DE2237329A1

DE2237329A1 - Digitales elektro-optisches mikrometer-feinmessinstrument

Info

Publication number: DE2237329A1
Application number: DE19722237329
Authority: DE
Inventors: Geza Von Voros
Original assignee: OPTOGRAMS
Current assignee: OPTOGRAMS
Priority date: 1972-02-28
Filing date: 1972-07-29
Publication date: 1973-09-06
Also published as: JPS48100157A; GB1400293A; CA973706A

Description

P =>*,-; r-.tsinwälte

Di G h HhLiCK

Dip G
Dip!· Phys. W. Schmitz

Dir-!, !ng. E. Graalfs pipl. Ing. VV. Wehnert

2 Hamburg 36 / Zö, Juli

Neuer Wall 4t ,

"Digitales elektro-optisches Mikrometer-Feinmeßinstrument^M

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf geometrische Instrumente und insbesondere auf die Unterklasse Abstandsmessung _o Eine weitere Unterklasse ist Zählung.

Der Stand der Technik setzt sich weiter zusammen aus der Unterklasse für rollende Kontakte und Rollkontaktrechnung. Ein weiterer Stand der Technik ist zu finden in der allgemeinen Unterklasse digitales Rechnen, welches sich in der allgemeinen Klasse für Register findet. In der Klasse für Strahlungsenergie findet sieh auch die Unterklasse für ein© optische Vorrichtung, in welcher eine Lichtröhr© von physikalischen Quanten betätigt wird oder von einem Lichtchopper oder einer Umlaufvorrichtung.

Mikrometer-Feinmeßinstrumente, welche Präzisionsgrundleitschrauben aufweisen, die in einer Präzisionsmutter umlaufen, sind bekannt_# m diesen Vorrichtungen wird die Umlaufbewegung einer Trommel auf einer Skala abgelesen, die auf einen umlaufenden Anschlag oder ein rundes Gehäuse geschrieben ist, welche von der Trommel getragen werden. Mikrometer-Meßinstrumente, bei denen die Leitschraube mit Köpfen mit optischen · umlaufenden Encodern versehen sind sowie mit einem Ausleser,

sind in den letzten Jahren auf den Markt gekommen. Auch sind Feineinstellkaliber und Höhenmeßinstrumente mit durch Gravieren gebildeten Präzisionsskalen bekannt und für die Messung auf lange Entfernungen nützlich eingesetzt worden, wie beispielsweise fUr Messungen zwischen 0 und 30,9 cm oder Null und anderen Einheiten größerer Länge. Bei der Verwendung von Mikrometer-Feinmeßinstrumenten mit Präzisionsleitschrauben sind viele Versuche unternommen und Patente gerichtet worden auf die kontrollierte Bewegung der Leitschraube, um einen bestimmten Betrag der Antriebsfriktion sicherzustellen· Die Antriebsfriktion darf keine zu großen Werte, aber auch keine zu leichte Berührung oder einen zu leichten Griff auf dem zu messenden Objekt zur Folge haben, bei welchem das Meßinstrument eingesetzt wird. Es ist gut bekannt, daß mehrere Kontrolleure, die in der Bedienung der Leitschrauben-Mikrometer-Meßinstrumente geübt sind, beim Messen mit demselben Instrument unter denselben Bedingungen Unterschiede von 5,1 bis 7,6 χ 10 mm am gleichen Werkstück ausgelesen haben. Diese Toleranzen ergeben sich aus der Handbetätigung duroh den Kontrolleur.

In dergleichen Weise hängt die Benutzung von Feinmeßkalibern und deren Präzisionsskalen von der Genauigkeit der Skalen und von der Übung des Kontrolleurs ab, der die Klauen des Feinmeßkalibers zu setzen hat. Dazu gehören auch die Erfordernisse physikalischer Geschicklichkeit bei Benutzung dieser zwei gut bekannten Typen von Meßinstrumenten, wobei auch

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visuelle. Tricks des auslesenden und setzenden Kontrolleurs eine Rolle spielen. Auch das Ablesen der Skalen, die in Ziffern übersetzt werden müssen, darf nicht übersehen werden. Manchmal hängt es mit der Ausrichtung und Ablesung der Übereinstimmung mit einem Linienpaar ab, welche Linie für die genaue Auslesung der Skala die Richtige ist. Präzisionsendmeßstäbe, Meßblocks (auch als Jo-Blocks bekannt) und ähnliche Präzisionsmeßglieder sind bekannt. Die Schwierigkeit bei der Benutzung dieser Vorrichtungen besteht in der Notwendigkeit der Ansammlung der genau gewünschten Menge dieser präzisionsgefertigten Meßgeräte. Auch sind Trommelanzeiger-Meßwerkzeuge bekannt. Ihre Genauigkeit ist aber wieder vielen Problemen, wie der Abnutzung der Erhaltung des Getriebes und des beweglichen Rahmens unterworfen. Auch diese Trommelanzeiger müssen abgelesen und genau gesetzt werden.

