DD93039A1 - Ablesegerät mit in Millimeter-Intervalle geteiltem Strichmaßstab - Google Patents

Description

Deutsche

Demokratische

Republik

PATENTSCHRIFT Wirtschaftspatent Erteilt gemäß $ 5 Absatz 1 des KnderungsgeseUes ium Patentgesetx

Zusatzpatent zum Patent:

Anmeldetag: 28.09.71

Priorität:

(WP G 01 b/157 994)

Amt

für Erfindungs und Patentwesen Ausgabetag: 05.10.72

In der vom Anmelder eingereichten Fassung veröffentlicht

Int. Cl,: GOI b, H/02

Kl.: 42 b, 24

Erfinder zugleich Inhaber:

Poppe, Di.pl.-Ing. Rudolf; Lieberwirth, Claus

Positioniereinrichtung mit Strichmaßstab und Ablesegerät

e Erfindung betrifft eine Positioniereinrichtung mit -trichmaßstab und Ablesegerät, bei der der Maßstab eine bezifferte Millimeterteilung und das Ablesegerät ein Projektionssystem, eine verschiebbare und mit. einer Feinanzeigevorrichtung gekoppelte Einstellmarke und .ein Lupensystem aufweist.

Bei einer bekannten- Positioniereinrichtung, die mit einem Maßstab arbeitet, der eine Millimeterteilung aufweist und bei der jeder zehnte Teilstrich verlängert und mit einer Zehnmillimeterzahl beziffert ist, werden zur Ablesung des Maßstabes im Ablesegerät zwei getrennte Projektionssysteme angewendet. Dabei projiziert das eine einen kleinen Ausschnitt der Millimeterteilung des Maßstabes stark vergrößert in ein Symmetriemarkenfenster und das andere einen größeren Ausschnitt mit den verlängerten Zehnmillimeterstrichen und den Zehnmillimeterzahlen gering vergrößert neben eine Strichskale ab, die zehn Intervalle aufweist, und deren erster Strich mit 0 und deren letzter Strich mit 10 beziffert ist. Diese Einrichtung weist zwar einen großen beobachtbaren Maßstabausschnitt auf, besitzt aber wegen der zwei Projektionssysteme ein aufwendiges und großes Ablesegerät mit unübersichtlicher nicht digitalisierter Millimeterablesung.

Eine weitere Positioniereinrichtung, die ebenfalls mit einem Maßstab arbeitet, welcher eine Millimeterteilung und mit Zehnmillimeterzahlen bezifferte und verlängerte Zehnmillimeterstriche aufweist, besitzt im Grobablesefeld einen aus spitzen Dreiecken gebildeten und von 0 bis 9 bezifferten Millimeterrechen, neben dem die Zentimeterstriche mit den Zehnmillimeterzahlen abgebildet werden. Diese Einrichtung besitzt zwar ein kleineres Ablesegerät mit einem etwas verbesserten Ablesefeld und einem großen beobachtbaren Maßstabausschnitt, da an Stelle des zweiten Projektionssystems zur Genaueinstellung eine nur einen kleinen Ausschnitt des Bildes der Millimeterteilung vergrößernde Zylinderlinse und an Stelle der nur mit 0 und 10 bezifferten Strichskale des Ablesefeldes ein von 0 bis 9 bezifferter Millimeterrechen eingesetzt ist, Es ist jedoch noch keine voll digitale Ablesung der Millimeterwerte.

In Anlehnung an die letztgenannte Positioniereinrichtung und eine wetere bekannte Einrichtung, die mit Zahntelzollmaßstäben arbeitet, bei denen jeder Zehntelzollstrich beziffert ist und bei der die bis zum Zehntelzoll ausgeschriebene Maßstabzahl im Ablesegerät unmittelbar neben die Ziffern eines Ziffernrechens projiziert wird, der die Ziffern 0 bis 9 aufweist, ist auch folgende Einrichtung für metrische Maßstäbe denkbar. In der beschriebenen Kombination wird an der Ziffernstelle des Rechens, an die die Maßstabzahl projiziert wird, ein digitaler Hundertstelzollwert geschaffen. Würde bei einer metrischen Variante, die beispielsweise eine Millimeterstrichteilung mit Zentimeterbezifferung aufweist, die Zentimeterzahl neben die Ziffern 0 bis 9 eines Ziffernrechens projiziert, so würde damit ein digitaler Millimeter-Ablesewert geschaffen. Der Nachteil dieser Einrichtung wäre jedoch, daß beim Ablesen der sich beim Verschiebevorgang entlang des feststehenden Millimeterrechens bewegenden Zentimeterzahlen ständig das Umdenken

von Zentimetern in Millimeter erforderlich wäre und die erzeugte Millimeterzahl nicht allein, sondern an der Ziffernreihe des Millimeterrechens erscheint, was die Übersichtlichkeit des Bildes stört.

