Winkelmessinstruinent. Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Winkelmessinstrument, bei dem am Teil kreis zwei an verschiedenen Stellen befind liche Kreisteilungen angeordnet sind, vor: denen eine Kreisstelle der einen Teilung durch ein Abbildungssystem bei einer am an dern Ende des Durchmessers liegenden Kreis stelle der andern Teilung abgebildet wird, so dass beide Teilungen in einem gemeinsamen Mikroskop abzulesen sind, und wegen ihrer ,getrennten Lage bezüglich Intervallgrösse und Bezifferung unabhängig voneinander ge staltet werden können.
Bei den Winkelmessinstrumenten ist es im Interesse einer bequemeren Handhabung ge bräuchlich geworden, zwei gegenüberliegende Kreisstellen in einem gemeinsamen Mikro skop abzulesen und im gleichen Gesichtsfeld eventuell auch noch zwei Kreisstellen des zweiten Kreises (Höhenkreis) sichtbar zu machen. Bei dieser Einrichtung ist es wich tig, die einzelnen Teilkreisbilder so übersicht lich wie nur möglich zu gestalten, da gegen über den früher verwendeten Instrumenten zwei- oder sogar viermal so viele Kreisstellen zur Abbildung gelangen.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine weitgehende Vereinfachung der Teil- lreisbilder, indem an zwei verschiedenen Stellen des Teilkreises zwei besondere Tei lungen angebracht werden, die unter sich nicht gleich zu sein brauchen, und zwar so wohl in bezug auf die Intervallgrösse, wie auch der Bezifferung. Von jeder dieser Tei lungen wird je eine der andern gegenüber liegende Kreisstelle zur Abbildung gebracht, so dass die Ablesung bezüglich Fehlerelimina- tion und Genauigkeit derjenigen gleichwertig wird, bei der von der nämlichen Teilung zwei gegenüberliegende Kreisstellen abgebildet werden.
Nach der vorliegenden Erfindung wird die eine der erwähnten Kreisstellen durch ein Abbildungssystem bei der andern Kreis stelle und in der Ebene derselben abgebildet, wobei das eine Kreisbild nach Bedarf in das andere hineingeschoben erscheinen kann.
Wird die Abbildung der einen Kreisstelle auf die andere in der Weise vorgesehen, dass bei gleichlaufenden Kreisbildern die Striche der einen Teilung nahe neben den Strichen der andern Teilung erscheinen, so kann im gemeinsamen Mikroskop diese Doppelteilung wie eine einfache Teilung abgelesen werden, zum Beispiel durch ein Mikrometer mit Strich- oder Bildverschiebung, wobei aber das Resultat gleich dem arithmetischen Mittel der beiden Kreisstellen entspricht. Bei dieser Art der Abbildung ist es besonders wichtig, dass die eine der beiden Teilungen keine Be zifferung aufweist, weil sonst sowohl auf rechte, wie auch verkehrte Zahlen an der selben Stelle erscheinen würden.
Bei der zweiten Art der Abbildung der einen Kreisstelle auf der andern erfolgt in der Richtung der Teilung keine Umkehrung, so dass die beiden Kreisbilder gegenläufig und nur teilweise ineinandergeschoben er scheinen, ähnlich der bekannten Koinzidenz ablesung, aber ohne Trennungslinie.
Wird in diesem Falle das Intervall der einen Kreisteilung gleich einem Mehrfachen des Intervalles der andern Teilung gemacht, so zeigt sich gegeniil)er der gebräuchlichen Koinzidenzablesung ein viel einfacheres Ab lesungsbild, ohne dass die Ablesungsfeinheit vermindert wird.
Die Genauigkeit der Ablesung kann auch in diesem Falle, wie es bei der gewöhnlichen Koinzidenzablesung üblich geworden ist, da durch wesentlich gesteigert werden, dass ein optisches Mikrometer vorgesehen -,vird, nur muss dieses Mikrometer innerhalb des Strah lenganges des Abbildungssy stemes angeord net werden.
Bei einem Teilkreis aus Glas kann vor teilhafterweise die zweite Teilung auf der Rückseite angebracht werden. In diesem Falle können beide Teilungen den nämlichen Teilungsdurchmesser erhalten, da die Dicke des Glaskreises eine Störung des einen Bildes durch das andere ausschliesst.
