CH354947A - Ablesevorrichtung für Massstäbe - Google Patents

Description

  
 



  Ablesevorrichtung für Massstäbe
Die Erfindung betrifft eine Ablesevorrichtung für Massstäbe, bei der die Vorrichtung einen längs des Massstabes relativ zu diesem messbar verschiebbaren, wenigstens ein Intervall des Grobmassstabes unterteilenden Feinmassstab aufweist und zur Überlagerung wenigstens eines Teilstriches des Grobmassstabes mit einem Teilstrich des Feinmassstabes in einem Ablesefenster optische Mittel vorgesehen sind. Wird der Grobmassstab relativ zur Ablesevorrichtung verschoben, dann fällt stets ein Grobmassstab in den Bereich des Feinmassstabes. Durch mikrometrische Verschiebung des Feinmassstabes kann ein Teilstrich des Feinmassstabes mit dem Grossmassstabstrich zur Deckung gebracht werden.

   Die dem Grobmassstabstrich und dem damit zur Deckung gebrachten Feinmassstabstrich zugeordneten Zahlenwerte geben dann den Feinmesswert an und auf dem Mikrometer wird der Fein messwert abgelesen.



   Dieses Ableseprinzip ist nicht nur für Längenmassstäbe, sondern auch für Kreisteilungen vorgesehen. Da die Kreisteilung dann an die Stelle des Grobmassstabes tritt, vereinfacht sich deren Herstellung wesentlich, was sich insbesondere deshalb als vorteilhaft auswirkt, da gerade bei der Herstellung von Kreisteilungen besonders grosse Schwierigkeiten dann zu überwinden waren, wenn die Kreisteilungen wie bisher sehr fein geteilt sein mussten.



   Der Vorteil des Ableseprinzips für Kreisteilungen zeigt sich aber auch bei all den Geräten, welche derartige Kreisteilungen verwenden.



   Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 die Seitenansicht eines optischen Teilkopfes,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie   II-II    der Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie   IIIIII    der Fig. 2,
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 1,
Fig. 5 zeigt eine andere Skalenanordnung,
Fig. 6 die Seitenansicht dazu,
Fig. 7 ein Teilstück der Fig. 5 in Draufsicht,
Fig. 8 eine andere Grobteilung,
Fig. 9 einen Schnitt durch einen   optischen    Rundtisch,
Fig. 10 die Draufsicht auf Fig. 9,
Fig. 11 einen Schnitt durch einen optischen Teilkopf nach Fig. 1 mit schwenkbarer Abbildungsoptik,
Fig. 12 einen Schnitt nach der Linie XII-XII der Fig. 11,
Fig.   1 3a    bis   1 3d    das Gesichtsfeld der Ablesevorrichtung nach Fig.

   11 in verschiedenen Stellungen des Feinmassstabes sowie des Grobmassstabstriches,
Fig. 14 ein weiteres Ausführungsbeispiel nach Fig. 11,
Fig. 15 einen Schnitt nach der Linie XV-XV der Fig. 14,
Fig.   1 6a    bis   1 6d    das Gesichtsfeld der Ablesevorrichtung nach Fig. 14 in verschiedenen Stellungen,
Fig. 17a und 17b das Gesichtsfeld der Ablesevorrichtung nach Fig. 14 zur Erläuterung eines Einstellvorganges.



   Wie aus den Fig. 1 bis 4 zu ersehen ist, ist eine Arbeitsspindel 1 in bekannter Weise in einem kegeligen Gleitlager 2 und einem Kugellager 3 drehbar angeordnet. Die Drehung wird durch ein Handrad 4 bewirkt, welches über eine Schnecke 5 ein mit der Arbeitsspindel 1 verbundenes Schneckenrad 6 dreht.



  Für die   Feinverstellung    der Arbeitsspindel 1 ist ein Feintrieb 7 vorgesehen. Um Verdrehungen der Arbeitsspindel 1 von Hand durchführen zu können, ist  die Schnecke 5 aus dem Schneckenrad 6 ausklinkbar, dazu ist die Schnecke 5, wie in Fig. 3 zu erkennen ist, exzentrisch gelagert. Bei Betätigung eines Hebels 8   (Fig.    2) wird der Exzenter 9 gedreht, so dass sich die Schnecke 5 vom Schneckenrad 6 löst.



   Zur Feststellung der Arbeitsspindel 1 ist eine Ringbremse 10 vorgesehen, welche durch einen Hebel 11 betätigt wird. Der Teilkopf kann in bekannter Weise im Gehäuse 12 geschwenkt werden, so dass die Arbeitsspindel 1 aus der waagrechten Lage bis in eine senkrechte Stellung gedreht werden kann. Die Grösse der Drehung kann auf einer Skala 13 mit einem Nonius 14 abgelesen werden.