Eine Anzahl weiterer bekannter Positioniereinrichtungen arbeitet mit in Millimetern geteilten Strichmaßstäben, bei denen jeder Teilstrich mit dem Millimeterwert beziffert ist. Die Ablesegeräte dieser Einrichtungen projizieren -stark, beispielsweise 8-fach vergrößert, einen kleinen, beispielsweise .1 bis 3 mm langen Ausschnitt des Maßstabes in ein eine verschiebbare /Symmetriemarke aufweisendes Ablesefenster. Diese Einrichtungen besitzen zwar den Vorteil, daß sie eine übersichtliche Ablesung des Millimeterwertes in Form einer echten Digitalablesung ermöglichen. Der Vorteil beschränkt sich jedoch nur auf die Ruhelage von Maßstab und Ablesegerät. Ein wesentlicher Nachteil macht sich bemerkbar, wenn die Maßstabablesung bei Relativgeschwindigkeiten zwischen Maßstab und Gerät vorgenommen werden soll, die etwa bei 500mm/min. liegen. Bei oder über dieser Geschwindigkeit können die sich durch das Ablesefenster bewegenden Millimeterzahlen vom Beobachter nicht mehr erfaßt bzw. aufgelöst werden. Be inoch höheren Geschwindigkeiten erscheinen die Ziffern nur noch als grau getöntes Schattenband. Weiter bekannt gewordene Positioniereinrichtungen arbeiten mit unbezifferten Millimeter-Maßstäben und zur Millimeteranzeige mit mechanischen Zählwerken· die durch Ritzel und Zahnstangen angetrieben werden

Diese Einrichtungen ergeben gut ablesbare digitale Millimeteranzeigen, die auch bei größeren Positioniergeschwindigkeiten zumindest bis zum Zentimeterwert noch gut abgelesen werden können. Nachteilig tritt bei diesen Einrichtungen in Erscheinung, daß sie sehr aufwendig und dementsprechend teuer sind. Auch wirkt sich der zusätzliche Platzbedarf für die Zahnstangen und die dazugehörigen AKleckeinrichtungen, welche die Antriebselemente vor Verschmutzung schützen sollen, nachteilig aus.

Zweck der Erfindung ist es, die den beschriebenen Positioniereinrichtungen anhaftenden Mängel zu beseitigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit einem Strichmaßstab und einem Ablesegerät arbeitende Positioniereinrichtung anzugeben, bei der die Positionswerte digital angezeigt werden, sich auch bei höheren Reiativgeschwindigkeiten zwischen Maßstab und Ablesegerät bequem ablesen lassen und beider kein nennenswerter zusätzlicher Aufwand erforderlich ist

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe für eine Positioniereinrichtung, bei der der Maßstab eine bezifferte Millimeterteilung und das Ablesegerät ein Projektionssystem, eine verschiebbare mit einer Feinanzeigevorrichtung gekoppelte Einstellmarke und ein Lupensystem aufweist, dadurch gelöst, daß die Strichteilung eine^ Maßstabes zusätzlich zu einer Millimeterbezifferung eine Zehnmillimeterbezifferung aufweist und daß das von einem Objektiv des Ablesegerätes entworfene Maßstabbild mittels zweier unterschiedlich großer Blenden so in zwei Sehfelder aufgespalten ist, daß die größere Blende die Zehnmillimeterzahlen und die kleinere Blende, in der eine verschiebbare Symmetriemarke angebracht ist, die Millimeterstriche und Millimeterzahlen aufweist und über der letzteren Blende eine Ausschnittlupe und über beiden Blenden eine gemeinsame Sehfeldlupe angeordnet ist.

