Planimeter mit optischer Ableseeinrichtung.
Bei den bekannten Planimetern erfolgt die Ablesung der Messrolle und der Zählscheibe in Draufsicht. Obsehon dabei für die Ablesung der Messrolle ein eventuell durch eine Lupe beobachtbarer Nonius verwendet werden kann, lässt die erreichbare Genauigkeit zu wünschen übrig. Unangenehm wirkt sich dabei auch noch der Umstand aus, dass die Ablesung des Messwerkes an diesem selbst erfolgen muss, wobei das Messwerk meistens in der Nähe des einen Endes des Fahrarmes angeordnet ist, während die Nachfahrvorrichtung, zum Beispiel ein Fahrstift oder eine optische Nachfahrvorrichtung, die immer besonders iiberwacht werden muss, sich gerade am andern Ende des Fahrarmes befindet.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht ein wesent lich genaueres und leichteres Arbeiten mit Planimetern.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Planimeter mit optischer Ableseeinrich- tung. Dasselbe zeichnet sich dadurch ausf, dass die Messrolle aus durchsichtigem Material besteht, wobei ihre Teilung auf ihrer einen Sei tenfläche aufgebracht ist, und dass zu der in Durchsicht erfolgenden Ablesung ein Mikro- skop vorgesehen ist.
Dabei kann das zur Ablesung dienende Mikroskop einen gebrochenen Strahlengang aufweisen, der es gestattet, sein Okular neben der Nachfahrvorrichtung anzuordnen. Die Teilung der zum Beispiel aus Glas bestehenden Messrolle kann äusserst fein auf diese aufgebracht, zum Beispiel gravier werden, und die starke Vergrösserung des der Ablesung dienenden Mikroskopes ermöglicht dabei eine äusserst genaue Ablesung, wobei eine Anordnung des Okulars des Mikroskopes neben einer optischen Nachfahrvorrichtung eine wesentlich leichtere und sicherere Handhabung des Instrumentes gewährleisten kann.
Mit Vorteil wird auch die Zählscheibe aus durch- sichtigem Material hergestellt und die optische Ableseeinrichtung so ausgestaltet, dass im Okular des der Ablesung dienenden Mikroskopes das Bild eines Teils der Teilung dieser Zählscheibe neben dem Bild eines Teils der Teilung der Messrolle erscheint.
Weiterhin kann das Planimeter mit zwei unabhängig voneinander wirkenden Messwerken, deren Messrollen und Zählscheiben aus durchsichtigem Material bestehen und mittels einem 3likroskop in Durchsicht abgelesen werden, versehen werden, wodurch sich eine weitere Erhöhung der Messgenauigkeit erreichen lässt.
In der Zeichnung sind beispielsweise zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegen- standes schematisch dargestellt. Es zeigen :
Fig. 1 eine Seitenansicht des Fahrarmes eines Planimeters mit optischer Ableseein- richtung,
Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Planimeter mit zwei Messwerken und optischer Ableseeinrichtung,
Fig. 3 eine Seitenansicht des Fahrarmes des Planimeters gemäss Fig. 2 und
Fig. 4 eine Darstellung des Gesichtsfeldes des Okulars der optischen Ableseeinrichtung des Planimeters nach Fig. 2 und 3 in grösserem MaBstabe.
In Fig. 1 ist mit 1 der Fahrarm eines Planimeters bezeichnet, welcher bei 2 eine Gelenkpfanne zum Einsetzen des in der Zeichnung nicht dargestellten Polarmes besitzt und an dessen einem Ende eine optische Nachfahrvorricht. ung 3 mit einer Stablupe gelagert ist. In der Nähe der Gelenkpfanne 2 ist am Fahrarm 1 das Messwerk angeordnet., welches aus einer auf einer Welle 4 sitzenden Messrolle 5 und einer auf einer Welle 6 sitzen- den Zählscheibe 7 besteht, wobei auf der Welle 4 der Messrolle 5 eine Schnecke 8 angeordnet ist, von welcher über ein auf der Welle 6 ; sitzendes Schneckenrad 9 die Zählscheibe 7 angetrieben wird.
