DE1925004U - Visiermikroskop mit einer optisch-mechanischen tasteinrichtung. - Google Patents

Description

RA. 711521-3.11.62

Erfinder: Ing· Max Nestler, Jena

Ing· Gerhard Mink©, Jens

Visiermikroskop mit einer optisch-mechanischen Tasteinrichtung

Die Erfindung betrifft ein Visiermikroekop mit einer optisch-mechanischen Tasteinrichtung und einer hinter dem Okular einschiebbaren Vergleichsstrichplatte, an dessen Mikroskopobjektiv zur mechanischen Abtastung eines Prüflings ein aus einem optischen Tastfinger bestehendes Zusatzgerät ansetzbar ist» dessen Ausgangameßstellung (Null-Lage) im Gesichtsfeld des Mikroskope3 alt Hilfe einer über den mit dem kippbaren Tastfinger verbundenen Spiegel durch das Mikroskopobjektiv In der Bildebene des Okulars abgebildeten Strichmarke überwachbar ist, die nur in dieser Stellung mit einem Balken des Okularstrichkreuaes zur Deckung kommt.

Die bekannten Mikroskope dieser Art gestatten im optischem Bild lediglich die Überwachung der richtigen Ausgangsmeßstellung (Null-Lage) des Tastfingere, jedoch keine unmittelbar meßbare Bestimmung. Sine Messung ist nur mechanisch durch meßbare Verschiebung von Geräteteilen unter Zuhilfenahme optischer Ablesehilfen durchführbar. Diese Art der Messung ist jedoch, insbesondere zur meßbaren Bestimmung kleiner Maßunterschiede in der Größe von 1 Ii bis 0,1 mm, beispielsweise zur Messung von Schlag-, Steigungs- oder Teilungsfehlern nicht geeignet, da derartig geringe Verschiebungen infolge der Reibungs- und Haftkräfte und des erforderlichen Spieles in den Übertragungegliedern nicht

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einwandfrei meßbar sind. Ferner besitzen derartige Geräte den Mangel, daß Infolge des endlichen Strahlenganges dea Ilkro» skopobjjektlvs lage- und Justierfehler der Kippachae des mit dem Tastfinger verbundenen Kippspiegels die Meßgenauigkeit erheblich beeinträchtigen.

Außer diesen bekannten Visiermikroskopen sind zur Messung von Strecken und für Vergleichsmessungen mit mechanischer Abtastung Fernrohrgeräte bekannt, die zur vergrößerten Anzeige des Maßunterschiedes eines Prüflings gegenüber einem normal dienen. Ein solches als optischer Peintaster bezeichnetes Gerät, das als Autokollimationsfernrohr mit geometrischer Gesichtsfeldunterteilung ausgebildet ist, besteht aus einem Okular, einer Kollimatorstrichplatte und einem Fernrohrobjektiv, an dessen Tubus ein in Richtung der optischen Achse des Fernrohrobjektives verschiebbarer Taststift angeordnet 1st, der einen kippbar angeordneten Autokollimationsspiegel bewegt. QIe in der Bildebene des Okularα angeordnete Kollimatorstrichplatte enthält In der einen das Gesichtsfeld des Kollimators bildenden Hälfte eine ' Maßstabteilung und in der anderen das Gesichtsfeld des Fernrohrs bildenden Hälfte eine Strichmarke. Durch die bei der axialen Verschiebung des Taststiftes eintretenden Kippungen des Spiegels wird die Maßstabteilung in der Bildebene des Okulars gegen die feste Strichmarke versetist und vergrößert abgebildet· Da die Maßstabteilung unmittelbar In den Längenwerten der Taststiftverschiebung beziffert 1st, sind die der Größe des Tasthubes entsprechenden Kippungen des Spiegels,bzw. die den Maßunterschieden