Die erfindungsgemäße Positioniereinrichtung gestattet, daß bei Eilgangbewegung die Zehnmillimeterzahlen des Maßstabes noch in der größeren Blende abgelesen werden können, wenn in der kleineren Blende bereits die Ablesung der Millimeterzahlen nicht mehr möglich ist. In der langsam bewegten Endphase des Positionsvorganges und an der Zielposition selbst wird der MiNimeterwert dann als echter Digitalausdruck in der kleineren Blende abgelesen.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist das Ablesegerät so ausgebildet, daß es eine feststehende Feinskale besitzt, deren teilweise bezifferten Teilstriche auf einem zur Schwenkachse eines Meßhebels konzen^v trischen Kreisbogen rechtwinklig zur Verschieberichtung der Symmetriemarke angeordnet sind und der mit einem drehbaren Spiraltrieb gekoppelte Meßhebel mit einer in seinem kurzen Hebelarm angebrachten Kugel eine die Symmetriemarke tragende und unter Federkraft stehende verschiebbare Mattscheibe berührt und ein kurzbrennweitiges Objektiv so im langen Hebelarm parallel zur Schwenkachse des Meßhebels angeordnet ist, daß die Feinskale in der Brennebene des kurzbrennweitigen Objektivs liegt und diesem Objektiv im Ablesegerät feststehend ein langbrennweitiges Objektiv nachgeschaltet ist, desen bildseitiger Brennpunkt über zwei Spiegel auf die neben der kleineren Blende angeordnete und einen Index tragende Mattscheibe gelegt ist. Diese erfindungsgemäße Auslegung vermeidet mechanische Interpolatoren, wie Meßschrauben oder ähnliches, an die hohe Genauigkeitsansprüche gestellt werden müssen, die teuer sind und die einem Verschleiß unterliegen

In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist das Ablesegerät so ausgeführt, daß in dem schwenkbaren Meßhebel fluchtend mit seiner Schwenkachse ein Kondensor angebracht ist, und daß ein feststehendes Ablenkprisma so in der Schwenkachse angeordnet ist, daß es die optische Achse des Kondensors und des kurzbrennweitigen Objektivs, die über zwei Spiegel verbunden sind, auf das Wendel einer Lampe richtet. Diese Anordnung trägt dafür Sorge, daß das vergrößerte Bild der Feinskale gut und in jeder Schwenkstellung des Meßhebels gleichmäßig ausgeleuchtet erscheint.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist einer der innerhalb des Ablesegerätes im Strahlengang der Maßstobabbildung vorgesehener Spiegeig kippbar angeordnet und durch einen Schraubtrieb bewegbar, um ein Nullen, d. h. Abgleichen eines beliebigen Einstellwertes auf einen ganzen Millimeterwert ausführen zu können.

In der Zeichnung ist vereinfacht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 : die Ansicht der erfindungsgemäßen Positioniereinrichtung;

Fig. 2: das Prinzip der Feinanzeigevorrichtung;

Fig. 3: einen Längsschnitt des Ablesegerätes mit dem Projektionssystem sowie den dazugehörigen Schnitt A-A;

Fig. 4: einen Längsschnitt des Ablesegerätes mit der Feinanzeigevorrichtung sowie den dazugehöri-

gen Schnitt B-B.

In Fig. 1 stellt 2 einen Maßstab und 6 ein Ablesegerät dar. Der Maßstab 1 weist neben einer Strichteilung 1, die Millimeterintervalle besitzt, eine Millimeterbezifferung 3 und eine Zehnmillimeterbezifferung 4 auf. Das Sehfeld des Ablesegerätes 6 enthält die Blenden 7 und 8. In der Blende 7 erscheint ein Maßstabausschnitt von etwa 12 mm Länge, der die Zehnmillimeterbezifferung aufweist. In der Blende 8 erscheint ein Maßstabausschnitt von etwa 3 mm Länge mit der Millimeterbezifferung 3 und einer Symmetriemarke 9 und dem Bild der Strichteilung 1. Im Sehfeld sind ferner eine Mattscheibe 24 mit einem Index 23 und dem Bildausschnitt einer Feinskale 12 sichtbar.

In Fig. 2 ist die Kopplung zwischen der Feinskale 12 und der auf einer Mattscheibe 18 angebrachten Symmetriemarke 9 prinzipiell dargestellt. Die Koppelung wird übe reinen Meßhebel 14 realisiert, der im kurzen Hebelarm ein Kugel 17 und im langen Hebelarm ein kurzbrennweitiges Objektiv 19 aufweist. Das Objektiv 19 tastet bei Drehung des Meßhebels 14 um seine Schwenkachse 13 die feststehende Feinskale 12 ab. Letztere besitzt eine teilweise bezifferte Strichteilung, deren Striche rechtwinklig zur Verschieberichtung der Symmetriemarke 9 auf einem zur Schwenkachse 13 konzentrischen Kreisbogen 15 angebracht sind

In Figur 3 zeigt 5 ein Objektiv und 30 und 31 Spiegel des Projektionssystems, welches das Maßstabbild in der Mattscheibenebene des Ablesgerätes 6 erzeugt. Der Spiegel 30 ist kippbar gelagert und zur Nullung des Gerätes über einen Schraubtrieb 32 verstellbar, über / der Blende 8 sowie über der Mattscheibe 24 ist eine Ausschnittlupe 10 und über den gesamten Einblick eine Sehfeldlupe 11 angeordnet. so

