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Vorrichtung zur kontinuierlichen Längenmessung mittels Interferenzen
in einem über die Kohärenzlänge hinausgehenden Meßbereich Zu genauen Messung von
Längen wird bekanntlich die Interferenzfähigkeit von Lichtwellen ausgenutzt, die
von einer Lichtquelle ausgesandt werden.
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Infolge der hierbei einzuhaltenden Kohärenzbedingungen, die im wesentlichen
von der Natur der verwendeten Lichtquelle abhängen, ist diese Art der Längenmessung
auf einen kleinen, 1 dm kaum übersteigenden Bereich beschränkt. Es fehlt daher weder
in der Vergangenheit noch in der Gegenwart an Versuchen, durch Anwendung geeignet
erscheinender und zum Teil neuer Mittel und Methoden den Meßbereich zu erweitern.
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Eine Möglichkeit zur Vergrößerung des Meßbereiches besteht in der
Wahl oder Entwicklung einer entsprechenden Lichtquelle. Beispielsweise sind Lichtquellen
auf Isotopenbasis entwickelt worden, deren ausgesandte Wellenzüge über größere Längen
(etwa 10 dm) interferenzfähig sind. Abgesehen davon, daß dieser Bereich für verschiedene
Zwecke noch nicht ausreicht, ist die industrielle Anwendung dieser Lichtquellen
unwirtschaftlich, da sie zu ihrem Betrieb teure Zusatzeinrichtungen und Sonderkenntnisse
hinsichtlich der Bedienung erfordern.
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Eine andere Möglichkeit zur Vergrößerung des Meßbereiches besteht
in der Vervielfachung der Bezugsstrecke auf additivem oder multiplikativem Weg,
wie er beispielsweise von Kösters oder V äis äl ä beschritten worden ist. Soll eine
Strecke die dem n-fachen Betrag der Kohärenzlänge des verwendeten Lichtes entspricht,
nach Kösters ausgemessen werden, so sind hierzu entweder n fest angeordnete Referenzebenen
notwendig, oder aber es muß eine einzige Referenzebene (n- 1)-mal verschoben werden.
Abgesehen davon, daß der zur Messung benutzbaren Anzahl der Referenzebenen aus Intensitätsgränden
sehr bald eine Grenze gesetzt ist, ist in beiden Fällen und ebenso nach Väis äl
ä eine kontinuierliche interferentielle Längenmessung, wie sie beispielsweise bei
der Steuerung von Werkzeugmaschinen hoher und höchster Genauigkeit erforderlich
ist, nicht durchführbar, weil beim Wechsel von einer Referenzebene zur anderen bzw.
beim Nachstellen der einzigen Referenzebene der Messungsvorgang eine Unterbrechung
erfährt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zur Längenmessung mittels Interferenzen in einem über die Kohärenzlänge hinausgehenden
Meßbereich zu schaffen, bei der über den gesamten Meßbereich eine kontinuierliche
Meßwertbildung ohne Unterbrechung des Meßvorganges möglich ist.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Refe-
renzebenen wechselweise
in Verschiebungsrichtung verschiebbar angeordnet und derart wechselweise in den
Meßvorgang einschaltbar sind, daß die jeweils feststehende Referenzebene zur Messung
benutzt wird, und daß eine Auswerteinrichtung zum Zählen der an einem Bezugspunkt
vorbeiwandernden Interferenzstreifen vorgesehen ist.
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Vorteilhaft sind hierbei die Meß- und Referenzebenen als ablenkungsempfindliche
Umkehrprismen ausgebildet.
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Zur Einschaltung der feststehenden Referenzebene in den Meßvorgang
ist jeder Referenzebene eine Blende zugeordnet, die die Referenzebene während ihrer
Verschiebung in die nächste Meßlage abblendet.
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Das Messen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gestaltet sich ähnlich
wie mit den bekannten Interferenzkomparatoren zur Vermessung von Endmaßen, bei denen
visuell zwei Interferenzstreifensysteme beobachtet werden. Jedoch besteht ein wesentlicher
Unterschied im Messen darin, daß mit dem Interferenzkomparator die Messung einer
festen Länge erfolgt, wozu die Streifensysteme zwar gegeneinander verschoben sind,
sich aber in Ruhe befinden, während mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sich kontinuierlich
ändernde Längen meßbar sind, wobei
sich ein Interferenzstreifensystem
gegenüber einem Bezugspunkt verschiebt. In diesem Fall müssen die an dem Bezugspunkt
vorbeiwandernden Interferenzstreifen gezählt und aus der auf diese Weise erhaltenen
Anzahl von Interferenzstreifen die gesuchte Länge abgeleitet werden.
