DE1090439B

DE1090439B - Verfahren zur Herstellung von Praezisionsteilungen, insbesondere von Kreisteilungen fuer optische Winkelmessinstrumente od. dgl.

Info

Publication number: DE1090439B
Application number: DEA24348A
Authority: DE
Inventors: Dr Friedrich Werner
Original assignee: Continental Elektronidustrie AG
Current assignee: Continental Elektronidustrie AG
Priority date: 1956-02-22
Filing date: 1956-02-22
Publication date: 1960-10-06

Description

Die in neuerer Zeit immer mehr gesteigerten Anforderungen an die Präzision geodätischer und geophysikalischer Meßinstrumente verlangen die Herstellung immer genauerer Kreisteilungen. So wären z. B. heute in Theodoliten Teilkreise erwünscht, die S es gestatten würden, die Seiten- bzw. Höhenwinkel sehr viel genauer als bisher, also etwa auf Bruchteile einer Bogensekunde, sicher zu bestimmen. Es hat aus diesem Grunde nicht an Versuchen gefehlt, die Verfahren und Mittel zur Herstellung und Benutzung solcher Teilungen entscheidend zu verbessern. Abgesehen von jenen Versuchen, die darin·bestanden, Teilungen einer bekannten Fehlerverteilung zwecks Verminderung der periodischen Teilungsfehler in geeigneter Weise zu kombinieren, war und ist man bemüht, die Leistungsfähigkeit der mechanischen Teilmaschinen sowohl bezüglich der Verminderung der bei ihnen auftretenden Teilungsfehler als auch im Sinne einer Steigerung der Anzahl der mit ihnen in der Zeiteinheit fertigbaren Teilungen zu verbessern. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Erzeugnisse eines mechanischen Teilverfahrens nicht in dem erwünschten Umfang durch Verbesserung der Teilmaschinen selber von den sehr kleinen »zufälligen Fehlern« befreit werden können. Es bleibt immer noch in unkontrollierbarer Weise dem Zufall überlassen, ob die aus dem Teilvorgang hervorgehende Teilung den Anforderungen vollauf genügt oder nicht.

Diese Unzulänglichkeiten lassen sich unter anderem auf nur schwer kontrollierbare Lagerverschiebungen im Mechanismus der Teilmaschine zurückführen, wobei die Größenordnung der dabei auftretenden Schwierigkeiten besonders dann deutlich wird, wenn man sich vergegenwärtigt, daß bei Zugrundelegung heute üblicher Teilkreisabmessungen der Versatz einer Teilungsmarkierung um einige zehntel Mikron einem Teilungsfehler von etwa einer Bogensekunde entspricht.

Darüber hinaus wird klar, daß das abwechselnde Bewegen und Stillsetzen des Teilungsträgers Erschütterungen· bedingt, die sich nachteilig auf die Präzision der zu erzeugenden Teilung auswirken. Ebenso nachteilig wirken auch die Erschütterungen durch mechanische Gravierwerke zur Anbringung der Teilungsmarken. Da die Teilverfahren mit den bekannten mechanischen Hilfsmitteln erhebliche Zeit erfordern, besteht auch eine hohe Wahrscheinlichkeit dafür, daß sich die Mechanismen im Verlauf der Herstellung einer Teilung durch äußere Einflüsse, z. B. schwankende Raumtemperatur, ändern, es sei denn, man nimmt besondere, im allgemeinen kostspielige Mittel in Kauf, um äußere Einflüsse zu eliminieren.

Es sind auch schon solche Teilungsverfahren vorgeschlagen worden, bei denen der Teilungsträger mit Verfahren zur Herstellung

von Präzisionsteilungen,

insbesondere von Kreisteilungen

für optische Winkelmeßinstrumente od. dgL

Anmelder:

Continental Elektroindustrie
Aktiengesellschaft,

Askania -Werke,
Berlin-Mariendorf, Großbeerenstr. 2-10

Dr. Friedrich Werner, Berlin-Grunewald,
ist als Erfinder genannt worden

konstanter Geschwindigkeit rotiert und ein Licht oder Korpuskularstrahl auf den Teilungsträger, der dann mit einer entsprechenden strahlungsempfindlichen Schicht versehen ist, an den Markierungsstellen einwirkt; aber auch dieses Verfahren hat noch den Nachteil, daß der Teilungsträger rotiert.

Das Bestreben ging dahin, Teilungen nach einem Verfahren zu erzeugen, bei dem überhaupt keine Bewegungen mechanischer Teile mehr erforderlich sind. Darüber hinaus sollte es vorteilhaft eine so hohe Arbeitsgeschwindigkeit gestatten, so daß Änderungen der äußeren Bedingungen praktisch in die zu fertigende Teilung nicht eingehen.