Die MeBrolle 5 und die Zählscheibe 7 bestehen aus durchsichtigem Material, zum Beispiel Glas. Die Teilung der Messrolle 5 ist auf ihrer gegen die Welle 6 der Zählseheibe 7 zu liegenden Fläche aufgebracht, zum Beispiel eingraviert, und die Teilung der Za, hl- scheibe 7 ist auf ihrer obern Fläche aufgebracht. Die Ablesungen dieser Teilungen erfolgen in Durchsicht mittels eines Mikrosko- pes. Zu diesem Zwenke ist vor einer Stelle der Teilung der durchsichtigen Messrolle 5 ein Prisma 10 angeordnet, welches ein Bild eines Teils dieser Teilung in ein zweites Prisma 11 wirft.
Vor diesem Prisma 11 und gegen dasselbe seitlich versetzt ist ein drittes Prisma 12 angeordnet, welches ein Bild eines Teils der Teilung der Zählscheibe 7 erzeugt.
Vor dem Prisma 12 ist das Objektiv 13 eines Mikroskopes angeordnet, welches ein reelles Bild der auf der Spiegelfläche des Prismas 12 erscheinenden Bildes eines Teils der Teilung der Zählseheibe 7 und der auf der SpiegelflÏche des Prismas 11 erscheinenden Bildes eines Teils der Teilung der Messrolle 5 erzeugt. Das Strahlenb schel dieses Objektives l wird durch ein weiteres Prisma 14 gebrochen und dem neben der Nachfahrvorrich tung 3 des Planimeters angeordneten Okular 15 des Mikroskopes zugeführt.
Die Anordnung der optischen Teile dieses Mikroskopes und der Prismen, welche in einem in der Zeichnung nicht dargestellten Gehause, in welchem auch die erforderlichen, in der Zeich- nung ebenfalls nicht dargestellten Blenden angeordnet sind. untergebracht sind, ist dabei so getroffen, dass im Gesichtsfeld des mit Ablesemarken versehenen Okulares 15 ein vergrössertes Bild eines Teils der Teilung der Messrolle 5 und ein vergr¯¯ertes Bild eines Teils der Teilung der Zählseheibe 7 nebeneinander erscheinen.
Die Teilungen der Messrolle 5 und der Zählscheibe 7 können ausserordentlieh fein ausgeführt werden, so dass dank der starken Vergrösserung des Mikroskopes eine sehr genaue Ablesung ermöglieht wird. Ausserdem wird das Ablesen und die Handhabung des Instrumentes dadurch erheblich vereinfacht und erleichtert, dass das Okular 15 des Mikroskopes in unmittelbarer Nähe neben der Naphfahrvorrichtung 3 angeordnet ist.
Mit Vorteil wird ein aus einer Sammellinse 16 und einem Prisma 17 bestehender Beleuehtungsapparat neben der Messrolle5 am Fahrarm 1 angeordnet, welcher das von oben auffallende Licht sammelt und zwecks Beleuchtung der Teilung durch die durcli- sichtige MeBrolle 5 wirft. Durch Anordnung eines weiteren Prismas unter der durchsichti- gen Zählscheibe 7 kann ein Teil des durch diesen Beleuchtungsapparat gesammelten Lichtes zur Beleuchtung der Teilung der Zählscheibe 7 beniitzt werden.