Die Erfindung schlägt nun vor, ein Mikrometer-Feinmeßinstrument mit einem festliegenden Amboß einzusetzen, welcher von einem Rahmen getragen wird, in dem ein beweglicher Gegenzapfen verschiebbar ist, welcher dicht an den Amboß heranfahrbar ist mit Hilfe einer Konstantspannungsfeder. Der Benutzer des Mikrometer-Feinmeßinstrumentes zieht den beweglichen Gegenzapfen von dem feststehenden Amboß derart ab, daß das zu messende Werkstück zwischen Amboß und Gegenzapfen schiebbar isto Danach wird der bewegliche Gegenzapfen losgelassen, und er bewegt sich gegen das Werkstück unter dem Einfluß einer vorbestimmten konstanten Federspannung. Nachdem der bewegliche

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Gegenzapfen gegen das Werkstück gelegt worden ist, um die Messung auszuführen, kann an einem elektrischen Ausleser die erfolgte Messung zwischen dem feststehenden Amboß und dem beweglichen Gegenzapfen optisch ausgelesen werden. Bei Höhen- und Linearmeßvorrichtungen werden Abwandlungen des Rahmens vorgenommen, die Messung erfolgt jedoch auf die gleiche Weise.

Es ist bekannt, Glas- oder Metallskalen zur Bewegung von Werktischen an Werkzeugmaschinen einzusetzen. Diese Skalen ödere anderen Meßvorrichtungen werden gewöhnlich an einem Rahmen festgelegt, und die Skala selbst wird unmittelbar in Beziehung zu einer Anzeigevorrichtung abgelesen, wenn diese sich längs des Bettes oder Tisches der Arbeitsmaschine bewegt. Es werden dabei Vorschubwege von Maschinen oder Werkstücken gemessen. Derartige Auslesungen geben die Vorschubbewegungen nicht in einem digitalen Ausleser korrekt wieder, außer bei einigen neueren elektro-optisehen linearen Encodern.

Drehspindelvorrichtungen zum Antreiben umlaufender Encoder sind ebenso bekannt wie Bandvorrichtungen, welche ein um eine Präzisionsrolle geschlungenes Band einsetzen. Es ist auch bekannt, die Abrollbewegung einer Präzisionsrolle an der Oberfläche des Tisches einer Werkzeugmaschine einzusetzen. Diese Vorrichtungen sind jedoch häufig dem Zufall überlassen und addieren auftretende Schmutz- sowie lineare Ausdehnungs- und Zusammenziehungseffekte infolge von Tempe-

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raturänderungen sowie Abrieb und Schlupf. Die Genauigkeit der Messung läßt damit stark nach, wenn sie auch ursprünglich exakt vorbereitet war.

Soweit wie bekannt, hat es keine Bandvorrichtung für ein mit der wand zu handhabendes Mikrometer-Feinmeßinstrument oder eine Höhenmeßvorrichtung gegeben, bei welchem die Vorspannung des Bandes mit Hilfe eines aufgerollten vorgespannten Federbandes herbeigeführt wirdj, welches Band von dem Federbandwickel abgezogen wird« Wenn die Drehbewegung der Präzisionsrolle von einer Rolle herbeigeführt wird, die durch die Bewegung der Rolle längs des Werkstückes angetrieben wird, dann würde diese Bauart in einem Mikrometeraeßinstrument oder einem -kaliber erfordern, daß das Werkstück frei von öl, Schmutz und Kombinationen derselben ist» Dies, kann aber mit Ausnahme von besonderen Präzisionsmeßinstrumenten nicht garantiert werden.

Bei dem digitalen elektro-optischen Stellungs- oder Höhenoder linearen Meßinstrument kann ein Metall- oder Glasfaserband zum Einsatz gebracht werden, dessen Länge unmittelbar dem Vorschubweg des bewegbaren Gegenzapfens in dem Mikrometer-Meßinstrument angepaßt ist. Jedes Mikrometer-Meßinstrument ist dazu eingerichtet, lineare Vörschubwege eines beweglichen Gegenzapfens auszulesen«, Das Band wird in der in dem Gehäuse festgelegten Stellung während des Meßvorganges unter einer bestimmten bleibenden Spannung gehalten«, Das Band

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bleibt unter dieser Spannung und in fester Beziehung zu dem Rahmen und dem beweglichen Gegenzapfen, wenn es bei Messungen an einem Werkstück bewegt wird. Das Band und der Rest des beweglichen Abschnittes des Mikrometer-Feinmeßinstrumentes sind halbwegs abgeschlossen in dem Gehäuse angeordnet, so daß die anfängliche Baugenauigkeit des Meßinstrumentes während der Benutzung und des Betriebes aufrecht erhalten bleibt. Bei einer anderen Ausführungsform wird eine Präzisionsschraube in Umlauf versetzt, welche mit einer Unterbrecherscheibe mit radialem Aufbau in Verbindung steht, die bei ihrem Umlauf elektrische Impulse erzeugt, mit denen ein digitaler Ausleser gespeist wird. Eine zum Einsatz gebrachte Präzisionsskala verursacht die Erzeugung der impulse und die Speisung des Auslesers.