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Ein derartiges Vorgehen des subjektiven Auszählens ist aber sowohl
aus Gründen der Zuverlässigkeit und Genauigkeit als auch der Bequemlichkeit kaum
vertretbar. Um die an den Beobachter gebundenen nachteiligen Einflüsse auf die Messung
auszuschalten, ist es daher von Vorteil, eine selbsttätig arbeitende Auswerteeinrichtung
zur Zählung der Interferenzstreifen vorzusehen, die so beschaffen sind, daß sie
außer der Zählung der wandernden Interferenzstreifen auch die Bewegungsrichtung
dieser Interferenzstreifen und damit die Art der Längenänderung (Verkürzung oder
Verlängerung) angeben.
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Beispielsweise wird hierzu das Lichtbündel am Ort des entstehenden
Interferenzbildes in zwei Teilbündel zerlegt, in dem entweder das eine Lichtbündel
durch Schwenken einer planparallelen Glasplatte eine Verschiebung und damit das
vom einen Teillichtbündel erzeugte Interferenzstreifensystem gegenüber dem vom anderen
Teillichtbündel erzeugten Interferenzstreifensystem eine Versetzung erfährt oder
zwei Blendenschlitze parallel zueinander versetzt angeordnet sind, so daß von einem
an den Blendenschlitzen vorbeiwandernden Interferenzstreifen zwei Impulse zeitlicher
Differenz entstehen. Die so entstandenen optischen Impulse werden nach Umwandlung
in elektrische Impulse in an sich bekannter Weise richtungsabhängig elektronisch
gezählt.
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Zu dem Zweck wird jedem optischen Impulsgeber eine Fotozelle zugeordnet,
in der den optischen Impulsen entsprechende Foto ströme erzeugt werden, aus denen
ein als sogenannter Diskriminator ausgebildetes Aggregat zunächst scharfe elektrische
Impulse formt. Die von dem z. B. an den Blendenschlitzen vorbeiwandernden Interferenzstreifen
erzeugten Impulse beeinflussen den Diskriminator sodann derart, daß der durch Belichtung
der ersten Fotozelle erzeugte Impuls die Richtung und der durch Belichtung der zweiten
Fotozelle erzeugte Impuls den Wert der Zählung angibt.
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Zur Erhöhung der Lichtausbeute und Vermeidung komplizierter elektronischer
Verstärker ist es von Vorteil, wenn jedem Referenzstrahlengang gesondert je ein
Meßstrahlengang und je eine Auswerteinrichtung zur richtungsabhängigen Zählung der
wandernden Interferenzstreifen zugeordnet sind. Hierbei kann die optische Anordnung
etwa so getroffen sein, daß die von einer Lichtquelle ausgesandten Lichtstrahlen
in zwei Strahlenbündel geteilt werden und jedes dieser Strahlenbündel physikalisch
in ein Meß- und ein Referenzstrahlenbündel aufgeteilt wird, die dann nach Reflexion
an der Meß- bzw. Referenzebene physikalisch zu einem interferierenden Strahlenbündel
vereinigt werden, oder daß das Meßstrahlenbündel erst nach Reflexion an der Meßebene
kurz vor der Vereinigung mit den Referenzteilstrahlenbündeln physikalisch geteilt
wird und die Meßstrahlenteilbündel mit den entsprechenden Referenzteilstrahlenbündeln
physikalisch vereinigt werden. Dabei ist es vorteilhaft, zum Übergang von einer
Referenzebene zur anderen und von einem richtungsabhängigen Zählmittel zum anderen
einen elektronischen Schalter zu benutzen, dessen Schaltzeit kleiner ist als die
zeitliche Aufein-
anderfolge der Impulse bei größtmöglicher Geschwindigkeit des Meßprismas.
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An Hand der Fig. 1 bis 5 der Zeichnung ist die Ausbildung und die
Wirkungsweise des Gegenstandes der Erfindung genauer dargelegt. Dabei zeigen Fig.
1 bis 3 schematisch drei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung;
Fig. 4 und 5 beinhalten die die Referenzebenen tragenden Teile der Vorrichtung in
Draufsicht und im Querschnitt.
