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Optische Anordnung für ein Lichtzeigermessgerät mit Messwerkdrehspiegel
Die Erfindung betrifft eine optische Anordnung für ein Lichtzeigermessgerät mit
Messwerkdrehspiegel, die im wesentlichen aus Lichtquelle, Kondensor, Blende bzw. Marke und Teilungsprisma besteht und einen Lichtstrahl erzeugt, der durch das Teilungsprisma so aufgeteilt wird, dass von den zwei entstehenden, je einer von zwei beispielsweise übereinander angeordneten Hälften einer Skala zugeordneten Lichtmarken nur eine zur augenblicklichen Anzeige auf einer Skalenhälfte sichtbar wird.
Lichtzeigerinstrumente, insbesondere Präzisionsinstrumente, werden mit einer möglichst langen Skala versehen. Um das Gehäuse des Messgerätes trotzdem klein halten zu können, ordnet man mehrere Skalen übereinander an, die nacheinander von einer Lichtmarke, dem Messwerkausschlag entsprechend, durchlaufen werden. Die Lichtzeiger schliessen einen durch die Skalenlänge bedingten Winkel ein. Es sind bereits mehrere Lösungswege hiezu bekanntgeworden.
So werden beispielsweise mittels zweier Lampen, zweier Kondensoren und zweier Blenden zwei Lichtzeiger erzeugt und an einem gemeinsamen Messwerkspiegel umgelenkt. Diese Anordnung hat den Nachteil, dass zwei Lichtzeigererzeugungsanordnungen vorhanden sein müssen. Hiezu kommt noch, bedingt durch die zwangsläufige Verwendung zweier Lampen, eine relativ grosse Wärmeentwicklung innerhalb des Gerätes, die das Messergebnis wesentlich beeinflusst.
Eine andere Ausführung sieht als Messwerkspiegel einen Winkelspiegel (Dachkantspiegel) vor.
Dabei werden mittels nur einer Lichtquelle, eines Kondensors, einer körperlichen Lichtmarkenblende und eines feststehenden Objektivs durch Lichtaufspaltung am Winkelspiegel zwei Lichtzeiger erzeugt. Obwohl diese Anordnung die Nachteile des ersten Lösungsweges vermeidet, ist bei ihr die verhältnismässig grosse Baulänge zur Erzeugung des Lichtzeigers zu bemängeln. Diese grosse Baulänge ist bedingt durch den Winkelspiegel, der ein feststehendes Objektiv verlangt, welches wieder das Verhältnis zwischen Lichtzeigererzeugungslänge zur Lichtzeigerlänge ungünstig beeinflusst und eine Vergrösserung des gesamten Gerätes nach sich zieht.
Bei einer weiteren Lösung wird ebenfalls nur eine Lichtquelle, ein Kondensor, eine körperliche Lichtmarkenblende und ein feststehendes Objektiv verwendet. Hinter dem Objektiv sind dann zur Lichtstrahlaufteilung zwei unsymmetrische Rhomboidprismen angebracht, die unter einem bestimmten Winkel zwei Lichtbündel erzeugen und auf einen gemeinsamen Messwerkspiegel lenken, die nach Umlenkung durch den Messwerkspiegel als Lichtzeiger fungieren. Hiebei ist es als nachteilig anzusehen, dass zwei äusserst komplizierte, in ihrer Herstellung auf Grund ihrer geometrischen Form sehr teure Teilungsprismen benötigt werden. Dieser Aufwand wird noch dadurch vergrössert, dass zur Justierung und Korrektur der Lichtbündel sogenannte Planplatten im Strahleneingang vorgesehen werden müssen.
Darüberhinaus ist die Lichtzeigererzeugungslänge trotz der bereits erreichten Verkürzung noch immer relativ gross.
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Zweck der Erfindung ist es, die geschilderten Mängel zu beseitigen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optische Anordnung für ein Lichtzeigermessinstrument so auszubilden, dass die Lichtzeigererzeugungslänge wesentlich kürzer ist, als bei den bekannten Anordnungen.