Zusammengefaßt besteht die Erfindung in einem digitalen elektro-optischen Präzisions-Mikrometer-Meßinstrument für Höhen- und lineare Messungen, wobei innerhalb eines Rahmens ein Metallband unter vorgegebener Spannung mittels eines beweglichen Gegenzapfens einem linearen Vorschubweg unterworfen wird. Wenn das Band mittels des beweglch^en Gegenzapfens bewegt wird, dann dreht es eine mit ihm in Kontakt stehende Präzisionsmeßrolle, die ihrerseits eine radial angeordnete Unterbrecherscheibe dreht, deren Linien einen zu einem Fotosensor strömenden Lichtstrahl unterbrechen. Der Fotosensor speist dann die in elektrische Impulse umgewandelten Lichtimpulse in einen digitalen Ausleser.

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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung besteht darin, ein digitales, elektro-optiscfoes Mikrometer-Meßinstrument für Höhen- und lineare Messungen zu schaffen, worin das Band unter einer vorbestimmten Spannung gehalten wird und an einer Tragstütze angebracht ist, die zugleich auch die Präzisionsmeßrolle trägt, so daß das Band bei linearen Vorschubbewegungen des Gegenzapfens zweimal so schnell bewegt wird wie der bewegliche Gegenzapfen.

JMach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das Meßinstrument mit einer Präzisionsleitschraube versehen sein, welche eine große Steigung aufweist und in einem Paar im Rahmen der Meßeinheit festgelegter Lager drehbar angeordnet ist, wobei eine mit dem .beweglichen Gegenzapfen verbundene 'i'ragstütze eine auf der Schraube angeordnete Kugelmutter trägt_β Wenn das bewegliche Glied bewegt wird, dann dreht die mit ihm längs der Schraube mitgeführte Kugelmutter die Leitschraube. Eine Unterbrecherscheibe mit radialer Anordnung ist an der umlaufenden Schraube befestigt und unterbricht den zu einem Fotosensor strömenden Lichtstrahl. Auch kann eine Vervielfachungsanordnung ein resultierendes Signal als elektrische impulse zu einem digitalen Zähler oder Ausleser weiterleiten. .

Wach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Präzisionsskala an oder von dem beweglichen Glied getragen

werden, wobei diese Skala dann mit diesem Glied mitbewegt

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wird. Diese Skala wird dann durch einen von einer Lichtquelle zu einem Fotosensor verlaufenden Lichtstrahl bewegt, so daß dessen Unterbrechungen elektrische Signale bewirken, die einem digitalen Zähler oder Ausleser zugeführt werden.

Das digitale elektro-optische Präzisionsmikrometer-Meßinstrument kann verschiedene AusfUhrungsformen aufweisen. Jede dieser Ausführungsformen ist mit einem genauen Ausleser für eine Bewegungskoordinate versehen, welche der Bewegung des beweglichen Gegenzapfens des Meßinstrumentes entspricht. Das Meßinstrument kann an einer Klammer oder einem Gestell oder dergl. befestigt sein oder aber auch als handgeführtes Werkzeug eingesetzt werden, um um Werkzeugmaschinen geführt werden zu können oder Inspektionen zu dienen, wobei das Werkstück genau ausgemessen und die genauen Ausmessungen durch eine digitale Präzisionsanzeige wiedergegeben werden.

Bei einigen AusfUhrungsformen kommt ein dünnes Metallblatt zum Einsatz, welches zu und um eine Präzisionsmeßrolle geführt wird, welche auf ihrer Welle eine Unterbrecherscheibe mit radial angeordneten Linien trägt, die dazu dienen, einen zu einem Fotosensor strömenden Lichtstrahl zu unterbrechen. Das unterbrochene Licht wird in elektrische Impulse umgewandelt und in einem digitalen Ausleser gespeist. Das Metallband ist an wenigstens einem Ende mit dem den beweglichen Gegenzapfen tragenden Abschnitt des Gerätes verbunden. Bei einer AusfUhrungsform ist das andere Ende des Bandes an einer

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Tragstütze angeordnet, die an einer Leitstange vorgesehen ist. Eine Konstantspannungsfeder sorgt dafür, da0 das Band unter einer vorgesehenen Spannimg gehalten wird₀

Bei einer anderen Ausführungsform wird ein einzelner Abschnitt des Bandes an einem Ende von einer den beweglichen Gegenzapfen tragenden Tragstütze getragen. Von dieser Tragstütze wird das Band in umfangsmäßige Berührung mit einer Präzisionsantriebsrolle für eine erste Unterbrecherscheibe gebracht. Das Band wird dann über eine Leerrolle und über eine xireitere Präzisionsrolle geführt, welche eine zweite Unterbrecherscheibe trägt, welche der ersten so benachbart ist, daß sich die radialen Linien dieser zwei Unterbrecherscheibaii teilweise überlappen, wobei dann der zu unterteilende Lichtstrahl durch den überlappenden Teil der Scheiben hindurch auf Fotosensoren fällt, welche die Unterbrechungen als elektrische Impulse in einen digitalen Ausleser einspeisen. Der einzelne Abschnitt des Bandes ist mit Hilfe einer Konstantspannungsfeder, die an einem Ende des Gehäuserahmens befestigt ist, einer ständigen Spannung unterworfene

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird ein dünnes Metallband um zwei im Rahmen fixierbare und festgelegte Rollen geführt, wobei die Bandenden an d©r i'ragstütze angeordnet sind, welche den beweglichen Gegenzapf@h trägt und auf im Rahmen angeordneten Leitstangen gleitend verschiebbar ist. Dieses Band wird um ein Rollenpaar