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In den Fig. 1 und 2 ist mit 11 eine Lichtquelle bezeichnet, die mit
Hilfe eines Kondensors 12 in die Ebene eines Spaltes 13 abgebildet wird, die mit
der Brennebene eines Kollimatorobjektivs 14 zusammenfällt. Im parallelen Strahlengang
15 des Kollimatorobjektivs befindet sich ein Teilungswürfel 16, der das parallele
Strahlenbündel in ein Meßstrahlenbündel 17 und ein Referenzstrahlenbündel 18 teilt.
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Der reflektierte Teil des Parallelstrahlenbündels, das Meßstrahlenbündel
17, ist zunächst rechtwinklig zur Kollimatorachse gerichtet, bis er von einem ebenen
Spiegel 19 in eine Richtung parallel zur Kollimatorachse reflektiert wird und auf
eine als rechtwinkliges Prisma 20 ausgebildete Meßebene trifft. Das Prisma 20 bewirkt
eine genaue Ablenkung des Meßstrahlenbündels um 180°. Das auf diese Weise parallel
zu sich selbst zurückgeworfene Strahlenbündel erfährt am Spiegel 21 eine Ablenkung
in Richtung eines Teilungswürfels 22.
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Der im Teilungswürfel 15 nicht reflektierte Teil des Parallelstrahlenbündels,
das Referenzstrahlenbündel 18, wird in einem weiteren Teilungswürfel 23 in zwei
Teilstrahlenbündel 18' und 18" zerlegt, von denen das eine direkt einer in Form
eines rechtwinkligen Prismas 24 ausgebildeten Referenzebene und das andere über
einen ebenen Spiegel 25 einer zweiten Referenzebene in Form eines rechtwinkligen
Prismas 26 zugeleitet wird. Von den Prismen 24 und 26, die zur Erzeugung von Interferenzen
gleicher Neigung gegenüber dem Prisma 20 um einen geringen, zeichnerisch nicht darstellbaren
Betrag um eine senkrecht zur Zeichenebene stehende Achse gedreht sind, werden die
beiden Referenzstrahlenbündel 18' und 18" in gleicher Weise zurückgeworfen wie das
Meßstrahlenbündel 17 vom Prisma 20.
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Die von den Prismen 24 und 26 kommenden Referenzstrahlenbündel 18'
und 18" werden in Fig. 1 mit Hilfe eines Teilungswürfels 27 bzw. eines Spiegels
28 über einen Spiegel 29 dem Teilungswürfel 22 zugeleitet und vereinigen sich dort
mit dem Meßstrahlenbündel 17. Jedem Referenzstrahlenbündel ist eine Blende 30 bzw.
31 zugeordnet, die eine wahlweise Ausschaltung des jeweiligen Prismas 24 bzw.
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26 und damit des betreffenden Referenzstrahlenbündels ermöglicht.
Der durch die Stellung der Blenden 30 und 31 freigegebene Teil des Referenzstrahlenbündels
18 und das Meßstrahlenbündel 17 werden nach ihrer Vereinigung einer Sammellinse
32 zugeleitet, die infolge der Überlagerung der kohärenten Strahlenbündel 17 und
18 ein Interferenzstreifensystem in einer Ebene entstehen läßt, in deren Nähe eine
Doppelschlitzblende 33 angeordnet ist. Beim Verschieben des Prismas 20 bewegen sich
die senkrecht zur Zeichenebene stehenden Interferenzstreifen an den Schlitzen der
Blende 33 vorbei.
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Die dadurch entstehenden Lichtimpulse gelangen über ein Dachprisma
34 auf zwei Fotozellen 35 und 36, die die Lichtimpulse in Stromimpulse umwandeln,
welche
in einem Aggregat37. das einen elektronischen Impulszähler und einen Umrechner enthalten
kann, weiterverarbeitet und ausgewertet werden.