Eine zweite Ausführungsform des Planimeters gemäss der Erfindung ist in Fig. 2 und 3 schematisch dargestellt. Der Fahrarm dieses Planimeters ist mit 19 bezeichnet. Mit diesem Fahrarm 19 ist durch ein Kugelgelenk 20 der Polarm 21 verbunden, an dessen freiem Ende der durch einen Gewichtszylinder 22 belastete Polstift 23 angeordnet ist. Das freie Ende des Fahrarmes 19 trägt eine optische Nachfahrvorriehtung 24. Am Fahrarm 19 sind zwei voneinander unabhängige Mess- werke angeordnet, deren Messrollen 25 und 25'auf Wellen 26 und 26'sitzen, welche die Schnecken 27 und 27'tragen, mit denen Schneckenräder 28 und 28'auf den Wellen 29 und 29'der Zählscheiben 30 und 30'im Eingriff stehen.
Die Messrollen 25 und 25' sowie die Zählscheiben 30 und 30'bestehen aus durchsichtigem Material, zum Beispiel aus Glas. Die Teilungen der MeBrollen 25 und 25'sind auf deren gegen die Wellen 29 und 29'der Zählscheiben 30 und 30'zu liegenden Flächen aufgebracht. Zur Ablesung dieser Messrollen 25 und 25'in Durchsicht sind zwei Prismen 31 und 31'vorgesehen, welche ein Bild eines Teils der Teilungen der Messrollen 25 und 25'in zwei weitere Prismen 32 und 312t werfen, von denen diese Bilder von beiden Seiten auf ein in der Mitte zwischen ihnen angeordnetes doppeltes Prisma 33 geworfen werden.
Über den Zählscheiben 30 und 30'ist je ein Prisma 34 und 34'an- geordnet, welche je ein Bild eines Teils der Teilung dieser Zählscheiben 30 und 30'auf ein in der Mitte zwischen ihnen unter dem doppelten Prisma 33 angeordnetes zweites doppeltes Prisma 35 werfen. Vor diesen doppelten Prismen 33 und 35 ist das Objektiv 36 eines Mikroskopes angeordnet, dessen Strah lengang durch ein Prisma 37 gebrochen ist, und dessen Okular 38 neben der Nachfahrvorrichtung 24 angeordnet ist.
Die Anordnung der optischen Teile des Mikroskopes s und der Prismen, welche in einem in der Zeichnung nicht dargestellten Gehäuse, das auch die erforderlichen Blenden, die in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellt sind, enthält, untergebracht sind, ist dabei so getroffen, dass im Gesichtsfeld des Okulares 38 in der obern Halte die zwei Bilder der Teile der Teilungen der Messrollen 25 und 25'und in der untern Halfte die Bilder der Teile der Teilungen der Zählscheiben 30 und 30'neben- einander erscheinen, wobei für jedes dieser Bilder eine Ablesemarke vorgesehen ist, wie dies in Fig. 4 in grösserem Massstabe dargestellt ist. Auch bei dieser Ausführungsform des Planimeters wird mit Vorteil ein Beleuchtungsapparat vorgesehen, der für jedes Messwerk je eine Sammellinse und Prismen aufweist.
Es ergeben sich bei dieser Ausführungsform des Planimeters gemäss der Erfindung somit immer zwei Ablesungen von voneinander unabhängigen Messwerken, aus welchen ohne weiteres das Mittel gebildet werden kann, und, da die beiden Messwerke unabhängig voneinander arbeiten, wird in einer Umfahrung einer zu messenden Fläche das geleistet, wozu bei einem Planimeter mit nur einnem Messwerk zwei Umfahrungen im entgegengesetzten Umfahrungssinne und mit versehiedenen Polstellungen notwendig wtlren.
Bei den dargestellten Ausführungsformen des Planimeters gemäss der Erfindung ist es erforderlich, dass der Abstand der Teilung der Messrolle vom optischen Mittelpunkt des Objektives des Mikroskopes im Strahlengange genau übereinstimmt mit demjenigen der Teilung der Zählscheibe vom optischen Mittelpunkt des Objektives. Ist dies bei gewissen Ausführungen des Messwerkes aus konstruk tiven Gründen nicht möglich, so muss vor jeder Teilung ein besonderes Objektiv vorgesehen werden und deren Strahlenbüschel sind durch geeignete Anordnung von Prismen so zu vereinigen, dass im Gesichtsfeld des Okulares des Mikroskopes die Bilder der Teilungen in der gewünschten Weise nebeneinander erscheinen.
