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Integrationsvorrichtung an Mikroskopen zum Bestimmen des Verhältnisses
von Gefügebestandteilen Die Erfindung betrifft eine Integrationsvorrichtung an Mikroskopen
zum Bestimmen des Verhältnisses von Gefügebestandteilen eines Objekts durch Verschieben
des Objekts um meßbare Strecken. Von derartigen Integrationsvorrichtungen wird verlangt,
daß das Objekt ohne toten Gang um kleine Beträge verschoben werden kann und daß
ferner Meßmittel vorgesehen sind, mit denen die Verschiebungsgrößen des Objekts
für verschiedene Gefügebestandteile registrierbar sind. Die letzte Bedingung erfordert
Maßnahmen, um die Verschiebung- des Objekts mit dem einen oder dem anderen Meßmittel
wahlweise zu kuppeln. Diese Kupplungen müssen aus den obengenannten Gründen spielfrei
sein, und sie bilden das Hauptproblem beim Bau einer Integrationsvorrichtung.
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Es sind nun bereits die verschiedensten Integrationsvorrichtungen
der vorstehend bezeichneten Art bekanntgeworden. Am häufigsten werden mechanische
Kupplungen zwischen den als Meßspindeln oder Meßtrommeln ausgebildeten Meßmitteln
und dem Objekt vorgesehen.
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Diese Kupplungen haben den Nachteil, daß sie bei Übergang von einem
Meßmittel zum anderen nicht völlig spielfrei arbeiten und daß zu einer einigermaßen
sicheren Funktion bereits ein erheblicher konstruktiver Aufwand erforderlich ist,
wodurch diese Vorrichtungen verhältnismäßig teuer werden.
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Man hat bereits versucht, diese Nachteile dadurch zu vermeiden, daß
man den Vorschub des Objekts durch ein einziges Antriebsorgan bewirkt und die Anteile
der verschiedenen Gefügebestandteile durch entsprechendes Zu- und Abschalten der
vorzugsweise als Zählwerke od. dgl. ausgebildeten Meßmittel bestimmt, wobei die
Übertragung der Bewegung des Objekts auf die Registriereinrichtungen durch elektrische
oder lichtelektrische Mittel erfolgt. Im ersten Fall sind auf einer Antriebsspindel
für das Objekt in bestimmten Abständen Kontakte vorgesehen, die beim Drehen der
Spindel an einem Gegenkontakt vorbeistreichen, dabei einen Relaisstromkreis schließen
und auf diese Art jeweils einen Impuls auf ein als elektrisches Zählwerk ausgebildetes
Meßmittel übertragen. Im letzteren Fall wird der Impuls lichtelektrisch übertragen,
indem auf der Antriebsspindel für das Objekt eine Anzahl von Spiegeln angebracht
sind, die in einer bestimmten Stellung der Antriebsspindel einen Lichtstrahl auf
eine Photozelle leiten, welche den Impuls auslöst. Der Übergang von einem Meßmittel
zu einem anderen kann dabei durch Schließen des zum Meßmittel gehörenden Stromkreises
geschehen. Wenn auch durch diese Anordnung die eingangs erwähnten Schwierigkeiten
vermieden werden, so haben die elektrischen und lichtelektrischen Bewegungsübertragungen
wiederum den Nachteil, daß mit ihnen nicht kontinuierlich gemessen werden kann,
sondern nur in kleinen, durch den Abstand der impulsauslösenden Elemente bedingten
Schritten,
und daß der konstruktive Aufwand ebenfalls recht groß ist.
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Zur Beseitigung auch dieser Nachteile ist eine andere Gruppe von
Integrationseinrichtungen bekanntgeworden, bei der für jeden Gefügebestandteil eine
gesonderte messende Vorschubeinrichtung vorgesehen und mit den anderen Vorschubeinrichtungen
durch eine Summiereinrichtung verbunden ist, welche die Summe der Vorschubbewegungen
bildet und auf das Objekt überträgt.
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So fällt z. B. eine bekannte Einrichtung in diese Gruppe, bei der
Meßspindeln auf Keile wirken, die ihrerseits Nachbarkeile und schließlich das Objekt
verschieben. Für jeden Gefügebestandteil ist eine Meßspindel vorgesehen, welche
ihre Bewegung auf einen Keil überträgt. Die Kette der Keile bildet die Summierungseinrichtung
für sämtliche Meßspindeln. Bei einer solchen Anordnung ist es unvermeidlich, daß
Reibungswiderstände zwischen den verschiedenen Keilen und zwischen den Keilen und
den Meßspindeln auftreten, weil sich die Keile an den nicht betätigten Meßspindeln
entlang schieben müssen. Diese Ausbildung gewährleistet deshalb auch noch kein sicheres
Funktionieren, zumindest nicht bei längerem Gebrauch, da dann durch Abnutzung zwangläufig
toter Gang auftritt. Dieser tote Gang soll aber gerade vermieden werden. Darüber
hinaus treten bei dieser bekannten Einrichtung durch die Vielzahl der aufeinander
abzustimmenden Teile leicht Justierungsschwierigkeiten auf.