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Durch eine in Fig. 1 nicht dargesteilte Antriebsvorrichtung erfährt
das Prisma 20, die Meßebene, eine kontinuierliche Verschiebung in einer mit Hilfe
des Pfeiles angezeigten Richtung A während das Prisma 24, die zugehörige wirksame
Referenzebene, eine unveränderliche Lage einnimmt, die durch einen von der Kohärenzlänge
des Lichtes bestimmten Verschiebungsbereich gegeben ist. Die von den Prismen 20
und 24 reflektierten kohärenten Strahlenbündel 17 und 18' gelangen nach ihrer Vereinigung
mittels des Teilungswürfels 22 zur Interferenz, deren Bilder mit Hilfe der Sammellinse
32 in umittelbarer Nähe der Doppelschlitzblende33 erzeugt werden. Die infolge der
kontinuierlichen Verschiebung des Prismas 20 an der Doppelschlitzblende vorbeiwandernden
Interferenzstreifen erzeugen Lichtimpulse, die über ein Dachprisma 34 einmal auf
die Fotozelle 35 und zum anderen danach auf die Fotozelle 36 auftreffen. Aus dem
zeitlichen Abstand der entsprechenden Fotoströme lassen sich durch die im Aggregat
37 enthaltenen elektronischen Mittel die Verschiebungsrichtung der Meßebene und
die Größe ihrer Verschiebung in Abhängigkeit von der Wellenlänge des verwendeten
Lichtes bestimmen.
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Während des Zusammenwirkens der beiden Prismen 20 und 24 erfährt
das mit Hilfe der Blende 31 optisch unwirksam gemachte Prisma 26 eine Verschiebung,
die nur wenig kleiner ist als die zweifache Kohärenzlänge des verwendeten Lichtes,
in eine neue Lage26', in der sie dann als Referenzebene dient wenn der Abstand des
Prismas 20 vom Prisma 24 so groß geworden ist. daß der Kontrast der durch die Strahlengänge
17 und 1L8' erzeugten Interferenzstreifen und damit der Wechselstromanteil der Fotoströme
nicht mehr ausreicht, um eindeutige Meßimpulse auszulösen. Das Prisma 26' wird automatisch
festgehalten und wenn der genannte Abstand der beiden Prismen 20 und 24 voneinander
erreicht ist, durch Entfernen der Blende 31 aus dem Strahlengang 18" freigegeben
und das Prisma 24 durch Einbringen der Blende 30 in den Strahlengang 18' unwirksam
gemacht. Anschließend wird die Klemmung des Prismaߢ24 selbsttätig gelöst und das
Prisma selbst um den gleichen Betrag verschoben wie vorher das Prisma 26. Dieser
Vorgang kann sich beliebig oft wiederholen, wobei die Prismen 24 und 26 abwechselnd
die wirksamen Referenzebenen darstellen.
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Beim Wechsel von einer Referenzebene zur anderen sind für eine kurze
Zeitspanne beide Referenzebenen wirksam, und es entstehen zwei sich überlagernde
Interferenzstreifensysteme. Zum Zwecke einer einwandfreien Messung auch während
des Wechsels ist daher die Verschiebung der Referenzebenen so zu steuern, daß der
Abstand der Meßebene von der verlassenen Referenzebene etwas größer ist als der
Abstand der Meßebene von der in Betrieb genommenen Referenzebene. Dadurch ist der
Kontakt des neu entstandenen Interferenzstreifensystems größer als der des vorher
benutzten Interferenzstreifensystems, und es wird ein Fotostrom erzeugt, der einen
eindeutigen Meßimpuls auslöst.
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Die Meßvorrichtung nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig.
1 dadurch, daß an Stelle der Blende jedem Referenzteilstrahlenbündel ein Meßteilstrahlenbündel
und eine gesonderte Einrichtung zur
Umformung der Lichtimpulse in elektrische Impulse
zugeordnet sind. Im Teilungswürfel 22 wird das Meßstrahlenbündel 17 in zwei Teilstrahlenbündel
17' und 17" geteilt, von denen sich das Teilstrahlenbündel 17' in einem Teilungswürfel
38 mit dem vom Prisma 24 über zwei Spiegel 39 und 40 reflektierten Teilstrahlenbündel
18' des Referenzstrahlenbündels und das Teilstrahlenbündel 17" nach Reflexion an
einem Spiegel 41 in einem Teilungswürfel 42 mit dem vom Prisma 26 über zwei Spiegel
43 und 44 reflektierten Teilstrahlenbündel 18" des Referenzstrahlenbündels vereinigt.