   Die Arbeitsspindel 1 weist einen Bund 20 auf, welcher eine Mantelteilung 21 trägt. Die von einem unter einem Fenster 22 erscheinenden Teilstrich der Teilung 21 ausgehenden Lichtstrahlen werden über ein Dachkantprisma 23, ein Objektiv 24, eine halbdurchlässige Spiegelfläche 25, ein Prisma 26 in ein Prisma 27 (Fig. 4) gelenkt, von wo sie über eine Zwischenlinse 28 in ein Bildfenster 29 geworfen werden.



   Zur Beleuchtung der Teilung 21 ist eine Lichtquelle 30 vorgesehen, welche ihre Lichtstrahlen über eine Kondensorlinse 31 den teildurchlässigen Spiegel 25, das Objektiv 24, das Dachkantprisma 23 auf die Teilung 21 wirft. Unmittelbar neben dem Bildfenster 29 ist eine in Richtung des Pfeiles 35 verschiebbare Glasplatte 32 angeordnet. Die Verschiebung erfolgt bei Drehung eines exzentrischen Ringes 33 über einen mit der Glasplatte 32 verbundenen Stift 34, welcher durch Druck einer Feder 50 am Ring 33 stets anliegt.



  Zur Betrachtung der Teilstriche im Bildfenster 29 dient eine Linse 36. Der drehbare exzentrische Ring
33 weist eine Teilung 37 auf (Fig. 1), auf welcher mittels eines Index 38 die Grösse der Verschiebung der Glasplatte 32 abgelesen werden kann. Die Glasplatte 32 weist eine Feinteilung 39 auf (Fig. 1), welche ein Grobmassstabintervall im Ablesefenster in zehn Teile unterteilt. Die Grobteilung 21 weist eine   100-Teilung    auf, so dass also die Feinteilung die Ermittlung des Drehwinkels der Arbeitsspindel 1 mit   1"    Genauigkeit gestattet. Fällt ein Teilstrich der Grobteilung in ein Intervall der Feinteilung 39, dann wird der exzentrisch gelagerte Ring 33 so lange gedreht, bis der   Doppdstrich    der Grobteilung einen Strich der Feinteilung 39 umschliesst.

   In Fig. 1 umschliesst der Teilstrich 250 der Grobteilung den Strich 0 der Feinteilung. Um dies zu erreichen, war es notwendig, die Kreisteilung 37 auf den Wert 25 zu drehen. Die Kreisteilung 37 weist 60 Einheiten auf, so dass der Ablesewert 250 Grad und 25 Minuten ist.



   Die Fig. 5 bis 7 zeigen ein geändertes Ausfüh   rungsbeispiel. Die I\ ! Mantelteilung der Fig. 1 bis 4 ist    durch eine Stirnteilung 40 ersetzt. Die Stirnteilung 40 ist mit dem blossen Auge nicht zu sehen. Zur Grob ablesung mit dem freien Auge ist neben der Stirnteilung 40 eine Mantelteilung 41 vorgesehen. Die Wir kungsweise des Teilkopfes ist dieselbe wie in den
Fig. 1 bis 4 beschrieben.



   In Fig. S ist die Grobteilung 21 eine Mantelteilung, die jedoch nicht auf einem Zylinder angebracht ist, sondern auf der Oberfläche einer Kugelzone. Dementsprechend sind die Teilstriche Teilstücke von Grosskreisen der Kugel. Die Teilung ist in zwei Teile 80 und 81 zerlegt, von denen das Teil 80 mit der Ar  beitsspindel    1 fest verbunden ist und das Teil 81 ein drehbarer Ring ist. Die Kreisförmigkeit der Teilstriche, ebenso wie die Krümmung der Teilung 21, kann bei dieser Ausbildung durch eine Zwischenlinse z. B. die Linse 28 in Fig. 4 geebnet werden. Die Verstellbarkeit der Ziffern bewirkt, dass nach einer bestimmten Drehung der Arbeitsspindel 1 sofort eine neue Drehung um einen bestimmten Winkel angeschlossen werden kann, ohne dass der Gesamtdrehwinkel erst ausgerechnet zu werden braucht.

   Es ist nämlich nur notwendig, die Ziffer Null der Grobteilung so weit zu drehen, bis sie im Ablesefenster erscheint.