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Die Erfindung geht von einer Integrationseinrichtung der zweiten
der genannten Gruppen aus und beseitigt die noch bestehenden Nachteile der bekannten
Einrichtung aus dieser Gruppe dadurch, daß die Bildung der Summe der Vorschubbewegungen
und die Bewegungsübertragung zwischen den Meßmitteln und dem Objekt hydraulisch
erfolgt. In einer besonders zweckmäßigen Anordnung kann die Integrationsvorrichtung
dann so ausgebildet sein, daß ein die Verschiebung des Objekts
bewirkender
Kolben vorgesehen ist, auf den ein hydrostatischer Druck wirkt, und zur Erzeugung
des hydrostatischen Druckes können in eine eingeschlossene Flüssigkeit Kolben eintauchbar
sein. Durch eine solche Bauart werden toter Gang und Justierungsschwierigkeiten
mit Sicherheit vermieden, und ein dauerndes präzises Folgen des Objekts ist gewährleistet.
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Die einzelnen Kolben können mit je einer Meßspindel als Meßmittel
verbunden sein, welche ihre Eintauchtiefe in die Flüssigkeit registriert. Jede Meßspindel
und damit jeder Kolben wird einem Gefügebestandteil zugeordnet.
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Da das Eintauchen eines jeden Kolbens eine Verschiebung des Objekts
zur Folge hat, wirkt die Flüssigkeit zugleich als Summierungseinrichtung.
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Um ein Folgen des Objekts auch beim Herausziehen eines der Kolben
aus der Flüssigkeit einwandfrei zu gewährleisten, steht der die Verschiebung des
Objekts bewirkende Kolben zweckmäßig unter der Gegenwirkung einer Feder.
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Zwischen der Bewegungsgröße des Objekts und den Bewegungsgrößen der
einzelnen Meßspindeln können wenigstens teilweise verschiedene Untersetzungen vorgesehen
sein, so daß es möglich ist, für die Ausmessung größerer Gefügebestandteile eine
Meßspindel geringerer Untersetzung zu verwenden.
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Aus konstruktiven Gründen sind die Mittel zur Erzeugung des hydrostatischen
Druckes zweckmäßig von den Mitteln zum Ausüben des hydrostatischen Druckes getrennt
angeordnet und durch ein biegsames Zwischenglied mit ihnen verbunden.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus der Beschreibung der
Zeichnung ersichtlich.
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In der Zeichnung ist mit A ein Objektführer und mit B eine Meßvorrichtung
bezeichnet. Der Objektführer A läßt zunächst eine Verschiebung eines Objekts 1 durch
zwei auf senkrecht zueinander liegende Schlitten 2 und 3 wirkende Zahntriebe 4 und
5 zum Absuchen des Objekts zu. Durch den Zahntrieb 4 kann außerdem die Einstellung
des Abstandes der einzelnen Meßstrecken im Objekt vorgenommen werden. Um dabei immer
gleiche Abstände ohne Mühe einhalten zu können, kann der Knopf mit einem Rastring
versehen sein. Dieser kann so ausgebildet sein, daß er abgenommen und auch leicht
wieder aufgesetzt werden kann. Zur Erzielung der Meßbewegung sind die Schlitten
2 und 3 in einer Schlittenführung 6 angeordnet. Der bewegliche Teil7 der Schlittenführung
6 trägt einen Fortsatz 8, der durch eine kräftige, in einer Federbüchse 10 gelagerte
Feder 9 gegen einen Bolzen 11 gedrückt wird. Der Bolzen 11 ist hohl und dicht in
einen Führungszylinder 12 gepaßt. Der Hohlraum ist mit einer Übertragungsflüssigkeit
13 mit zweckmäßig gewählter Zähigkeit gefüllt und durch einen Schlauch 14 mit der
Meßvorrichtung B verbunden.
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Die Meßvorrichtung B wird durch ein rechteckiges hohles Kästchen
15 gebildet. Es ist ebenfalls mit der Übertragungsflüssigkeit 13 luftblasenfrei
gefüllt. In seiner einen Wand ist eine Anzahl von Meßspindeln 16 druckdicht eingesetzt.
Die Meßspindeln besitzen innen je einen Druckstift 17, welcher durch eine Dichtung
18 hindurch in die Übertragungsflüssigkeit 13 hineinragt. Außen sind die Spindeln
16 mit einer Meßteilung wie bei den bekannten Schraubenlehren versehen. Die Meßteilungen
sind
so abgestimmt, daß man die durch Hinein- oder Herausschrauben der Spindeln über
die Flüssigkeit 13, den Bolzen 11 und den Fortsatz 8 auf das Objekt übertragene
Meßbewegung in geeigneten Einheiten, z. B. p oder mm, ablesen kann.
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Da die Größe des sich ergebenden Meßwegs des Objekts vom Durchmesser
des Druckstifts 17, von dem Weg der Meßspindel beim Hinein- und Herausschrauben
und von dem Durchmesser des Zylinders 12 abhängig ist, kann man durch passende Wahl
des Druckstiftdurchmessers leicht jedes beliebige Verhältnis zwischen Weggröße des
Objekts und dem Meßspindelvorschub erzeugen. Es bedarf keines besonderen Aufwandes,
beliebig viele verschiedene solche Übersetzungsverhältnisse einzubauen, so daß man
es in der Hand hat, für grobe Bestandteile einen großen Meßweg pro Spindelumdrehung
zu erzeugen und für feine Bestandteile einen kleinen, wenn man nur die entsprechende
Spindel dem betreffenden Gefügebestandteil zuordnet.