Sollen die zwei Teilungen in derselben Aufspannung des Kreises, das heisst auf der gleichen Fläche aufgebracht werden, so kann die eine Teilung einen etwas andern Tei- lungsdurchmesser erhalten, als die andere. In diesem Falle wird die Differenz in der Intervallgrösse durch passende Wahl des Abbildungsmassstabes im Abbildungssystem ausgeglichen.
Für die erstmalige Einstellung der rich tigen gegenseitigen Lage der beiden Teil bilder und besonders für deren dauernde Er haltung ist es am besten, wenn das Abbil dungssystem aus einem Minimum von opti schen Teilen besteht. Dieses Minimum ergibt sich bei zwei Prismen und einem Mikroskop objektiv, die in einer Geraden angeordnet sind.
Bei der Koinzidenzablesung muss bei die ser Anordnung das eine der beiden Prismen mit einem Dach versehen werden, das mit Berücksichtigung der ausserordentlichen Fein heit der Teilstriche normaler Weise mit sehr grosser Genauigkeit ausgeführt werden müsste. Wird aber das Ablesungssystem etwas exzentrisch angeordnet und dafür ge sorgt, dass jede Dachfläche für sich das volle Abbildungsbüschel aufnehmen kann, so kön nen zwei um 180 auseinander liegende Striche aufeinander abgebildet werden, ohne dass das Dach das Büschel halbieren muss.
Vom Erfindungsgegenstand ist ein Aus führungsbeispiel dargestellt: Fig. 1 stellt einen Vertikalschnitt durch den Horizontalkreis eines ZVinkelmessinstru- mentes dar; Fig. 2 zeigt das Ablesungsbild bei der Ablesung mittels Strichmikrometer;
Fig. 3 ist ein Ablesungsbild für Koinzi- denzablesung mit verschiedenen Teilungs intervallen, und Fig. 4 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Variante des Abbildungssystemes mit exzentrischer Anordnung; Fig. 5 ist ein Aufriss des Dachprismas der Ausführungsform gemäss Fi<I>tz</I>-. 4 mit ein gezeichnetem Hauptstrahl.
In Fig. 1 ist a, a ein als Teilkreis die nender Glasring mit den beiden auf verschie denen Seiten desselben liegenden, sich über den ganzen Umfang erstreckenden Kreistei lungen il und i=. b1 und b- sind die beiden Prismen und 01 das Mikroskopobjektiv eines Abbildungssystemes. t' und t2 sollen auch gleichzeitig die betrachteten Kreisstellen be deuten.
Das Prisma c' führt die Beleuchtung für beide Kreisstellen t', t2 herbei. Prisma c2 und Mikroskopobjektiv o2 stellen das ge meinsame Ablesemikroskop dar; das von die sem entworfene, reelle Bild B ist der Okular betrachtung zugänglich.
Auf der mit dem Dreifuss verbundenen Achsenbüchse d ist einerseits die Kreis achse e montiert und anderseits die Ver tikalachse f drehbar gelagert. In fester Verbindung mit der Vertikalachse f ist die Lagerstütze g angeordnet, die in einer Aus sparung das - Abbildungssystem b', b2, 01 enthält und die auch Träger für das Mikro skop c=, o\, sowie für das Beleuchtungsprisma c' ist.
Das Abbildungssystem erzeugt von der Kreisstelle t' bei Kreisstelle t' ein gleich grosses, reelles Bild, so dass beide Kreisstel len durch das gemeinsame i4likroskop c\, o' abgelesen werden können.
Die zweite Kreisteilung t' kann auch auf der gleichen Fläche wie t' aufgetragen wer den, wenn der Teilungsradius einige Zehntel millimeter verschieden vom Teilungsradius für t' gewählt wird.
Im Ablesungsbild Fig. 2 entsprechen die Striche t', t' der Kreisstelle t' und die Striche t=, t= der Kreisstelle t2. Der im reellen Bild<I>B</I> (Fit-. 1) angeordnete Mikrometerstrich in dient zur Feinablesung, indem er auf geeig nete Weise in die Mitte eines Strichpaares eingestellt wird.
Im Ablesungsbild Fig. 3 entsprechen die Striche<I>t', t'</I> der Kreisstelle t' mit einem Intervall von 20 Minuten und die Striche t=, <I>t=</I><B>...</B> der Kreisstelle<I>t=</I> mit einem Intervall von vier Minuten. Die beiden Teilungen sind gegenläufig. Der im gemeinsamen Mikroskop bei B (Fig. 1) angeordnete feste Indexstrich i zeigt die ganzen Grade und die Zehner minuten, im vorliegenden Falle 5'40'. Ein beliebiger Strich der untern Teilung t' kann benützt werden, um die ganzen Minuten ab zulesen und deren Zehntel zu schätzen.