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dee Prüflinge gegen das Koraal entsprechenden Werte in optiaoheii Bild über den Bereich der Maßetabteilung direkt ablee- und meßbar. Die Maßetabteilung wird durch das Fernrohrobjektiv ine Un« endliche verlagert, so daß Lagefehler der Kippaohse dee Spiegele zum Objektiv auf die Meßgenauigkeit keinen Einfluß besitzen, Trotz dieser gegenüber den bekannten Visieraikroakopen vorteilhafteren Ausbildung besitzen jedoch auch solche optische; Feintaster schwerwiegende Nachteile, da sie ale selbständige Baueinheiten ausgebildet und nicht ohne größeren Umbau an bereits vorhandene optische Einrichtungen ansetzbar und infolge des nur axial verschiebbaren Taststiftes auch nicht für die Durchführung von Innenmessungen geeignet sind. Nachteilig ist es ferner, daß für eine optische Abtastung eines Prüflings ein zusätzliches Gerät erforderlich ist, wobei das Auswechseln der jeweils zur Verwendung gelangenden Tasteinrichtungen umständliche und zeitraubende Justierarbeiten verursacht.

Zur Beseitigung dieser Mängel und Nachteile lag daher der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Visiermikroskop zu schaffen, das bei der mechanischen Abtastung eines Prüflings im optischen Bild eine unmittelbare Messung über den Bereich einer Maßstabteilung gestattet und das auch für Innenmessungen geeignet ist und bei dem durch Lage- und Ju3tierfehler eines optischen Elementes, insbesondere des mit dem optischen Tastfinger gekuppelten Kippspiegels die Meßgenauigkeit nicht beeinträchtigt ist. '

Eine die Bedürfnisse der Praxis befriedigende Lösung der gestellten Aufgabe ergibt sich dadurch, daß das ausbaubar ange-

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ordnete Mikroskopobjektiv des Visiermikroskopes durch eine aus einem fernrohrobjektiv und einem senkrecht zur optischen Achse dea FernrohrObjektivs schwenkbaren» einen mit einem fest angeordneten Autokollimationsspiegel zusammenwirkenden Kippspiegel tragenden Meßhebel bestehende Zusatzeinrichtung ersetzbar ist, die zusammen mit dem Okular des Visiermikroskopes und einer anstelle der Vergleichestrichplatte einschiebbaren mit einer Maßstabteilung und einer Strichmarke versehenen Kollimatorstrichplatte einen optischen Feintaster bildet, dessen Meßhebelauslenkungen im optischen Bild in an sich bekannter Weise durch die gegen die feste Maßstabteilung versetzt abgebildete Strichmarke direkt ables- und meßbar sind.

Vorteilhaft ist es, wenn zur Durchführung von Messungen in rechtwinkligen Koordinatenrichtungen das Zusatzgerät und die Kollimatorstrichplatte um ihre optischen Achsen drehbar angeordnet und in um 90° gegeneinander versetzten Arbeitsstellungen einras tbar sind, wobei die auf einem drehbaren Tragkörper angeordnete

nur
Kollimatorstrichplatte durchVeine ortsfest angeordnete Lichtquelle in beiden Arbeitsstellungen mit Hilfe von je zwei in jedem Beleuchtungsstrahlengang hintereinander geschalteten Umlenkprismen ausleuchtbar ist, von denen je zwei auf dem drehbaren Tragkörper und je zwei fest angeordnet sind.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung ist in der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes für den Fall einer mechanischen Abtastung eines Prüflings schematisch, z. T. im Schnitt dargestellt.