   Die   Ring.    9 und 10 zeigen die Anwendung der Erfindung auf einen optischen Rundtisch. Der Tisch 90 ist in Kugellagern 91 und 92 drehbar. Die Drehung wird durch ein Handrad 93 bewirkt, welches über eine Schnecke 94 einen mit dem Tisch 90 verbundenen Zahnkranz 95 dreht. An der Unterseite des Tisches 90 ist eine Stirnteilung 96 angebracht. Zur Grobeinstellung des Tisches 90 dient eine Mantelteilung 97, für deren Ablesung ein Index 98 vorgesehen ist. Die Stirnteilung 96 wird durch Objektivlinsen 99, Prismen 100 und 101 in ein Ablesefenster 102 geworfen. Die Stirnteilung 96 ist in   l0-Intervalle    geteilt, so dass dementsprechende Intervalle vergrössert im Ablesefenster erscheinen. Auf einer verschiebbaren Glasplatte 103 ist eine   l0'-Teilung    aufgebracht.



  Die Glasplatte 103 ist in entsprechender Weise, wie die Platte 32 in Fig. 4, verschiebbar. Die Grösse der Verschiebung der Platte   103    kann mittels eines Indexes 104 auf einer Skala 105 abgelesen werden. Die Skala 105 ist in 120 Teile geteilt, so dass also jedes Intervall 5" entspricht. In Fig. 10 ist der Wert   241       3'35"eingestellt.   



   Wie an den Fig. 11 und 12 zu ersehen ist,   weist    die Arbeitsspindel 1 einen Bund 20 auf, welcher eine Mantelteilung 21 trägt. Auf dem Bund 20 ist ein Ring   21' gelagert,    welcher mit Ziffern für die Bezifferung der Teilung 21 versehen ist. Die von einem unter einem Fenster 22 erscheinenden Teilstrich der Teilung 21 ausgehenden Lichtstrahlen werden über ein Prisma 23, ein Objektiv 24, eine halbdurchlässige Spiegelfläche 25, ein Dachkantprisma 26 in ein Prisma 27 gelenkt, von wo sie in ein Bildfenster 29 geworfen werden.



   Zur Beleuchtung der Teilung 21 ist eine nicht gezeichnete Lichtquelle vorgesehen, welche ihre Lichtstrahlen über den teildurchlässigen Spiegel 25, das
Objektiv 24, das Prisma 23 auf die Teilung 21 wirft.



   Unmittelbar neben dem Bildfenster 29 ist eine in Richtung des Pfeiles 35 verschiebbare Glasplatte 32 mit einer Feinteilung 39 angeordnet. Die Verschiebung erfolgt durch Drehen eines exzentrischen Ringes  33 über einen mit der Glasplatte 32 verbundenen Stift 34, welcher durch Druck einer Feder 50 am Ring 33 stets anliegt. Zur Betrachtung der Teilstriche im Bildfenster 29 dient eine Linse 36. Der drehbare exzentrische Ring 33 weist eine Teilung 37 auf (Fig. 13, 16 und 17). Mittels eines Index 38 kann die Grösse der Verschiebung der Glasplatte 32 auf der Teilung 37 abgelesen werden.



   Die Feinteilung 39 auf der Glasplatte 32 unterteilt ein   Grobmassstabintervall    im Ablesefenster in zehn Teile. Die Grobteilung 21 weist eine   lO"-Tei-    lung auf, so dass also die Feinteilung die Ermittlung des Drehwinkels der Arbeitsspindel mit 10 Genauigkeit gestattet. Fällt ein Teilstrich der Grobteilung in ein Intervall der Feinteilung 39, dann wird der exzentrisch gelagerte Ring 33 so lange gedreht, bis der Doppelstrich der Grobteilung einen Strich der Feinteilung 39 umschliesst, vgl. beispielsweise Fig. 13a.



  In dieser Figur umschliesst der Teilstrich 1300 der Grobteilung den Strich 40 der Feinteilung. Um dies zu erreichen, war es notwendig, die Kreisteilung 37 auf den Wert 33 zu drehen. Die Kreisteilung 37 ist in 60 Einheiten geteilt, so dass der Ablesewert   134"    und   33' ist.   



   Damit man in dieser Stellung der Spindel 1 mit einer neuen Drehung der Spindel 1 beginnen kann und dabei als Ausgangspunkt im Ablesefenster der Wert   0O      0    erscheint, sind die abbildenden Elemente gemäss Fig. 11 und 12 in einem Gehäuse 51 angeordnet, welches über Kugellager 52 drehbar auf der Spindel 1 sitzt. Die Drehung des Gehäuses 51 wird durch einen Drehknopf 53 eingeleitet, welcher mit einer Schnecke 54 verbunden ist, die ihrerseits in ein mit dem Gehäuse 51 starr verbundenes Schneckensegment 55 greift.