Hier- bei ist ein 4'-Intervall der obern Teilung als zwei Minuten zu zählen, so dass die ganze Ablesung lautet: 5 40' + 2,8 Minuten, also 5 42,8'. Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass durch das Wegfallen der vier Minutenstriche in der untern Teilung die Übersichtlichkeit stark zugenommen hat, ohne dass die Ab lesungsfeinheit vermindert worden ist. Wer den die 2,8 Minuten durch ein im besonderen Abbildungssystem angeordnetes optisches Mikrometer in der Weise gemessen, dass die untern Striche mit den obern zur Koinzidenz gebracht werden, so kann eine wesentlich grössere Ablesegenauigkeit erreicht werden.
Im Gegensatz zu der bisherigen Koinzidenz ablesung sind im Ablesungsbild Fig. 3 die beiden Teilungen nicht durch eine Tren nungslinie abgeschnitten, so dass direkt die Strichanfänge mit den bekannten Anlauf spitzen gebraucht werden können.
In der Draufsicht nach Fig. 4 ist das Abbildungssystem mit den Prismen b', b= und dem Objektiv o' dargestellt. Die auf einer durch das Kreiszentrum K gehenden Linie liegenden Kreisstellen p' der Teilung <I>t'</I> und<I>p=</I> der Teilung<I>t=</I> werden durch das Prisma b', das Objektiv o' und das Prisma b= aufeinander abgebildet. Das Prisma b' ist verbreitert und mit einem Dach versehen. Die beiden Bildachsen sind in diesem Prisma symmetrisch zur Dachkante h versetzt. Jede Dachseite kann die ganze Breite des Abbil dungsbüschels aufnehmen.
Das ganze Ab bildungssystem wird gegen die Kreismitte K um die halbe Achsenversetzung verschoben. so dass die symmetrische Übertragung ge wahrt bleibt.
Angle measuring instrument. The subject of the present invention is an angle measuring instrument in which two circular divisions are arranged at different points on the partial circle, in front of which: a circular point of one division is mapped by an imaging system at a circular point of the other division at the other end of the diameter, so that both graduations can be read in a common microscope, and because of their separate position with regard to interval size and numbering, they can be designed independently of one another.
In the case of angle measuring instruments, in the interest of more convenient handling, it has become common practice to read two opposite circular points in a common microscope and possibly also to make two circular points of the second circle (height circle) visible in the same field of view. With this set-up, it is important to make the individual partial circle images as clear as possible, since two or even four times as many circle locations are displayed compared to the instruments previously used.
The present invention enables the partial circular images to be largely simplified by applying two special divisions at two different points on the partial circle, which do not need to be the same, both in terms of the size of the interval and the numbering. From each of these divisions, one of the opposite circle points is displayed so that the reading with regard to error elimination and accuracy is equivalent to that in which two opposite circle points are reproduced from the same division.
According to the present invention, one of the mentioned circle locations is imaged by an imaging system at the other circle location and in the plane of the same, wherein one circle image can appear pushed into the other as required.
If the mapping of one point of the circle to the other is provided in such a way that the lines of one division appear close to the lines of the other division in the case of concurrent circular images, this double division can be read off in the common microscope as a single division, for example by a Micrometer with line or image shift, but the result is equal to the arithmetic mean of the two circles. With this type of illustration, it is particularly important that one of the two divisions does not have any numbering, as otherwise both right and wrong numbers would appear in the same place.
With the second type of mapping from one point of the circle to the other, there is no reversal in the direction of division, so that the two circular images appear to run in opposite directions and only partially pushed into one another, similar to the known coincidence reading, but without a dividing line.
If, in this case, the interval of one division of the circle is made equal to a multiple of the interval of the other division, a much simpler reading is shown, contrary to the usual coincidence reading, without the fineness of reading being reduced.
The accuracy of the reading can also be increased in this case, as has become customary with the usual coincidence reading, since the fact that an optical micrometer is provided - only this micrometer has to be arranged within the beam path of the imaging system.