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Mit 1 ist der FuB eines Visiermikroekopes bezeichnet, auf dem ein zur lagerung eines nicht dargestellten Prüflings dienender Meßschlitten 2 verschiebbar angeordnet ist* An einem Gelenkbolzen 3 1st ein Tragarm 4 schwenkbar gelagert, an dem ein Gehäuse 5 verstellbar angeordnet 1st» das zur Aufnahme der optisch-mechanischen Tasteinrichtung dient. Die optische Tasteinrichtung besteht aus einem Okular 6, einer In der Zeichnung nicht dargestellten, in einen Ausbruch hinter dem Okular einschiebbaren Vergleichsstrichplatte und einem ebenfalls nicht veranschaulichten Mikroskopobjektiv. Zur mechanischen Abtastung eines Prüflings sind die Vergleichsstrichplatte durch eine Kollimatorstrichplatte 7 und das Mikroskopobjektiv durch eine Zusatzeinrichtung 12 ersetzbar. Die Kollimatorstrichplatte enthält eine auf einem zu einer planparallelen Glasplatte verkitteten Prismensatz 8 angeordnete Strichmarke 9 und eine mit einer Maßstabteilung 10 versehene Strichplatte 11. Die Zusatzeinrichtung 12 besteht aus einem Fernrohrobjektiv 13 und einem an dessen Tubus 14 fest angeordneten Autokollimationsspiegel 15* der mit einem auf einem schwenkbaren Meßhebel 16 gelagerten Kippspiegel 1? zusammenwirkt, dessen Kippachse 18 zur optischen Achse des Fernrohrobjektivs 13 senkrecht angeordnet ist. Die Zusatzeinrichtung 12 bildet auf diese Weise zusammen mit der Kollimatorstrichplatte 7 und dem Okular 6 des Visiermikroskopes einen optischen Feintaster, dessen Meßhebelauslenkungen mit Hilfe der über den Kippspiegel 17 und den Autokollimationsspiegel 15

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durch das Itrnrohrobäektiv 13 ia to BlXdtbtne d@s Okul«ra gegen die feste Maßstabteilung 10 versetzten Abbildung 9' der Strichmarke 9 vergrößert sichtbar gemacht sind. Da die Maßstabteilung 10 entsprechend den Längenwerten der Meßhebelauslenkungen beziffert ist, sind dl© Maßabweichungen eines Prüflings durch die Auslegungen des in der Zeichnung um 90° versetzt dargestellten Meßhebels 16 aus der Null-Lage, in der die Strichmarke 9 genau auf den Nullstrich der Maßstabteilung 10 abgebildet wird, im optischen Bild direkt ables- und aeßbar. Ein derartig ausgebildetes Visiermikroskop, dessen Strahlengang zwecks einer bequemen Handhabung durch ein Reflektionspriama 19 um 90° geknickt ist, gestattet daher durch einfaches Auswechseln von nur zwei komplett justierten Baueinheiten sowohl eine optische Abtastung eines Prüflings als auch eine Verwendung als mechanische Tasteinrichtung in form eines optischen Feintasters, der als Nullindikator und für im optischen Bild direkt ables- und meßbare Außen- und Innenmessungen im Bereich der Maßstabteilung 10 geeignet ist. Infolge des zwischen dem Pernrohrobjektiv 13 und dem Autokollimationsspiegel 15 herrschenden parallelen Strahlenganges haben Lage- und Justierfehler der Kippachse 18 keinen Einfluß auf die Meßgenauigkeit, da die den Maßunterschieden des Prüflings entsprechende Versetzung des in der ökularbildebene entworfenen Strichmarkenbildes 9¹ nur von der Größe der durch den Meßhebel 16 bewirkten Kippungen des Kippspiegels 1? abhängig ist.

Zur Messung in zwei rechtwinkligen Koordinatenrichtungen sind die Zusatzeinrichtung 12 um die optische Achse des Fern-