Es wird gemäß der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Präzisionsteilungen, insbesondere von Kreisteilungen für optische Winkelmeßinstrumente od. dgl. vorgeschlagen, bei dem die Teilungsmarkierungen mit Hilfe von Korpuskularstrahlen, insbesondere von Kathodenstrahlen, auf einem z. B. mit einer entsprechend strahlungsempfindlichen Schicht versehenen Teilungsträger erzeugt werden, das sich dadurch kennzeichnet, daß die Korpuskularstrahlen unter Verwendung an sich bekannter elektrischer und/oder elektromagnetischer Hilfsmittel auf die Orte der Teilungsmarkierungen der fest angeordneten Kreisteilung gelenkt werden.

Der Erfindungsvorschlag eröffnet einen neuen Weg — der bei Braunschen Röhren zur Erzeugung eines Eichrasters auf dem Leuchtschirm des Rohres zur Eliminierung von Fertigungstoleranzen an sich be-

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lcannt ist — zur Herstellung von Präzisionsteilungen, von dem erwartet wird, daß er es gestattet, die Fertigung derartiger Teilungen von jenen Fehlern zu befreien, die heute bei mechanischen Teilverfahren, z. B. infolge unkontrollierbarer Achsverlagerungen od. dgl·., in Erscheinung treten. Die Ausnutzung der bekannten elektronischen Verfahren zur Herstellung von amplitudenstabilisierten Normalfrequenzen läßt es zu, derartige Fehler mit dem angegebenen Verfahren um eine Zehnerpotenz zu erniedrigen.

Soll die Markierung mit Hilfe von Elektronenstrahlen erfolgen, so kann man sich beispielsweise eines Kathodenstrahlrohres-bedienen, welches ähnlich wie ein Braunsches Rohr aufgebaut ist, aber an Stelle des Bildschirmes den Teilungsträger enthält, der zuvor in das Innere des Rohres eingeschleust wurde. Moderne Braunsche Röhren gestatten bekanntlich eine gute Fokussierung des Elektronenstrahlenbündels, sehr exakte Ablenkung desselben in verschiedenen Richtungen und bieten gleichzeitig die Möglichkeit zu sehr exaktem »Zünden und Löschen« (Hell-Dunkel-Tastung) des Bündels.

Zur Herstellung beispielsweise einer Kreisteilung unter Zuhilfenahme eines Kathodenstrahlrohres nach Art eines B raunschen Rohres mit Ablenkeinrichtungen des Kathodenstrahlenbündels für zwei zueinander senkrechte Richtungen könnte etwa so verfahren werden, daß mit Hilfe bekannter elektronischer Mittel zwei um 90° in der Phasenlage verschiedene amplitudengleiche Sinusschwingungen zweier Spannungen erzeugt werden, mit deren Hilfe der auf den Teilungsträger gerichtete Fokus des Kathodenstrahlenbündels in den beiden zueinander senkrechten Richtungen abgelenkt wird, so daß der Fokus auf dem Teilungsträger längs einer Kreisbahn wandert. Wird nun noch zusätzlich durch mittels eines frequenzstabilisierten Generators ausgelöster Spannungsimpulse eine HeIl-Dunkel-Tastung des Kathodenstrahlenbündels erwirkt, so entstehen auf dem Teilungsträger Teilmarken mit gleichen Abständen.

Eine andere Art der Markierung erhält man, wenn man die Hell-Dunkel-Tastung des Kathodenstrahlenbündels unterläßt und statt dessen die beiden die Ablenkung des Bündels bewirkenden Sinusschwingungen mit Oberschwingungen hoher Ordnung moduliert. Die Spur des Fokus ist dann keine Kreisbahn mehr, sondern bei passender Wahl der modulierten Oberschwingungen eine Figur mit innerhalb enger Schranken oszillierendem Radiusvektor. Man kann es durch passende modulierende Schwingungen erreichen, daß die erzeugte Figur Spitzen aufweist, welche als leicht unterscheidbare Repräsentanten der Teilungsmarken dienen können.

Durch zusätzliche Hell-Dunkel-Tastung des Kathodenstrahlenbündels in passendem Rhythmus können allein Umgebungen dieser Spitzen markiert werden. Man könnte aber auch durch eine passende auf den Teilungsträger gebrachte Blende dafür sorgen, daß nur Umgebungen der Spitzen markiert werden.

