Устройство внутреннего крепления зеркала Советский патент 1986 года по МПК G02B7/18 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в оптико-механических приборах. Целью изобретения является уменьшение температурных деформаций зеркала . На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-Анафиг. 1; на фиг. 3 - устройство, вид сверху. Устройство внутреннего крепления зеркала содержит зеркгшо 1, в которо со стороны боковой поверхности имеют ся равномерно и под углом друг к дру гу расположенные в плоскости чертежа отверстия 2, оси которых ориентированы по радиусу и эквидистантны отражающей поверхности зеркала. Зеркало 1 установлено в полом корпусе 3 на рпорах 4, каждая из которых выпол нена в виде многослойного термокомпенсатора, включающего- внутренний стакан 5 и термобиметаллическую пружину 6, например прямоугольного сечения, со сферической головкой 7, размещенной во внутреннем стакане 5. При этом пружина 6 установлена в отверстии 8 фланца 9 с возможностью поступательного перемещения от регулировочного механизма, например ; винтового, включающего ввин11енньщ в резьбовое отверстие 10 пружины 6 ведущий винт 11, снабженный цилиндрической головкой 12, установленной с возможностью поворота во. фланце 9 и фиксированной от осевых перемещентцй крышкой 13, причем пружины 6 расположены таким образом, что их од ноименные слои обращены в одну сторо ну таким образом, что направление их температурного изгиба противоположно направлению перемещения фокальной плоскости зеркала при температурных колебаниях, а плоскости кон такта 14 (фиг. 3) слоев в поперечном направлении пружины ориентированы перпендикулярно оптической оси 00 зеркала 1. Термобиметаллические пруткины 6 закреплены во фланцах 9 болтами 15 и зафиксированы упорными винтами 16, при этом болты 15 пропущены через пазы 17 фланцев 9 и зшинчены в пружины 6, а винты 16 ввинчены во фланцы 9 и контактируют с пружинами 6. Термокомпенсаторы с целью повышения надежности фиксации в отверстиях 2 зеркала 1 при механичес51ких перегрузках могут быть дополнительно соединены с зеркалом 1, например с помощью клея (герметика). Корпус 3, опоры 4, пружины 6, фланцы 9 и механизм регулировки длины опор образуют оправу зеркала 1, причем зеркало 1 установлено в оправе с зазором между его боковой поверхностью и корпусом 3, обеспечиваюпщм свободу изменения без трения и внутренних напряжений габаритных размеров зеркала при колебаниях температуры и позволяющим корпус 3 оправы выполнять из недорогих, недефицитных материалов. Предварительно перед монтажом устройства проводят на технологическом приспособлении калибровку опор 4 по величине изгиба пружин 6 от колебаний температуры в заданном диапазоне путем изменения длины пружины 6 с помощью механизма регулировки. При этом, ослабив винты 15 и 16 и вращая вкнт 12, производят продолькое перемещение пружины 6, После калибровки пружин проводят монтаж устройства в следующей последовательности:1. Зеркало 1 с размещенными в его радиальных цилиндрических отверстиях термокрмпёнсаторами с помощью технологического приспособления устанавливают с заданными зазорами « относительно корпуса 3 оправы. 2. Вводят опоры во внутренние стаканы 5 термокомпенсаторов и закрепляют их на корпусе 3. При этом за счет поступательного перемещения опоры вдоль оси термокомпенсатора и одновременно поворотов ее вокруг трех взаимно перпендикулярных пространственных осей координат происходит самоустановка опор в оптимальное положение (т.е. компенсируется векторная ошибка положения опоры относительно внутреннего стакана 6 термокомпенсатора и корпуса 3 оправы) . Наличие сферической головки 7, кроме обеспечения самоустановки опор 4, исключает заклинивание опор в термокомпенсаторе при температурном изгибе и за счет линейного контакта этой головки с внутренним стаканом термокомпенсатора однозначно определяет границу свободного конца пружины 6, способствуя тем самым повьшению точности калибровки пружины. 