Durchmesser geführt, welches an dem Gehäuserahmen festgelegt 1st. Bei Bewegungen des Bandes drehen sich diese Rollen, welche Unterbrecherscheiben tragen, die sich teilweise gegenseitig überlappen. Wenn das Band nun über die Präzisionsmeßrollen hinweggeführt wird, und zwar über eine zwischengeschaltete Leerrolle, dann wird das Band über die Präzisionsmeßrollen über eine vorbestimmte Umfangslänge hinweggeführt·

Bei einer anderen ÄusfUhrungsform der Erfindung wird das Band über ein Paar in dem Gehäuserahmen fest gelagerter Rollen geführt. An einem seiner Enden ist das Band an dem beweglichen Gegenzapfen angeordnet, welcher auch ein Paar Präzisionsmeßrollen trägt, die ihrerseits wieder Unterbrecherscheiben tragen. Diese Unterbrecherscheiben überlappen sich gegenseitig,und das Band wird um die Präzisionsmeßrollen zu einer Leerrolle derart geführt, daß das Metallband umfangsmäßig in Berührung und um die Präzisionsmeßrollen verläuft.

Bei wieder einer anderen ÄusfUhrungsform trägt der Gehäuserahmen des Meßinstrumentes mittels in ihm angeordneter Lager eine Präzisionsleitschraube, die damit in ihm drehbar ist. Auf der Schraube ist eine Kugelmutter angeordnet, welche mit einer Tragstütze verbunden ist, die auch den beweglichen Gegenzapfen trägt. Wenn der bewegliche Gegenzapfen längs der Vorschubbahn bewegt wird, bewirkt er über die Mutter eine Drehung der Präzisionsschraube. Diese Schraube

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trägt an einem Ende eine Unterferecherscheibe, die mit radialen Linien versehen ist und beim Drehen mit ihren Linien einen fotoelektrischen Sensor betitigt, welcher die Impulse in einen digitalen Ausleser einspeist·

Bei einer weiteren AusfUhrungsform der Erfindung wird der bewegliche Gegenzapfen an einer Tragstütze geführt, welche eine lichtdurchlässige oder reflektierende Skala trägt, -©«£ welche Präzisionsgravierungen oder Einschreibungen lichtdurchlässiger oder reflektierender Linien enthält, die in den Weg einer fotoelektrischen Sensoranordnung gebracht werden mit wenigstens zwei Fotosensoren, die so angeordnet sind, daß sie die durch die Skala hindurchtretende, in der Phase verdrehte Lichtmenge aufnehmen, wobei das von der Lichtquelle kommende Licht von der Scheibe in der Phase verdreht wird, wobei dann infolge der Bewegung der Skala Impulse entstehen, die als elektrische Signale in einen Ausleser gespeist werden.

Bei einer weiteren anderen Ausführungsform der Erfindung wird mit Hilfe eines Rahmens eine Höhenmeßvorrichtung gebildet. Der bewegliche üegenzapfen oder Meßfinger trägt dabei die Präzisionsmeßrolle ebenso wie die Enden des Bandes.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die nach Art eines linearen digitalen Tiefenmeßinstrumentes ausgebildet ist, ist ein Stößel vorgesehen, der mit einer transpa-

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renten oder reflektierenden Skala zusammenwirkt, auf der Linien präzise eingraviert oder eingeschrieben sind, die in den Weg einer fotoelektrischen Sensoranordnung gebracht werden» Diese lineare digitale Meßvorrichtung ist auch geeignet zu Längenmessungen, die von einem digitalen Ausleser abgelesen werden sollen.

Zusätzlich zu der voranstehenden Zusammenfassung der einzelnen Merkmale der Erfindung werden einzelne Ausführungsformen im folgenden im einzelnen erläutert. Diese AusfUhrungsformen sind allerdings nicht vollständig und sollen nur als .Beispiele dienen. Aus diesem Grunde wurde eine spezielle Ausführungsform des digitalen elektrooptischen Meßinstruments ausgewählt und zusammen mit deren Modifikationen mit einer Höhen- und linearen digitalen Meßvorrichtung beschrieben, wobei auf die Konstruktion eines Mikrometers mit einem festen Amboß und einem beweglichen Gegenzapfen Bezug genommen ist. Die Figuren zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht eines elektro-optischen Mikrometer-Feinmeßinstrumentes nach der Erfindung in Verbindung mit einem digitalen Ausleser, mit dem Meßbewegungen eines beweglichen Gegenzapfens von seiner Versetzung gegenüber der Oberfläche eines festen Ambosses in dem elektrischen Ausleser angezeigt werden,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht des Instrumentes nach

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Fig. 1, in dem eine von einer Tragstütze getragene Glasskala vorgesehen ist, welche zusammen mit der Tragstütze und dem beweglichen Gegenzapfen bewegt wird,

Fig. 3 einen Schnitt durch Fig. 2 längs der Linie 3-3 in Richtung der Pfeile,

Fig. 4 einen Schnitt durch das Instrument nach Fig. 2 längs der Linie 4-4 und in Richtung der angedeuteten Pfeile,