Planimeter with optical reading device.
In the case of the known planimeters, the reading of the measuring roller and the counting disc is done from above. Although a vernier, possibly observable through a magnifying glass, can be used for reading the measuring roller, the achievable accuracy leaves something to be desired. The fact that the reading of the measuring mechanism itself has to take place on the measuring mechanism itself also has an unpleasant effect, whereby the measuring mechanism is usually arranged near one end of the travel arm, while the tracking device, for example a driving pin or an optical tracking device, always has to be specially monitored, is located at the other end of the travel arm.
The present invention enables a wesent Lich more accurate and easier work with planimeters.
The present invention relates to a planimeter with an optical reading device. The same is characterized in that the measuring roller is made of transparent material, its division being applied to one of its side surfaces, and that a microscope is provided for the reading taking place in transparency.
The microscope used for reading can have a broken beam path that allows its eyepiece to be arranged next to the tracking device. The division of the measuring roller, which is made of glass, for example, can be applied extremely finely to it, for example engraved, and the large magnification of the microscope used for reading enables extremely precise reading, whereby an arrangement of the eyepiece of the microscope next to an optical tracking device is essential can ensure easier and safer handling of the instrument.
The counting disc is also advantageously made of transparent material and the optical reading device is designed so that the image of part of the graduation of this counting disc appears next to the image of part of the graduation of the measuring roller in the eyepiece of the microscope used for reading.
Furthermore, the planimeter can be provided with two independently acting measuring mechanisms, whose measuring rollers and counting disks are made of transparent material and can be read through a microscope, which further increases the measuring accuracy.
In the drawing, for example, two embodiments of the subject matter of the invention are shown schematically. Show it :
1 shows a side view of the travel arm of a planimeter with an optical reading device,
2 shows a plan view of a planimeter with two measuring units and an optical reading device,
3 shows a side view of the travel arm of the planimeter according to FIGS
4 shows a representation of the field of view of the eyepiece of the optical reading device of the planimeter according to FIGS. 2 and 3 on a larger scale.
In Fig. 1, 1 designates the travel arm of a planimeter, which has a joint socket at 2 for inserting the polar arm, not shown in the drawing, and at one end of which an optical tracking device. ung 3 is stored with a rod magnifier. In the vicinity of the joint socket 2, the measuring mechanism is arranged on the traveling arm 1. It consists of a measuring roller 5 sitting on a shaft 4 and a counting disk 7 sitting on a shaft 6, a worm 8 being arranged on the shaft 4 of the measuring roller 5 is of which one on the shaft 6; seated worm wheel 9, the counting disk 7 is driven.
The measuring roller 5 and the counting disk 7 are made of transparent material, for example glass. The division of the measuring roller 5 is applied, for example, engraved, to its surface lying against the shaft 6 of the counting disk 7, and the division of the counting disk 7 is applied to its upper surface. The readings of these graduations are made by looking through a microscope. To this end, a prism 10 is arranged in front of a point of division of the transparent measuring roller 5, which prism throws an image of part of this division into a second prism 11.
In front of this prism 11 and laterally offset from the same, a third prism 12 is arranged, which generates an image of part of the graduation of the counting disk 7.
In front of the prism 12, the objective 13 of a microscope is arranged, which generates a real image of the image of part of the division of the counting disk 7 appearing on the mirror surface of the prism 12 and the image of part of the division of the measuring roller 5 appearing on the mirror surface of the prism 11 . The beam bundle of this lens l is refracted by another prism 14 and supplied to the eyepiece 15 of the microscope arranged next to the Nachfahrvorrich device 3 of the planimeter.