Erfindungsgemäss wird das dadurch erreicht, dass das Teilungsprisma als eine Säule mit einer Grundfläche in Form eines vorzugsweise gleichseitigen Dreiecks ausgebildet ist, deren Lichteintrittsfläche und die den Lichtstrahl teilende Prismenkante senkrecht zur optischen Achse stehen, und dass dem Teilungsprisma seitlich der den Lichtstrahl teilenden Prismenkante zwei die aus dem Teilungsprisma austretenden Lichtstrahlen auf einen Messwerkhohlspiegel umlenkende Planspiegel angeordnet sind.
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Teilungsprisma undd die beiden Planspiegel als eine bauliche Einheit ausgebildet sind. Die Planspiegel sind in zwei Ebenen verstellbar aufgehängt, um eine exakte Umlenkung der Lichtstrahlen zu ermöglichen.
Der wesentlichste Vorteil der Erfindung ist darin zu erblicken, dass zur Teilung des Lichtstrahles nur noch ein einfaches, billig herzustellendes Teilungsprisma erforderlich ist. Weiterhin ist neben dieser bedeutenden Einschränkung des technischen Aufwandes zu verzeichnen, dass die verkürzte Lichtzeigererzeugungslänge mit weniger Strahlenberechnungsvorgängen erreicht wird, so dass damit auch eine Verringerung des durch jede Brechung hervorgerufenen optischen Fehlers eintritt.
An einem Ausführungsbeispiel soll die Erfindung näher erläutert werden.
Ein durch eine Lichtquelle --1-- und einen Kondensor --2-- gebildeter Lichtstrahl
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Teilungsprismas-4-ein.- -5--, welche die beiden Strahlenbündel auf einen Messwerkhohlspiegel --6-- umlenken. Die Planspiegel --5-- bilden mit dem Teilungsprisma --4 - eine bauliche Einheit. Das bringt den Vorteil mit sich, dass beispielsweise durch Kippen dieser baulichen Einheit um die optische Achse des einfallenden Lichtstrahles die erforderliche Höhenversetzung der beiden Lichtmarken --8a und 8b-auf einfachste Weise ohne nennenswerten Mehraufwand einstellbar ist.
Weiterhin sind die beiden Planspiegel --5-- in zwei Ebenen verstellbar aufgehängt und gestatten so ein leichteres Justieren der
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ein, was zur Folge hat, dass grundsätzlich nur eine der beiden möglichen Lichtmarken --8a und 8b-zur augenblicklichen Anzeige auf einer der beiden Skalenhälften--7a und 7b--sichtbar wird. Lediglich in einem äusserst eng begrenzten Teil des Mittelbereiches der Gesamtskala werden beide Lichtmarken --8a und 8b--, wie allgemein bekannt und üblich, sichtbar.
Der Abstand zwischen der Lichtquelle --1-- und dem Messwerkhohlspiegel-6-ist die Lichtzeigererzeugungslänge, die eine äusserst günstige Relation zur Lichtzeigerlänge aufweist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Optische Anordnung für ein Lichtzeigermessgerät mit Messwerkdrehspiegel, die im wesentlichen aus Lichtquelle, Kondensor, Blende bzw. Marke und Teilungsprisma besteht und einen Lichtstrahl erzeugt, der durch das Teilungsprisma so aufgeteilt wird, dass von den zwei entstehenden, je einer von zwei beispielsweise übereinander angeordneten Hälften einer Skala zugeordneten Lichtmarken nur eine
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gleichseitigen Dreiecks ausgebildet ist, deren Lichteintrittsfläche (4a) und die den Lichtstrahl teilende Prismenkante (4b) senkrecht zur optischen Achse stehen, und dass dem Teilungsprisma (4) seitlich der den Lichtstrahl teilenden Prismenkante (4b) zwei, die aus dem Teilungsprisma (4) austretenden Lichtstrahlen auf einen Messwerkhohlspiegel (6) umlenkende Planspiegel (5) angeordnet sind.
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