In the case of a pitch circle made of glass, the second division can be attached on the back before geous enough. In this case, both divisions can have the same division diameter, since the thickness of the glass circle rules out the interference of one image by the other.
If the two divisions are to be applied in the same span of the circle, that is to say on the same surface, one division can have a somewhat different division diameter than the other. In this case, the difference in the size of the interval is compensated for by a suitable choice of the imaging scale in the imaging system.
For the initial setting of the correct mutual position of the two partial images and especially for their permanent preservation, it is best if the imaging system consists of a minimum of optical parts. This minimum results from two prisms and a microscope objective, which are arranged in a straight line.
When reading the coincidence, one of the two prisms must be provided with a roof with this arrangement, which, taking into account the extraordinary fineness of the graduation lines, would normally have to be carried out with very high accuracy. If, however, the reading system is arranged somewhat eccentrically and it is ensured that each roof surface can accommodate the full image cluster, two lines 180 apart can be mapped onto one another without the roof having to halve the cluster.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown: FIG. 1 shows a vertical section through the horizontal circle of a Z-angle measuring instrument; 2 shows the reading image when reading by means of a line micrometer;
3 is a reading image for coincidence readings with different pitch intervals, and FIG. 4 shows a schematic plan view of a variant of the imaging system with an eccentric arrangement; FIG. 5 is an elevation of the roof prism of the embodiment according to FIG. 4 with a drawn main ray.
In Fig. 1, a, a is a partial circle the nender glass ring with the two lying on different sides of the same, extending over the entire circumference Kreistei lungs il and i =. b1 and b- are the two prisms and 01 the microscope objective of an imaging system. t 'and t2 should also mean the points in the circle under consideration.
The prism c 'brings about the lighting for both circle points t', t2. Prism c2 and microscope objective O2 represent the common reading microscope; The real image B designed by Sem is accessible to the eyepiece.
On the axis sleeve d connected to the tripod, the circular axis e is mounted on the one hand and the vertical axis f is rotatably mounted on the other hand. In a fixed connection with the vertical axis f, the bearing support g is arranged, which in a recess contains the - imaging system b ', b2, 01 and which is also the carrier for the microscope c =, o \, and for the lighting prism c'.
The imaging system generates an equally large, real image of the circle point t 'at the circle point t', so that both circles can be read through the common microscope c \, o '.
The second circular division t 'can also be applied to the same area as t' if the division radius is chosen to be a few tenths of a millimeter different from the division radius for t '.
In the reading image of FIG. 2, the lines t ', t' correspond to the circle point t 'and the lines t =, t = the circle point t2. The micrometer line in arranged in the real image <I> B </I> (Fit-. 1) is used for fine reading by setting it in a suitable manner in the middle of a pair of lines.
In the reading in Fig. 3, the lines <I> t ', t' </I> correspond to the circle point t 'with an interval of 20 minutes and the lines t =, <I>t=</I> <B> .. . </B> the circle point <I> t = </I> with an interval of four minutes. The two divisions are opposite. The fixed index line i arranged in the common microscope at B (Fig. 1) shows the whole degrees and the tens of minutes, in the present case 5'40 '. Any line in the lower division t 'can be used to read off the entire minutes and estimate their tenths.
A 4 'interval of the upper division is to be counted as two minutes, so that the entire reading is: 5 40' + 2.8 minutes, i.e. 5 42.8 '. It can be seen without further ado that the omission of the four minute lines in the lower division has greatly increased the clarity without the fineness of reading being reduced. If the 2.8 minutes are measured by an optical micrometer arranged in a special imaging system in such a way that the lower lines are brought to coincidence with the upper lines, a significantly greater reading accuracy can be achieved.
In contrast to the previous coincidence reading, the two divisions are not cut off by a dividing line in the reading image in FIG. 3, so that the beginnings of the lines with the known starting tips can be used directly.
In the plan view according to FIG. 4, the imaging system with the prisms b ', b = and the objective o' is shown. The circle points p 'of the division <I> t' </I> and <I> p = </I> of the division <I> t = </I> lying on a line passing through the circle center K are determined by the prism b ', the objective o' and the prism b = mapped onto one another. The prism b 'is widened and provided with a roof. The two image axes in this prism are offset symmetrically to the roof edge h. Each side of the roof can accommodate the entire width of the bundle of images.
The entire education system is shifted towards the center of the circle K by half the axis offset. so that the symmetrical transmission is maintained.