Die miteinander interferierenden Teilstrahlenbündel 17' und 98' bzw. 17" und 18"
passieren eine Sammellinse 45 bzw. 46, die ein Interferenzstreifensystem in die
unmittelbare Nähe einer Doppelschlitzblende 47 bzw. 48 abbildet. Das durch die Schlitze
hindurchtretende Licht wird von den Flächen eines Dachprismas 49 bzw. 50 und zwei
Fotozellen 51 und 52 bzw. 53 und 54 geleitet, und die dort erzeugten Fotoströme
werden in einem als Diskriminator ausgebildeten Aggregat 55 bzw. 56 und einem gemeinsamen
elektronischen Umschalter 57 weiterverarbeitet.
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Beim Verschieben des Prismas 20 in Richtung wandern die Interferenzstreifen
so an den Doppelschlitzblenden 47 und 48 vorbei, daß über die Dachprismen 49 und
50 zuerst die Photozellen 51 und 53 und danach die Fotozellen 52 und 54 belichtet
werden. Der Wechsel von einer Referenzebene zur anderen erfolgt hinter den Aggregaten
55 und 56 dadurch, daß in ein nicht dargestelltes Zählwerk durch den elektronischen
Umsehalter 57 einmal die aus dem Aggregat 55 und einmal die aus dem Aggregat 56
austretenden elektrischen Impulse gegeben werden.
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Die Umschaltung erfolgt etwa zu dem gleichen Zeitpunkt wie bei der
in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung der Blendenwechsel. Dabei ist die Umschaltungszeit
kleiner als die zeitliche Aufeinanderfolge der Impulse bei der größten Verschiebungsgeschwindigkeit
des Meßprismas 20.
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In den Fig. 1 und 2 sind die Spiegel und Teilungswürfel so angeordnet,
daß die reflektierenden teilenden oder vereinigenden Flächen parallel zueinander
liegen und das Meßstrahlenbündel zwischen die Referenzstrahlenbündel zu liegen kommt.
Es ist aber auch möglich, durch geeignete Anordnung dieser Flächen das Meßstrahlenbündel
unter oder über den Referenzstrahlenbündeln zu führen, so daß beispielsweise die
Referenzteilstrahlenbündel dicht nebeneinander und das Meßstrahlenbündel dicht darüber
oder darunter zu liegen kommt.
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In Fig. 3 bedeutet 58 eine Lichtquelle, 59 einen Kondensor, 60 eine
mit einem Spalt versehene Blende und 61 ein Kollimatorobjektiv, das groß genug sein
muß, um zwei in Lichtrichtung hinter ihm liegende Teilungswürfel 62 und 63 völlig
auszuleuchten. Durch diese Teilungswürfel wird das das Kollimatorobjektiv verlassende
Parallelstrahlenbündel 64 je in zwei Teile 65, 66 und 65' und 66' geteilt, von denen
die Teilstrahlenbündel 65 und 65' die Meßstrahlenbündel sowie 66 und 66' die Referenzstrahlenbündel
darstellen. Jedes der Meßstrahlenbündel 65 und 65' wird von einem die jeweilige
Meßebene darstellendcn rechtwinkligen Prisma 67 bzw. 68 über einen ebenen Spiegel
69 bzw. 70 in Richtung eines Teilungswürfels 71 bzw. 72 abgelenkt, in dem sich das
Meßstrahlenbündel 65 bzw. 65' wieder mit dem an einem Spiegel 73 bzw. 74 und einem
als Referenzebene dienenden
rechtwinkligen Prisma 75 bzw. 76 reflektierten
Referenzstrahlenbündel 66 bzw. 66' vereinigt. Die Prismen 67 und 68 sind starr miteinander
verbunden und in Richtung eines Doppelpfeiles A verschiebbar.
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Das aus dem Teilungswürfel 71 bzw. 72 austretende vereinigte Strahlenbündel
durchsetzt eine Sammellinse 77 bzw. 78, die ein Interferenzstreifensystem unmittelbar
vor einer Doppelschlitzblende 79 bzw. 80 entstehen läßt. Die in den Blendenschlitzen
erscheinenden Interferenzstreifen belichten über ein Dachprisma 81 bzw. 82 zwei
Fotozellen 83, 84 bzw. 85, 86, deren Impulse in einem Aggregat 87 bzw. richtungsabhängig
gezählt werden. Ein elektronischer Umschalter89 bewirkt, daß entweder die aus dem
Aggregat 87 oder aus dem Aggregat 88 austretenden Impulse einem nicht dargestellten
Zählwerk und einem Rechenwerk zugeführt werden, das aus der Anzahl der Impulse die
Strecke der Verschiebung zu ermitteln gestattet. Die Wirkungsweise dieser Meßvorrichtung
ist die gleiche wie die der nach den Fig. 1 und 2 beschriebenen.