In Fig. 4 zeigt 14 den Meßhebel mit dem kurzbrennweitigen Objektiv 19 und den beiden Spiegeln 27 und 28, die der Lichtzuführung dienen. Der Spiegel 27 sowie das fest im Ablesegerät 6 angebrachte Ablenkprisma 26 und der Kondensor 25 liegen auf der Schwenkachse 13 des Meßhebels 14. Das kurzbrennweitige Objektiv 19 bildet über ein langbrennweitiges Objektiv 20, welches mit den Spiegeln 21 und 22 fest im Gerät angeordnet ist, die Feinskale 12 auf die Mattscheibe 23 vergrößert ab. Die Feinskale 12 liegt in der Brennebene des Objektivs 19 und die Mattscheibe 24 in der des Objektivs 20. Der Meßhebel 14 ist über einen Mitnehmerstift 33 mit dem eine Spiralscheibe 34 aufweisenden Spiraltrieb 16 gekoppelt. Bei Drehung des Spiraltriebes 16 wird der Meßhebel 14 geschwenkt, der dadurch seinerseits über die Kugel 17 die Mattscheibe 18 mit der Symmetriemarke 19 mikrometrisch verschiebt

Die beschriebene Einrichtung ist nicht nur auf Aufgaben der unmittelbaren Längenpositionierung beschränkt, sondern sie ist ebenfalls für die Winkelpositionierung anwendbar, da diese auf die Längenmessung zurückgeführt werden kann.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   1. Positioniereinrichtung mit Strichmaßstab und Ablesegerät, bei der der Maßstab eine bezifferte Millimeterteilung und das Ablesegerät ein Projektionssystem, eine· verschiebbare und mit einer Feinanzeigevorrichtung gekoppelte Einstellmarke und ein Lupensystem aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Strichteilung (1) eines Maßstabes (2) zusätzlich zu einer Millimeterbezifferung (3) eine Zehnmillimeterbezifferung (4) aufweist und daß das von einem Objektiv (5) des Ablesegerätes (6) in der Mattscheibenebene des Ablesegerätes (6) entworfene Maßstabbild mittels zweier unterschiedlich großer Blenden (7; 8) so in zwei Sehfelder aufgespalten ist, daß die größere Blende (7) die Zehnmillimeterzahlen und die kleinere Blende (8), in der eine verschiebbare Symmetriemarke (9) angeordnet ist, die MilMmeterstriche und Millimeterzahlen aufweist und daß über der Blende (8) eine Ausschnittlupe (10) und über beiden Blenden eine gemeinsame Sehfeldlupe (11) angeordnet ist.
2. 2. Ablesegerät, das ein Projektionssystem, eine verschiebbare und mit einer Feinanzeigevorrichtung gekoppelte Einstellmarke und ein Lupenssytem aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß es eine feststehende Feinskale (12) besitzt, deren teilweise bezifferten Teilstriche auf einem zur Schwenkachse (13) eines Meßhebels (14) konzentrischen Kreisbogen (15) rechtwinklig zur Verschieberichtung der Symmetriemarke (9) angeordnet sind und der mit einem drehbaren Spiraltrieb (16) gekoppelte Meßhebel (14) mit einer in seinem kurzen Hebelarm angebrachten Kugel (17) eine die Symmetriemarke (9) tragende und unter Federkraft stehende verschiebbare Mattscheibe (18) berührt und ein kurzbrennweitiges Objektiv (19) so im langen Hebelarm parallel zur Schwenkachse angeordnet ist, daß die Feinskale (12) in der Brennebene des Objektivs (19) liegt und dem Objektiv (19) im Ablesegerät feststehend ein langbrennweitiges Objektiv (20) nachgeschaltet ist, dessen bildseitiger Brennpunkt über die Spiegel (21; 22) auf die neben dem Millimetersehfeld angeordnete und einen Index (23) tragende Mattscheibe (24) gelegt ist.
3. 3. Ablesegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß fluchtend mit der Schwenkachse (13) ein Kondensor (25) zur Durchlichtbeleuchtung der Feinskale (12) angebracht ist und daß ein feststehendes Ablenkprisma (26) so in der Schwenkachse (13) angeordnet ist, daß es die optische Achse des Kondensors (25) und des Objektivs (19), die über die in dem Meßhebel (-14) angeordneten Spiegel (27; 28) verbunden sind, auf das Wendel einer Lampe (29) richtet.
4. 4. Ablesegerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß einer der innerhalb des Ablesegerätes vorgesehenen Spiegel (30; 31) kippbar angeordnet und durch einen Schraubtrieb (32) bewegbar ist.

   Hfeirzu' 1 Blatt Zeichnungen

   (52) Ag 141/72/DD R - 9601