The arrangement of the optical parts of this microscope and the prisms, which are arranged in a housing not shown in the drawing, in which the necessary diaphragms are also arranged, which are also not shown in the drawing. are accommodated, is such that in the field of view of the eyepiece provided with reading marks 15 an enlarged image of part of the division of the measuring roller 5 and an enlarged image of part of the division of the counting disk 7 appear next to one another.
The divisions of the measuring roller 5 and the counting disk 7 can be made extremely fine, so that, thanks to the large magnification of the microscope, a very precise reading is made possible. In addition, reading and handling of the instrument is considerably simplified and made easier by the fact that the eyepiece 15 of the microscope is arranged in the immediate vicinity next to the naphtha travel device 3.
A lighting apparatus consisting of a converging lens 16 and a prism 17 is advantageously arranged next to the measuring roller 5 on the travel arm 1, which collects the light falling from above and casts it through the transparent measuring roller 5 to illuminate the graduation. By arranging a further prism under the transparent counting disk 7, part of the light collected by this lighting device can be used to illuminate the graduation of the counting disk 7.
A second embodiment of the planimeter according to the invention is shown schematically in FIGS. The travel arm of this planimeter is labeled 19. The pole arm 21 is connected to this travel arm 19 by a ball joint 20, at the free end of which the pole pin 23 loaded by a weight cylinder 22 is arranged. The free end of the travel arm 19 carries an optical Nachfahrvorriehtung 24. Arranged on the travel arm 19 are two independent measuring units whose measuring rollers 25 and 25 'sit on shafts 26 and 26' which carry the worms 27 and 27 'with which worm gears 28 and 28 'are in engagement on the shafts 29 and 29' of the counting disks 30 and 30 '.
The measuring rollers 25 and 25 'and the counting disks 30 and 30' are made of transparent material, for example glass. The divisions of the measuring rollers 25 and 25 'are applied to their surfaces lying against the shafts 29 and 29' of the counting disks 30 and 30 '. Two prisms 31 and 31 'are provided for reading through these measuring rollers 25 and 25', which cast an image of part of the divisions of the measuring rollers 25 and 25 'into two further prisms 32 and 312t, of which these images are viewed from both sides in the middle between them arranged double prism 33 are thrown.
Above each of the counting disks 30 and 30 ′, a prism 34 and 34 ′ is arranged, each of which has an image of a part of the division of these counting disks 30 and 30 ′ on a second double prism 35 arranged in the middle between them under the double prism 33 throw. In front of these double prisms 33 and 35, the lens 36 of a microscope is arranged, the strah lengang is broken by a prism 37, and the eyepiece 38 is arranged next to the tracking device 24.
The arrangement of the optical parts of the microscope s and the prisms, which are accommodated in a housing not shown in the drawing, which also contains the necessary diaphragms, which are also not shown in the drawing, is such that in the field of view of the eyepiece 38 in the upper half the two images of the parts of the graduations of the measuring rollers 25 and 25 'and in the lower half the images of the parts of the graduations of the counting disks 30 and 30' appear next to one another, a reading mark being provided for each of these images is, as shown in Fig. 4 on a larger scale. In this embodiment of the planimeter, too, a lighting apparatus is advantageously provided which has a converging lens and prisms for each measuring mechanism.
In this embodiment of the planimeter according to the invention, there are always two readings from mutually independent measuring units, from which the mean can easily be formed, and, since the two measuring units work independently of one another, this is done by bypassing an area to be measured , for which a planimeter with only one measuring mechanism requires two circumferences in the opposite circumferential sense and with different pole positions.
In the illustrated embodiments of the planimeter according to the invention, it is necessary that the distance of the division of the measuring roller from the optical center point of the objective of the microscope in the beam path exactly matches that of the division of the counting disk from the optical center point of the objective. If this is not possible with certain versions of the measuring mechanism for structural reasons, a special lens must be provided before each division and the bundles of rays must be combined by a suitable arrangement of prisms in such a way that the images of the divisions in the field of view of the microscope's eyepiece appear side by side in the desired