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Abweichend von Fig. 3 ist es auch möglich, die Teilungswürfel 62
und 63 übereinander anzuordnen und an Stelle der beiden Prismen 67 und 68 nur ein
entsprechend ausgebildetes Meßprisma zu verwenden, wodurch eine erhebliche Vereinfachung
im Aufbau der Meßvorrichtung möglich ist.
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An Hand der Fig. 4 und 5 soll die Steuerung der Bewegung der Referenzebenen
in Abhängigkeit von der Bewegung der Meßebene näher erläutert werden.
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In diesen Figuren bedeutet 90 das Bett einer Maschine, beispielsweise
einer Werkzeugmaschine, das mit einem Führungsprisma 91 und einer Gleitfläche 92
für einen Support 93, zwei Zahnstangen 94 und 95 sowie zwei im wesentlichen in einer
Ebene parallel zum Support liegenden Trägern 96 und 97 für zwei im Grundriß winkelförmige
Schlitten 98 und 99 ausgestattet ist. Mit jeder Zahnstange steht ein jedem Schlitten
zugeordnetes Zahnrad 100 bzw. 101 im Eingriff, das an der Unterseite des Supports
um eine in Fig. 2 senkrechte Achse X-X bzw. Y-Y drehbar gelagert und mit dem ein
Arm 102 bzw. 103 fest verbunden ist, der an seiner dem Zahnrad abgewandten Seite
einen radial zur Drehachse X-X bzw. Y-Y verschiebbaren und in jeder gewünschten
Stellung klemmbaren Mitnehmer 104 bzw. 105 aufweist. Diese Mitnehmer gleiten abwechselnd
in Führungen 106 und 107, die auf den Schlitten 98 und 99 fest angebracht sind.
Die Schlitten sind mit Hilfe von Laufrollen 108 und 109 (in der Zeichnung sind nur
die vordersten Laufrollen des Schlittens 98 sichtbar) längs der Träger 96 und 97
in einer Ebene um einen Betrag verschiebbar, der durch die Entfernung der Mitnehmer
104 und 105 von den DrehachsenX-X und Y-Y gegeben ist. Zur Klemmung der Schlitten
98 und 99 an den Trägern96 und 97 dient eine an ihrerer Deckfläche mit einem Öffnungsstutzen
110 und an ihrer Grundfläche mit einer Membran 111 versehene, mit Luft füllbare
Druckkammerl12, die im Zusammenwirken mit einem Klemmteil 113, das mittels Schraubenfedern
114 und 115 mit dem betreffenden Schlitten in Verbindung steht und an seinen Enden
Backen 116 und 117 aufweist, denen Backen 118 und 119 an diesem Schlitten gegenüberliegen.
Zwischen den Backen und den Trägern befinden sich im gelösten Zustand schmale Luftspalte.
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Am Support 93 und an den Schlitten 98 und 99 sind in gleicher Höhe
rechtwinklige optische Prismen 12Q
und 121, 122 in Fassungen 123 und 124, 125 so
befestigt, daß ihre Hypotenusenflächen rechtwinklig oder zumindest annähernd rechtwinklig
zur Verschiebungsrichtung des Supports stehen. Das Prisma 120 ist mit der Meßebene
und die Prismen 121 und 122 sind mit den Referenzebenen identisch, die in der Beschreibung
zu den Fig. 1 bis 3 genannt worden sind.