   Um in der in Fig.   1 3a    dargestellten Stellung der Spindel 1 bei einer neuen Einstellung vom Wert Null ausgehen zu können, sind folgende Schritte notwendig.



   Es ist zunächst die Skala 37 durch den Rändelring 33 auf Null zu stellen (Fig. 13b). Dabei verschiebt sich die Feinteilung 32 in der dargestellten Weise, das heisst der Grobmassstabstrich 130 umschliesst jetzt nicht mehr einen Strich   derFeinteilung39.   



   Es ist dann durch Betätigen des Drehknopfes 53 die gesamte Ableseoptik zu schwenken derart, dass der Grobmassstabstrich 130 so weit auswandert, dass er den Nullstrich der Feinteilung 39 umschliesst, vgl.



  Fig. 13c. Schliesslich ist der Ring   21' so    weit zu drehen, dass an die Stelle der Zahl 130 in Fig. 13c die Ziffer 0 tritt, vgl. Fig. 13d. Nunmehr ist die Ablesevorrichtung auf Null gestellt, ohne dass dabei die Spindel 1 verdreht werden musste. Es kann in dieser Stellung also eine neue Messung bzw. eine neue Verstellung der Spindel 1 vorgenommen werden, ohne dass die vorhergehende Stellung der Spindel   (134    und 33') noch berücksichtigt zu werden braucht.



   In den Fig. 14 und 15 ist die Ableseoptik fest angeordnet. Um das Bild des   Grobmassstabstriches    auswandern zu lassen, ist hier das Dachkantprisma 26 in einer Schwalbenschwanzführung 60 verschiebbar.



  Die Verschiebung wird durch einen Drehknopf 61 bewirkt, welcher mit einer Kurvenscheibe 62 in Drehverbindung steht. Die Kurvenscheibe 62 drückt auf die Fassung 63 des Dachkantprismas 26. Um eine sichere Anlage des   Dachkantprismas    26 mit der Kurve 62 zu gewährleisten, steht das Prisma 26 unter der Wirkung einer Feder 64.



   Damit sich das Prisma 26 nur dann verschiebt, wenn der Drehknopf 61 bewusst gedreht wird, sind   Feststellmittel    in Form eines Rändelringes 65 vorgesehen. Bei Anziehen des Rändelringes 65 verklemmt der Drehknopf 61 mit der Kurvenscheibe 62 und das Prisma 26 behält seine Stellung bei.



   Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende:
In Fig.   1 6a    ist dieselbe Messstellung wie in Fig. 13a dargestellt. Um die Ablesevorrichtung auf Null zu stellen, wird wieder zunächst der Rändelring 33 so weit gedreht, dass mit dem Index 38 auf der Teilung 37 der Wert Null abgelesen wird (Fig. 16b).



  Alsdann wird das Prisma 26 durch Betätigen des Drehknopfes 61 verschoben, wobei sich das Bild des Teilstriches 130, wie in Fig. 16c dargestellt, versetzt.



     Mit dem    Prisma 26 lässt sich keine derart grosse Verschiebung des Bildes erreichen wie durch Drehen der gesamten Optik gemäss den Fig. 11 und 12. Aus diesem Grunde wird der Teilstrich 130 nur so weit verschoben, dass sein zugeordneter Doppelstrich den Skalenstrich 5 des Feinmassstabes umschliesst. Alsdann wird wieder durch Drehen des Ringes   21' an    die Stelle der Zahl 130 die Zahl   0    gesetzt, und es kann eine neue Drehung der Teilspindel vorgenommen werden, welche in diesem Fall allerdings nicht von dem Wert   0       0' ausgeht,    sondern von dem Wert   5     0'.



  Dies stellt zwar gegenüber den Fig. 11 und 12 einen kleinen Nachteil dar, doch bringt die Ausbildung mit Verschiebung des Dachkantprismas 26 den Vorteil der konstruktiven Einfachheit mit sich.



   In den Fig. 17a und 17b ist ein weiterer Anwendungsfall dargestellt. Es kommt immer wieder vor, dass ein Werkstück in den Teilkopf eingespannt werden soll, so dass es genau zu einer Bezugsfläche ausgerichtet ist. Anschliessend wird das Werkstück gedreht. Dabei möchte man vom Messwert Null ausgehen, um sich von komplizierten Rechnungen bei Einstellung des Drehwinkels frei zu machen. Dies war früher nicht möglich.