3 Кроме того, несмотря на линейньш контакт сферических головок 7 пружин 6 со стенками внутренних стаканов 5 опор 4, когда материал контак тирующих пар находится в условиях объемного напряженного состояния и может поэтому работать при больших сжимаю1цих напряжениях (например, сталь вьщерживает давления 3500040000 кГ/см), деформирования указанных деталей, а следовательно, де стабилизации положения зеркала после воздействия механических перегру зок практически не произойдет. Устройство работает следующим образом. При воздействии механических перегрузок лепестки опор 4 упруго деформируются и тем самым амортизирую зеркало 1, которое при воздействии полигармонических вибраций совершает сложные одновременные возвратнокачательные и возвратно-крутильные колебания. При колебаниях температу ры термокомпенсация коэффициентов линейных расширений материалов зеркала 1 и опор 4 обеспечена подбором комбинаций материалов слоев термокомпенсаторов, внутренние стаканы 5 которых во избежание появления зазо ров в шарнирах опор 4 (сферическая головка 7 - внутренний стакан 5 тер мокомпенсатора) , дестабилизирующих положение зеркала, выполнены преиму щественно из материала с коэффициентом линейного расширения, близким (или одинаковым) коэффициенту линейного расширения материала сферических головок 7 пружин 6, а термокомпенсация разности козффихщентов линейных расширений материалов корпуса 3 оправы и зеркала 1 - сочетанием расположения осей опор 4 на ли ниях пересечения меридианальных плоскостей с поверхностью, эквидистантн отражающей поверхности зеркала. Таким образом, осуществляется термокомпенсация материалов зеркала 1 и его оправы. При колебаниях температуры проис ;ходят изменения линейных размеров 514 зеркала пропорционально перепаду температур, в том числе радиуса кривизны, а следовательно, и фокусного расстояния зеркала. Компенсация.изменений фокусного- расстояния зеркала осуществляется следующим образом. При колебаниях температуры пружины 6 одновременно изгибаются в направлении, противоположном направлению перемещения фокальной плоскости зеркала 1, при этом шаровые головки 7 пружин 6, одновременно поворачиваясь в меридианальных плоскостях зеркала 1 во внутреннем стакане 5 термокомпенсаторов и перемещаясь вдоль их оси, перемещают зеркало 1 вдоль его оптической оси на величину, равную величине изменения фокусного расстояния зеркала, обеспечивая тем самым сохранение положения фокальной плоскости зеркала. Формула изобретения Устройство внутреннего крепления зеркала, содержащее полый корпус оправы с закрепленными на нем опорами, снабженными упругими в радиальном направлении лепестковыми многослойными термокомпенсаторами, контактирующими с внутренними стаканами и стенками боковых отверстий зеркала, оси которых ориентированы по радиусу зеркала иэквидистантны его отражающей поверхности, о т ли чающееся тем, что, с целью уменьшения температурных деформаций -зеркала, каждая из опор выполнена в виде термобиметаллической многослойной пружины со сферической головкой на конце, которая размещена во внутреннем стакане термокомпенсатора, взаимодействуя с его стенками, при этом термобиметаллические пружины установле{1Ы с возможностью продольного перемещения и одноименными слоями в одну сторону, а плоскости контакта меяду слоями пружин в поперечном направлении ориентированы перпендикулярно оптической оси зеркала.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет уменьшить температурные деформации зеркал. Зеркало 1 установлено в кор пусе 3 на опорах 4, каждая из которых выполнена в виде термобиметаллической многослойной пружины 6 со сферической головкой 7, размещенной во внутреннем стакане 5. При воздействии механических перегрузок лепестки опор 4 амортизируют, зеркало 1. Сохранение положения фокальной плоскости зеркала при колебаниях температуры обеспечивается его перемещением вдоль оптической оси с помощью перемещающихся в стаканах 5 сферических головок 7 пружин 6, установс S ленных в отверстиях 8 фланцев 9. 3 ил.