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In den Fig. 4 und 5 steht der dem Zahnrad 100 über den Arm 102 zugeordnete
Mitnehmer 104 im Eingnff mit der am Schlitten 98 befestigten Führung 106, während
der mit dem Zahnrad 101 über den Arm 103 verbundene Mitnehmer 105 sich nicht in
der zugehörigen Führung 107 auf dem Schlitten 99 befindet; in dieser Stellung sind
die beiden Arme 102 und 103 parallel zueinander gerichtet. Beim Verschieben des
Supports 93 rollen die Zahnräder 100 und 101 entlang den Zahnstangen 94 und 95 mit
entgegengesetztem Drehsinn ab. Wird der Support 93 und damit das Prisma 120 in einer
durch einen Pfeil angedeuteten Richtung B verschoben, so drehen sich die Zahnräder
100 und 10l mit den durch Pfeile C und D angegebenen Drehsinnen um die Achse X-X
bzw. Y-Y. Dabei verschiebt der Mitnehmer 104 den Schlitten 98 mit dem Prisma 121
in Richtung B so lange, wie er in der Führung 106 gleitet. Verläßt der Mitnehmer
104 nach entsprechender Drehung des Zahnrades 100 die Führung 106, so hat das Zahnrad
101 eine gleich große, aber entgegengesetzte Drehung erfahren, und die den beiden
Zahnrädern zugeordneten Arme 102 und 103 schließen mit ihren Verlängerungen einen
Winkel a ein, dessen Halbierende parallel zur Verschiebungsricntung B ist. In dieser
Stellung der Arme wird der Schlitten 98 in noch zu beschreibender Weise an die Träger
96 und 97 festgeklemmt und die Klemmung des Schlittens 99 an den Träger 96 und 97
gelöst. Während sich nun die Zahnräder 100 und 101 infolge der fortlaufenden Verschiebung
des Supports 93 um den eben genannten Winkel a drehen, dessen Größe durch den Abstand
der Drehachse jedes Zahnrades vom Anfang der zugehörigen Führung und der Lage eines
jeden Mitnehmers auf dem ihn tragenden Arm bestimmt ist, verharren beide Schlitten
in Ruhe. Erst bei weiterer Drehung des Zahnrades 101 gelangt der Arm 103 mit seinem
Mitnehmer 105 in die Führung 107 und bewirkt die Verschiebung des Schlittens 99
in Richtung B. Durch die winklige Form der Schlitten 98 und 99 wird der sich kontinuierlich
verschiebende Support 93 trotz zeitweiligen Stillstandes dieser Schlitten in seinem
Bewegungsablauf in keiner Weise gehemmt.
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Die Anordnung der Prismen 120 und 121, 122 sowie der Schlitten in
gleicher Höhe bedingt, daß die Prismen 121 und 122 sich nicht, wie in den Fig. 1
bis 3 angegeben, überholen, sondern nur einholen können und dabei einen Weg zurücklegen,
der höchstens gleich der halben Kohärenzlänge des zur Messung verwendeten Lichtes
ist.
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Die Klemmung der Schlitten 98 und 99 an ihren Trägern gestaltet sich
wie folgt: Gleichzeitig mit dem Austritt eines Mitnehmers aus seiner Führung erfolgt
die Klemmung des zugehörigen Schlittens und die Lösung des anderen Schlittens bezüglich
der Träger. In der Darstellung des vorliegenden Beispiels ist der Schlitten 99 an
den Trägern 96 und 97 geklemmt und der Schlitten 98 von ihnen gelöst. Nach entsprechender
Drehung der Zahnräder 100 und 101 wird durch der Einfachheit halber nicht dargestellte
Mittel zur Regulierung des Luftdruckes
in der Druckkammer im Augenblick
des Austritts des Mitnehmers 104 aus der Führung 106 die Klemmung zwischen dem Schlitten
99 und den Trägern gelöst und die Klemmung des Schlittens 98 an die Träger bewirkt.
Zur Klemmung des Schlittens 98 wird Luft durch den Öffnungsstutzen 110 in die Druckkammer
112 gepreßt, so daß sich die Membran 111 gegen den ihr benachbarten Teil des Klemmteiles
113 legt. Dadurch wird zunächst der Schlitten nach oben gedrückt, bis die Backen
118 und 119 zur Anlage an die Träger 96 und 97 kommen und die Rollen 108 und 109
zur Vermeidung von Zwangskräften von diesen Trägern abgehoben sind.
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Danach erfährt bei weiterem Einpressen der Luft auch der Klemmteil
113 eine Bewegung nach unten, durch die die Backen 116 und 117 ebenfalls gegen die
Träger gedrückt werden, Damit ist der Vorgang der Klemmung des Schlittens 98 an
die Träger 96 und 97 abgeschlossen. Diese Klemmung bleibt nun erhalten bis mit dem
entsprechenden Bewegungsablauf der Zahnräder 100 und 101 die Druckkammer 112 geöffnet
wird, die komprimierte Luft ausströmen kann und die Klemmung des Schlittens 99 in
der gleichen Weise erfolgt.