Fig. 5 eine schaubildliche Ansicht des "beweglichen Gegenzapfens zusammen mit der Skala, der Lichtquelle und dem fotoelektrischen Aufnehmer bei einer Ausführungsform eines Instrumentes nach Figo 2,

Fig. 6 eine Explosionsansicht des Aufbaues der elektrooptischen Aufnahmevorrichtung nach Fig. 5, wobei die Glasskala in den Weg eines Lichtstrahles geschoben wird, dessen Unterbrechungen in Impulse umgewandelt werden,

Fig. 7 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform des digitalen elektro-optischen Feinmeßinstrumentes, wobei eine Seitenwand entfernt und zu erkennen ist, daß ein einzelner .Bandabschnitt zum Antrieb einer einzelnen Präzisionsrolle eingesetzt wird, an welcher eine UnterbrechersGheibe · befestigt ist,

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Fig. 8 eine schaubildliche Ansicht einer anderen Ausführungsform des Feinmeßinstrumentes nach der Erfindung, wobei eine Seitenwand abgenommen ist und die Führung des nur einen Bandabschnitt aufweisenden Bandes erkennbar ist, dessen Ende von beweglichen Gliedern getragen werden; das Band liegt dabei am Umfang eines Paares von Präzisionsrollen an, welche jede eine Unterbrecherscheibe tragen, die ihrerseits einander überlappen,

Fig. 9 eine weitere Ausführungsform des Feinmeßinstrumentes mit abgenommene t^> Seitenwand, womit ein geschlossener Schleifenantrieb für die optische Ausleserunterbrecherscheibe erkennbar ist, welche Schleife über zwei in dem Gehäuse drehbar angeordnete Rollen ausgespannt ist, wobei die Bandenden in der Tragstütze des beweglichen Gegenzapfens befestigt sind,

Fig. 10 eine der Ausführungsform nach Fig. 9 ähnliche Anordnung, wobei die Präzisionsrollen und die Unterbrecherscheiben auf der beweglichen Tragstütze des beweglichen Gegenzapfens angeordnet sind,

Fig. 11 eine Seitenansicht wieder einer anderen Ausführungsform des Feinmeßinstrumentes, wobei ein Metallband über zwei Rollen gelegt ist, die von der Tragstütze geführt werden, welche auch den beweglichen Gegenzapfen trägt, wobei das Band um ein Paar im Abstand voneinander angeordneter Präzisions-

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rollen geführt ist, die zwischen sich noch eine Leerrolle aufweisen, die gleichfalls an der Tragstütze angeordnet ist,

Fig. 12 eine schaubildliche Ansicht der Jbauteile des beweglichen Gegenzapfens und seiner Tragstütze bei der Ausführungsform nach Fig. 11,

Fig. 13 eine Explosionsansicht des Antriebes der Unterbrecherscheiben, wobei das Antriebsband über zwei Präzisionsantriebsrollen und eine zusätzliche, in Fig» 11 abgebildete Leerrolle geführt ist,

Fig. 14 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des Feinmeßinstrumentes, wobei eine mittels Lagern im Gehäuserahmen angeordnete Präzisionsleitschraube über eine auf sie aufgeschraubte Kugelmutter mit der Tragstütze des beweglichen Gegenzapfens in Verbindung steht und welche gedreht wird bei Längsbewegungen des Gegenzapfens,

Fig. 15 einen Schnitt längs der Linie 15-15 nach Fig. 14 in Richtung der Pfeile,

Fig. 16 eine schaubildliche Ansicht des zusammenwirkenden Aufbaues von beweglichem Gegenzapfen und drehbarer Leitschraube,

Fig. 17 in vergrößerter Darstellung zwei sich überlappende Unterbrecherscheiben, die mit Hilfe der Präzisionsrollen in Umlauf versetzt werden,

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Flg. 18 eine Seltenansicht eines Höhenfeinmeßinstrumentes, welches ein sich bewegendes Band zum Auslesen der Bewegungen und einen beweglichen Meßfinger aufweist,

Fig. 19 eine Seitenansicht einer speziellen AusfUhrungsform eines lösbar befestigten feststehenden Ambosses, um Messungen mit verschiedenen Meßbereichen ausführen zu können,

Fig. 20 eine Seitenansicht einer digitalen linaren Meßvorrichtung mit einer Meßskala nach Fig. 2,

Fig. 21 in etwas verkleinerter Darstellungsweise die Feinmeßvorrichtung nach Fig. 20, wobei die Vorrichtung mit einem Trommelanzeiger versehen ist.

In der nun folgenden Beschreibung und in den Ansprüchen werden verschieden Bauteile mit geeigneten Namen bezeichnet. Diese Namen sind jedoch allgemein aufzufassen und sollten das Prinzip der Erfindung nicht irgendwie einengen.

