als letzter Schritt die Glühlampe über die Montageöffnung Ml in das Innere des rotationssymmetrischen Feder- und Dämpfungselementes und somit in die radiale Aufnahmebohrung AB der Lampenhalterung LL eingeführt. Die Montageöffnung dient dabei gleichzeitig zur Herausführung der elektrischen Anschlußdrähte AD. Schließlich kann gemäß einer weiteren Ausführungsform eine zweite Montageöffnung M2 vorgesehen sein, welche der ersten Montageöffnung radial gegenüberliegt. Durch diese zweite Montageöffnung kann nach Justage der Glühlampe ein Klebemittel zu deren Fixierung in die Aufnahmebohrung AB eingeführt werden.According to a further embodiment, already shown in FIG 2, at least one assembly opening M1 is provided in the wall of the spring and damping element for holding the light source or for introducing it into the interior of the spring and damping element and for leading out its electrical connecting wires. In this case, it is possible that the funnel T, the condenser K and the spring and damping element FD are first attached to the base plate GP during assembly. Now, as a last step, the light bulb is inserted through the assembly opening M1 into the interior of the rotationally symmetrical spring and damping element and thus into the radial receiving hole AB of the lamp holder LL. The assembly opening also serves to lead out the electrical connecting wires AD. Finally, according to a further embodiment, a second assembly opening M2 can be provided, which is radially opposite the first assembly opening. After adjusting the light bulb, an adhesive can be introduced into the receiving hole AB through this second assembly opening to fix it.

In FIG 3 ist schließlich eine Draufsicht der Grundplatte GP der stoßgeschützt gelagerten Beleuchtungseinheit gemäß FIG 2 dargestellt. Die Grundplatte hat dabei bevorzugt eine ovale Form, wobei je eine Bohrung B zur Aufnahme von Halteschrauben an den beiden Enden des Ovales vorhanden sind. Desweiteren ist eine ovale Dichtringnut DR auf der Grundplattenoberfläche vorgesehen, welche den hervorspringenden Haltering HR zur Halterung des Feder- und Dämpfungselementes FD vollständig umschließt. Schließlich sind im Haltering HR zwei gegenüberliegende Nuten N im Bereich der beiden Montageöffnungen Ml, M2 in den Wandungen des aufzusteckenden Feder- und Dämpfungselementes vorgesehen.Finally, FIG 3 shows a top view of the base plate GP of the shock-protected lighting unit according to FIG 2. The base plate preferably has an oval shape, with a hole B for receiving retaining screws at each end of the oval. Furthermore, an oval sealing ring groove DR is provided on the base plate surface, which completely encloses the protruding retaining ring HR for holding the spring and damping element FD. Finally, two opposing grooves N are provided in the retaining ring HR in the area of the two mounting openings Ml, M2 in the walls of the spring and damping element to be attached.

Claims

90 G 3 5 5 5 Ut Protection claims

1. Illumination unit for an optical measuring device, which contains at least one light source (GL; LK, LS, AD) and a condenser (K; KK, KS) and is mounted shock-protected by a hollow, rotationally symmetrical spring and damping element (FD).

2. Device according to claim 1, characterized in that the hollow, rotationally symmetrical spring and damping element (FD) is tubular, ring-shaped or hollow truncated cone-shaped.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the spring and damping element (FD) consists of an elastomer material.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the condenser (K, KK, KS) is mounted at the upper end of the spring and damping element and, separately therefrom, the light source (GL, LK, LS) is mounted in the conversion inside the spring and damping element (FD) (FIG 1).

5. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the condenser (K, KK, KS) and light source (GL, LK, LS) are rigidly connected to one another via support means, forming a structural unit.

6. Device according to claim 5, characterized in that the support means form a funnel (T), the condenser (K, KK, KS) being arranged in the funnel opening and the light source (GL, LK, LS) being arranged in the funnel bottom (FIGS. 2 to 6).

90 6 3 5 5 5 DE90 6 3 5 5 5 EN

13 :

7. Device according to claim 6, characterized in that the diameter and height of the spring and damping element (FD) are selected so that the upper end of the funnel (T) with the condenser rests on one end of the spring and damping element (FD), while the funnel bottom with the light source (GL) is located without contact and as centrally as possible inside the spring and damping element. (FIG 2)

8. Device according to one of the preceding claims, characterized by at least one mounting opening (M1, M2) in the wall of the spring and damping element (FD) for holding the light source (GL) or for introducing the same into the interior of the spring and damping element and for leading out its electrical connecting wires (AD).