   Nach der Erfindung wird das Werkstück in die Spindel 1 eingespannt, und zwar mit etwa   1"    Genauigkeit. Mit   Hilfe    des Feintriebes 7 wird dann die restliche Ausrichtung vorgenommen. Dabei wird allerdings die   Spindel    gedreht und der Doppelstrich der Grobteilung wandert beispielsweise in die in Fig. 17a dargestellte Stellung. Mit der beschriebenen Vorrichtung kann nun durch Drehen des Drehknopfes 61 der Doppelstrich mit der Bezifferung   0    so weit verschoben werden, dass er den Null strich der Feinteilung umschliesst. Dadurch ist sowohl eine Nullstellung der Ablesevorrichtung als auch das Ausrichten  des Werkstückes zur Bezugsfläche in einfachster Weise erreicht.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Ablesevorrichtung für Massstäbe, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen längs des Massstabes relativ zu diesem messbar verschiebbaren, wenigstens ein Intervall des Grobmassstabes unterteilenden Feinmassstab aufweist und zur Überlagerung wenigstens eines Teilstriches des Grobmassstabes mit einem Teilstrich des Feinmassstabes in einem Ablesefenster optische Elemente vorgesehen sind, und dass der Grobmassstab eine Kreisteilung ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Ablesevorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Grobteilung Teilung eines optischen Teilkopfes ist.

   2. Ablesevorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grobteilung als Mantelteilung ausgebildet ist.

   3. Ablesevorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilstriche der Mantelteilung auf der Oberfläche einer Kugelzone aufgebracht sind.

   4. Abllesevorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 3, gekennzeichnet durch eine Zwischenlinse zum Ausgleich der Teilkreiskrümmung sowie der Krümmung der Teilstriche.

   5. Ablesevorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, gekennzeichnet durch eine Stirnteilung.

   6. Ablesevorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Feinmassstab in unmittelbarer Nähe des Ablesefensters angeordnet ist.

   7. Ablesevorrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Grobteilung eine aus Doppeistrichen bestehende 10 -Teilung ist 8. Ablesevorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser dler Grobteilung so gross ist, dass die Doppelstriche etwa Zentimeterabstand voneinander aufweisen.

   9. Ablesevorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mantelteilung für die Grobeinstellung des Teilkopfes mit dem blossen Auge und neben dieser eine Stirnteilung für die optische Ablesung vorgesehen ist.

   10. Ablesevorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Grobteilung Teilung eines optischen Rundtisches ist.

   11. Ablesevorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Grobteilung eine 1Teilung ist und die Teilstriche etwa im Abstand von einem Zentimeter angeordnet sind.

   12. Ablesevorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ziffern der Grobteilung gegenüber den Teilstrichen der Grobteilung verstellbar sind.

   13. Ablesevorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ziffern der Grobteilung gegenüber den Teilstrichen der Grobteilung verstellbar sind.

   14. Ablesevorrichtung für Massstäbe nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel für die seitliche Versetzung des Bildes des Grobmassstabstriches im Ablesefenster bei feststehender Grobteilung des Teilkopfes vorgesehen sind.

   15. Ablesevorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die den Grobmassstabstrich abbildenden optischen Elemente um die Spindel des optischen Teilkopfes schwenkbar sind.

   16. Ablesevorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Abbiidungsoptik in einem Gehäuse angeordnet ist, welches drehbar auf der Spindel des Teilkopfes gelagert ist.

   17. Ablesevorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Gehäuse und Spindel des Teilkopfes ein Kugellager vorgesehen ist.

   18. Ablesevorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 16, gekennzeichnet durch einen Feintrieb zum Verdrehen des Gehäuses.

   19. Ablesevorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Abbildungsstrahlengang ein seitlich verschiebbares Dachkantprisma vorgesehen ist.

   20. Ablesevorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 19, gekennzeichnet durch eine Schwalbenschwanzführung für das Dachkantprisma sowie eine Kurvenscheibe zum Verschieben des Dachkantprismas.

   21. Ablesevorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 20, gekennzeichnet durch eine Feder, welche das Prisma an die Kurvenscheibe drückt.

   22. Ablesevorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 15, gekennzeichnet durch Feststellmittel für das Gehäuse oder das Dachkantprisma.

   23. Ablesevorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 19, gekennzeichnet durch Feststellmittel für das Gehäuse oder das Dachkantprisma.

   24. Ablesevorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Grobskala aus zwei gegeneinander verdrehbaren Teilen besteht, von denen der eine Teil die Massstabstriche trägt und der andere Teil eine Bezifferung.