In Fig. 1 ist ein elektro-optisches Präzisionsfeinmeßinstrument dargestellt, dessen mechanischer Mikrometermeßteilntt bezeichnet ist. Dieses Meßteil 23 ist über ein Kabel 24 mit einem digitalen Ausleser 25 verbunden. Die elektrischen und elektronischen Bestandteile befinden sich in einem Gehäuse 26, welches mit oder ohne einer elektrischen Kraftquelle versehen sein kann. Der digitale Ausleser ist an seiner

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Vorderseite mit Ziffernanzeigen versehen, welche vorzugsweise aus lichtemittierenden Dioden (led's) bestehen, über welche die Meßergebnisse der Mikrometerbewegung auslesbar sind. Weiterhin ist ein Auslöseknopf.30 vorhanden, der auf übliche Weise bedient werden kann zum Auslöschen und auf Null setzen der Ziffernanzeige. Mit 31 ist ein Mehrkontaktsockel bezeichnet,-welcher einen binärkodierten dezimalen (BCD) Ausgang des digitalen Auslesers enthält.

Der mechanische Mikrometermeßteil 23 befindet sich in einem Gehäuse 32, welches mit einem Handgriff 34 versehen ist. Von dem Rahmen dieses Mikrometers wird ein Amboß 36 getragen, der am Rahmen festgelegt ist· und mit einem beweglichen Gegenzapfen 38 zusammenwirkt, der gleichfalls vom Rahmen getragen wird und gegen den Amboß gedrückt wird mit Hilfe einer im Gehäuse 32 angeordneten Konstantspannungsfeder. Mit Hilfe von Schrauben 42 ist an einer Seite des Gehäuses eine Abdeckplatte 40 lösbar angeordnet, damit der innere Teil des Mikrometers eingestellt und gewartet werden kann. Dieser allgemeine Aufbau gilt für alle verschiedenen Ausführungsformeni die im folgenden beschrieben werden. Der bewegliche Gegenzapfen 38 betätigt bei seiner Bewegung verschiedene mechanische MIe₁ welche elektrische Impulse erzeugen, die den Bewegungen des beweglichen Gegenzapfens 38 genau entsprechen und an den digitalen Ausleser 25 weitergegeben werden, um dort das Bewegungsausmaß des beweglichen Gegenzapfens in eine Ziffernanzeige durch die lichtemittierenden Dioden 28 umzuwandeln.

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In Fig. 2 ist ein Präzisionsfeinmikrometer dargestellt, von dessen Rahmen 32 die Abdeckplatte 40 entfernt ist. Auf diese Weise werden in dem Inneren angeordnete Bauteile sichtbar, die auch in den Fig. 3, 4, 5 und 6 dargestellt sind. Der bewegliche uegenzapfen 38 wird in diesem Rahmen geführt mit Hilfe eines Paares von Führungsstangen 46 und 47» welche parallel zueinander im Rahmen 32 festgelegt sind. Der bewegliche Gegenzapfen 38 wird von einer an ihm geformten Tragstütze 50 geführt, mit Hilfe eines Paares von Hülsenlagern 52 und 53, die in der Tragstütze 50 so angeordnet sind, daß sie für den beweglichen Gegenzapfen 38 auf den Leitstangen 46 und 47 eine Präzisionsgleitführung bilden. Auf einer am Rahmen 32 angeordneten Stifschraube 56 ist eine Konstantspannungsfeder 55 angeordnet; das andere Ende dieser Feder greift unter Vorspannung an einer weiteren Stiftschraube 58 an, die an der Tragstütze 50 des beweglichen Gegenzapfens 38 angeordnet ist. Die Konstantspannungsfeder hat das bestreben, den beweglichen Gegenzapfen 38 mit einer vorbestimmten Spannung oder Kraft gegen den unbeweglichen Amboß 36 zu ziehen.

Die Fig. 2 und 5 zeigen, wie mit der Tragstütze 50 ein Kolben 60 in Verbindung steht, welcher an einer Kolbenstange 62 angeordnet ist und sich in einem nicht dargestellten Zylinder bewegt, der an dem Rahmen 32 befestigt ist und den Kolben 62 derart führt, daß ruckartige oder zu rasche Bewegungen des beweglichen Gegenzapfens 38 gegen den Amboß 36 vermieden

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werden. An dem Rahmen 32 ist ein Tragbügel 64 angeordnet, welcher eine elektrische Lichtquelle 68 an einer vorbestimmten Stelle trägt. Die Lichtquelle 68 erzeugt einen oder mehrere Lichtstrahl, en, die zu einem Aufnehmer 66 geleitet werden, welcher aus einer Gruppe von Fotozellen oder Fotosensoren bestehen kann. In dem Strahlenweg der Lichtstrahlen ist eine Bildraster-, Schlitz- oder Phasungsscheibe 69 angeordnet, welche in der Lage ist, bestimmte Phasen in der Phase zu verschieben. Der Tragbügel 64 trägt in seiner festgelegten Stellung den Fotosensor und die Lichtquelle 68 derart, daß zwischen diesen beiden Teilen ein Spalt 70 vorhanden ist, in welchem eine Glasskala 72 mit einer Präzisionsgravur hin- und herfahrbar ist. Die Gravur kann aus in die Oberfläche eingeschriebenen oder eingeätzten Linien 73 bestehen, die vorzugsweise äußerst dünn und präzis geformt sind. Auf 2,54 cm können 1000, 1250 oder 2500 Linien kommen. Die Skala 72 kann anstelle von Glas auch aus iYletall oder einem anderen lichtundurchlässigen Material bestehen, wobei die Linien 23 dann mit Hilfe von Reflexionsmitteln abgelesen werden. Die Lichtquelle und der Fotosensor müssen dann auf der gleichen Seite der Skala angeordnet sein,- Dieser Aufbau wird bevorzugt eingesetzt, wo dicke Spalte vermieden werden sollen.