In allen Fällen ist daran gedacht, daß vorzugsweise elektronische Hilfsmittel zur Erzeugung aller steuernden Spannungen oder Ströme herangezogen wurden. Man wird sich, insbesondere wenn es sich darum handelt, gleichmäßige Teilungen herzustellen, der Hilfsmittel der elektronischen Impulstechnik bedienen.

Nicht immer besteht die Forderung nach einer gleichmäßigen Teilung. Für Teilungen, bei denen die Abstände der Teilungsmarken und/oder die Breite der Teilungsmarken vorgeschriebene Gesetze befolgen sollen, können die das Elektronenstrahlenbündel steuernden Ströme durch elektronisch arbeitende Rechenautomaten vom Typ der Analogiegeräte geliefert werden. Derartige Geräte arbeiten nicht nur sehr schnell, sondern zeichnen sich auch durch eine erhebliehe Flexibilität bezüglich des ihnen zumutbaren Aufgabenkreises aus.

Eine dem Erfindungsvorschlag entsprechende Einrichtung zeigt die Abbildung. Sie zeigt ein Kathodenstrahlrohr mit der Kathode I₃ dem der Hell-Dunkel-Tastung des Kathodenstrahlenbündels dienenden »Gitter« 2, den der Beschleunigung und Fokussierung dienenden Organen 3 und 4 und den der Ablenkung in zwei zueinander senkrechten Ebenen dienenden Organen 5 und 6. 7 ist der Teilungsträger mit der empfindlichen Schicht 8. Die Pumpe 9 dient der Evakuierung nach Einbringen des Teilungsträgers in das Rohr. 10 ist das die Spannungen oder Ströme für den Betrieb der Anlage dienende Gerät, welches in Sonderfällen ein elektronisch arbeitendes Analogierechengerät einschließen kann.

Zweckmäßig wird das Kathodenstrahlrohr zur Vermeidung von Unscharfen der Fokussierung und Dispersion bei der Ablenkung so betrieben, daß das Kathodenstrahlenbündel wesentlich Teilchen gleicher Geschwindigkeit enthält.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Präzisionsteilungen, insbesondere von Kreisteilungen für optische Winkelmeßinstrumente od. dgl., bei dem die Teilungsmarkierungen mit Hilfe von Korpuskularstrahlen, insbesondere von Kathodenstrahlen, auf einem z. B. mit einer entsprechend strahlungsempfindlichen Schicht versehenen Teilungsträger erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Korpuskularstrahlen unter Verwendung an sich bekannter elektrischer und/oder elektromagnetischer Hilfsmittel auf die Orte der Teilungsmarkierungen der fest angeordneten Kreisteilung gelenkt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung von Kreisteilungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Fokus eines Korpuskularstrahlenbündels zum Durchlaufen einer Kreisbahn gezwungen wird und daß dabei das Korpuskularstrahlenbündel abwechselnd hell und dunkel getastet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung von Kreisteilungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Fokus des Kathodenstrahlenbündels zum Durchlaufen einer Bahn mit oszillierendem Radiusvektor gezwungen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß solche Oszillationen des Radiusvektors erzeugt werden, daß die Bahn des Fokus des Kathodenstrahlenbündels eine Kurve mit auf einem Kreis liegenden Spitzen ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kathodenstrahlenbündel im Rhythmus der Oszillationen des Radiusvektors in der Weise hell/dunkel getastet wird, daß nur die Spitzen enthaltende Stücke der dem Fokus des Kathodenstrahlenbündels aufgezwungenen Bahn markiert werden.

6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilungsträger durch eine Blende von solcher Gestalt abgedeckt ist, daß nur Stücke der vom Fokus des Kathodenstrahlenbündels zurückgelegten Bahn, z. B. nur die Spitzen

enthaltende Stücke, auf dem Teilungsträger markiert werden.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Lenkung und Hell-Dunkel-Tastung des Kathodenstrahlenbündels erforderlichen Spannungen oder Ströme durch elektronische Rechengeräte geliefert werden.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hell-Dunkel-Tastung des Kathodenstrahlenbündels durch Strom- oder Spannungsimpulse eines frequenzstabilisierten Generators bewirkt wird.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilungsträger zwecks Markierung der Teilung in das Innere des Kathodenstrahlrohres gebracht wird.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilungsträger mit einer strahlungsempfindlichen' feinkörnigen oder kornlosen Schicht geringer Dicke versehen ist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch die Verwendung von Korpuskularstrahlen mit Teilchen von gleicher oder weitgehend gleicher Geschwindigkeit.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 935 853, 714921,
474231.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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