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rohrobjektive 13 und die Kollimatoritrlöhplattf 7 um die optische Achaa dec Okulara 6 drehbar und In um 90° gegen» einander versetzten Arbeltestellungen einraatbar angeordnet. Die Kollimatorstrichplatte 7 1st auf einem Tragkörper SO angeordnet, der auf einer fest angeordneten Buchse 21 drehbar gelagert 1st. In beiden Arbeitsstellungen ist die Kollimatorstrichplatte 7 mit nur einer ortsfest angeordneten Lichtquelle 22 über einen Kondensor 23 durch eine Blendenöffnung 24 und ein fest eingebautes BelÄuchtungeprisma 23 alt Hilfe von je zwei in jedem Beleuchtungsstrahlengang hintereinander geschalteten» um 45° gegeneinander versetzt angeordneten Umlenkprismen 26, 27 und 26^f, 27' beleudhtbar, von denen die Umlenkprismen 26 und 26' auf dem drehbaren Tragkörper 20 und die Umlenkprismen 27 und 27' auf der Buchse 21 angeordnet sind. In dem einen aus der Zeichnung ersichtlichen Beleuchtungsstrahlengang ist die Beleuchtung der Kollimatorstrichplatte 7 über das mit dem drehbaren Tragkörper 20 bewegbare Prisma und das an der Buchse 21 ortsfest angeordnete Prisma 27 bewirkbar. In gleicher Weise ist die in dem anderen Beleuchtungsstrahlengang vorgesehene, in der Zeichnung nicht dargestellte, Anordnung der beiden anderen Umlenkprismen 26' und 27* zu denken, die nach der Umschaltung der Kolllmatoratrichplatte 7 um 90° zur Wirkung gelangen. Die nach der Umschaltung der Kollimatorstrichplatte 7 erforderliche Änderung der Meßkraftrichtung des Meßhebels 16 ist mit Hilfe einer Feder 28 bewirkbar, deren Spannung durch die Betätigung eines mit einer Exzenter scheibe 29 verbundenen Drehknopfes 3O in Meßrichtung umschaltbar ist.

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Claims (3)

1. Visiermikroskop mit einer optisch-mechanischen Taeteinrichtuiig und einer hinter dem Okular einschiebbaren Vergleichsstrichplatte, an deaaen Mikroskopobjektiv zur mechanischen Abtastung eines Prüflings ein aus einem optischen Tastfinger bestehendes Zusatzgerät ansetzbar ist, dessen Ausgangsmeßstellung (Mull-Lage) im Gesichtsfeld des Mikroskopes mit Hilfe einer Über einen mit einem kippbaren Tastfinger verbundenen Spiegel durch das Mikroskopobjektiv in der Bildebene des Qkulars abgebildeten Strichmarke tiberwachbar ist, die nur in dieser Stellung mit einem Balken des Okularstrichkreuzes zur Deckung kommt, dadurch gekennzeichnet, daß das ausbaubar angeordnete Mikroskopobjektiv des Visiermikroskopes durch eine aus einem Fernrohrobjektiv (13) und einem senkrecht zur optischen Achse des Fernrohrobjektivs schwenkbaren, einen mit einem fest angeordneten Autokollimationsspiegel (15) zusammenwirkenden Kippspiegel (17) tragenden Meßhebel (16) bestehende Zusatzeinrichtung (12) ersetzbar ist, die zusammen mit dem Okular

(6) des Visiermikroskopes und einer anstelle der Vergleichsstrichplatte einsehiebbaren, mit einer Maßstabteilung (10) und einer Strichmarke (9) versehenen Kollimatorstrichplatte

(7) einen optischen Feintaster bildet, dessen Meßhebelauslenkungen im optischen Bild in an sich bekannter Weise durch die gegen die feste Maßatabteilung (10) versetzt abgebildete

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Indexmarke (9) direkt ables- und meßbar sind.

2. Visiermikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung von Messungen in rechtwinkligen Koordinatenrichtungen die Zusatzeinrichtung (12) und die Kollimatorstrichplatte (7) um ihre optischen Achsen drehbar angeordnet und in um 90° gegeneinander versetzten Arbeitsstellungen einrastbar sind·

3. Visiermikroskop nach Anspruch 2» dadurch gekennzeichnet, daß die auf einem drehbaren Tragkörper (20) angeordnete Kollimatorstrichplatte (7) durch nur eine ortsfest angeordnete Lichtquelle (22) in beiden Arbeitsstellungen mit Hilfe von je zwei in jedem Beleuchtungsstrahlengang hintereinander geschalteten Umlenkprismen (26, 27) und (26· ,27') ausleuchtbar ist, von denen die Umlenkprismen 26 und 26¹ auf dem drehbaren Tragkörper (20) und die Umlenkprismen (27 und 27') fest angeordnet sind.

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