In Fig. 7 ist ein elektro-optisches Mikrometer-Feinmeßinstrument dargestellt, bei welchem der feststehende Amboß 36 von einem Rahmen 80 getragen wird, der gegenüber dem Rahmen 32 abgewandelt ist. Über dem Handgriff ist in diesem Fall ein

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Ansatz vorgesehen, welcher ein Präzisionsbandmeßgerät enthält· Zur Verdeutlichung des Aufbaues ist die Seitenplatte des Meßinstrumentes abgenommen. Das obere Ende des beweglichen Gegenzapfens 38 ist mit einem beweglichen block 82 versehen, welcher wie in Fig. 2 auf einem Paar Leitstangen 84 und 85 geführt und verschiebbar ist. in dem Block 82 sind nicht dargestellte Lager vorgesehen, die den beweglichen üegenzapfen 38 frei und genau längs der Leitstangen 84 und 85 verschieben, deren Ende genau in Bohrungen des Rahmens 80 eingepaßt sind. Mit Hilfe von Stiftschrauben 56 sind an dem Gehäuse 80 zwei Konstantspannungsfedern 55a und 55b festgelegt. Das andere Ende der Feder 55a wird mit Hilfe einer Stiftschraube 58 von dem Block 82 getragen. Der Block 82 enthält auch eine Klemmvorrichtung 88, welche mit Hilfe einer Schraube 90 ein dünnes Metall- oder Glasfaserband 92 am Block 82 festlegt.

Durch die Bewegungen des beweglichen Gegenzapfens 38 werden der Block 82 und damit das Band 92 bewegt, womit ein mit angedeutetes Werkstück ausgemessen wird, welches mit gestrichelten Linien zwischen dem festliegenden Amboß 36 und dem beweglichen Gegenzapfen 38 angeordnet ist. Das Band 92 erstreckt sich von dem Block 82 zu einer drehbaren Scheibe 95 und weiter zu und über eine Präzisionsrolle 96, wobei die Bandführung durch gestrichelte Linien dargestellt ist. Die Rolle 96 trägt auf ihrer Achse eine Unterbrecherscheibe 97, welche die Lichtstrahlen wie bei den zuvor beschriebenen

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Ausführungsformen unterbricht. Das Band wird dann zu und über eine Ablenkrolle 98 geführt und ist schließlich in einem Spannblock 100 festgelegt. Dieser Spannblock wird von einem Leitstangenpaar 102 gleitbar geführt, welches in Bohrungen der Bodenwand des Handgriffabschnittes des Rahmens 80 geführt ist. Das untere Ende der Konstantspannungsfeder 55b ist mittels einer Stiftschraube 56 festgelegt, die im Rahmen 80 befestigt ist. Das andere Ende der Feder 55b greift am bewegbaren Block 100 an.

Die in Fig. 8 dargestellte Ausführungsform eines elektrooptischen Mkrometer-Feinmeßinstrumentes ist der in Fig. 7 dargestellten ähnlich. Der festgelegte Amboß wird in diesem Fall von dem Ende eines Rahmens 110 getragen, in welchem zu einem Paar nebeneinander Leitstangen 112 und 113 präzise befestigt sind, welche einen verschiebbaren Block 115 führen. Dieser Block 115 kann Teil des beweglichen Gegenzapfens 38 oder an diesem befestigt sein« Dieser Block 115 ist mit nicht dargestellten Gleitlagern versehen, welche ihn frei beweglich und exakt geführt längs der Leitstangen 112 und 115 fütassa. Mit Hilfe, einer Stiftschraube 56 ist an dem Rahmen 110 das linke Ende einer Konstantspannungsfeder 55a festgelegt, während das andere Ende dieser Feder mit Hilfe einer Stiftschraube 58 am Block 115 angreift. Wie in Fig. 7, legt wieder eine Setzschraube 90 das linke Ende eines Bandes · 118 in einem Schlitz im Teil 120 des Blockes 115 fest· Dieses linke Ende des Bandes 118 ist zusammen mit de© Block 115 und

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damit auch zusammen mit dem beweglichen Gegenzapfen 38 bewegbar. Das Band 118 1st um eine Präzisionsrolle 122 gelegt

und führt dann zu und um eine Leerrolle 124. Von dort geht es welter nach links und unten, wobei es um eine Präzisionsrolle 126 geführt ist, welche das Band zu einem beweglichen Spannblock 113 umlenkt, welcher auf einem Paar von Leitstangen 132 verschiebbar im Handgriff des Rahmens 110 angeordnet ist. Es ist wieder eine Konstantspannungsfeder 55b vorgesehen, deren eines Ende an einer im Rahmen 110 festgelegten Stiifeschraube 5t» angreift und deren anderes Ende über eine Stiftschraube 58 mit dem bewegbaren .block 130 verbunden ist.

Die Arbeitsweise der in den Fig. 7 und 8 dargestellten elektro-optischen Mikrometer-Feinmeßinstrumente kann wie folgt erläutert werden: Es wird zunächst an den feststehenden Amboß 36 das Werkstück 94 angelegt, wobei der Amboß 36 als Anschlag für das zu messende Werkstück wirkt. Der bewegliche Gegenzapfen 38 ist während dieser Zeit gegen den Handgriff gezogen. Wenn der Bedienungsmann den beweglichen Gegenzapfen 38 dann losläßt, dann wird dieser unter der Wirkung der Konstantspannungsfeder 55· in Richtung auf den Amboß verschoben. Die Konstantspannungsfeder zwingt dabei den beweglichen Gegenzapfen 38 unter einem ganz bestimmten Druck gegen das Werkstück 94 und den Amboß 36. Das Band 92 wird unter der Bewegung des beweglichen Gegenzapfens 38 um die Leerrollen 95 und 98 sowie um die Präzisionsmeßrolle 96 bewegt. Damit dreht sich die Präzisionsrolle 96» und sie be-

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wirkt, daß die mit ihr verbundene Unterbrecherscheibe 97 durch den Lichtstrahl zwischen der Lichtquelle 66 und dem Empfänger 68 bewegt wird. Die Lichtquelle und der Empfänger arbeiten dabei auf die in Fig« 6 beschriebene Weise. Das Band wird mit Hilfe der Konstantspannungsfeder 55b unter einer bestimmten Spannung über die Präzisionsrolle 96 geführt. Die Konstantspannungsfeder 55a hat eine größere Zugkraft, um die Zugkraft der Feder 55b zu überwinden. Damit kann der bewegliche Gegenzapfen in der Auslösestellung gegen den feststehenden Amboß 36 gezogen werden. Die Feder 55b sorgt während aller Bewegungen des beweglichen Gegenzapfens für die gewünschte Spannung in dem Band. Die Setzschraube 90 ist in den Blockabschnitt 88 eingesetzt, um das Band in dem Block 62 zu sichern, bevor das Mikrometer-Feinmeßinstrument in Betrieb genommen wird. Eine ähnliche nicht dargestellte Schraube befestigt das andere Ende des Bandes 92 in der gewünschten Spannung in dem Zugblock 100. Um nun das Werkstück 94 auszumessen, wird der bewegliche Gegenzapfen 38 gegen den Handgriff gezogen und das Werkstück gegen den feststehenden Amboß 36 gelegt. Danach wird der bewegliche Gegenzapfen 38 gelöst, womit er auf den Leitstangen 84 und 85 bis zur Berührung mit dem Werkstück 94 verschoben wird. Die Konstantpannungsfeder 55a, die kraftvoller ist als die Konstantspannungsfeder 55b, mit der die gewünschte Spannung des Bandes 92 herbeigeführt wird, garantiert bei allen Gelegenheiten die Verschiebung des beweglichen Gegenzapfens und dessen Anlage an das Werkstück 94. Falls es gewünscht wird, kann auch

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eine Kolben- oder Dämpfvorrichtung vorgesehen werden, welche sicherstellt, daß der bewegliche Gegenzapfen 38 sich nicht schneller bewegt als es gewünscht ist. Die Kolbenanordnung kann dabei ähnlich der zu den Fig. 2 und 5 beschriebenen aufgebaut sein.

Das in Fig. 8 dargestellte elektro-optische Mikrometer-Fei* meßinstrument 1st dem nach Fig. 7 ähnlich, in dem die Kraft der Konstantspannungsfeder 55a wieder größer ist als die Kraft der Konstantspannungsfeder 55b. Der bewegliche Gegenzapfen 38 wird, wenn er bewegt wird, von dem Tragblock 115 geführt, an dem ein Band 118 angreift, das zu und um die Präzisionsrollen 122 und 126 geführt ist. Diese Rollen tragen Unterbrecherscheiben 135a und 135b, wobei die Unterbrecherscheiben so angeordnet sind, daß sie sich in einem gewissen Umfangsabschnitt überlappen, in diesem Überlappungsabschnitt ist eine Lichtquelle 66 vorgesehen, die einen Lichtstrahl durch die beiden Scheiben sendet. Der Lichtstrahl wird dabei durch radiale Linien auf den Scheiben unterbrochen zur Bildung vieler Impulssignale, die in einem nicht dargestellten Fotosensor erzeugt werden. Es sei erwähnt, daß die Blocks 100 und 130 auch weggelassen werden können, wenn das Band selbst an der Konstantspannungsfeder 55b angreift, die dann die gewünschte Spannung auf das Band bringt.

Bei dem in Fig. 9 dargestellten elektro-optischen Mikrometer-

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Feinmeßinstrument ist wieder eine Seitenwand entfernt, so daß zu erkennen ist, daß der feststehende Amboß 36 von dem Rahmen 140 getragen wird, in dem Leitstangen 142 und 143 angeordnet sind, welche einen Gleitblock 145 präzis führen. Der bewegliche Gegenzapfen kann wieder ein 'JL'eil der beweglichen Tragstütze sein. An dem Rahmen 140 greift an einer Stiftschraube 56 wieder eine Konstantspannungsfeder 55 an. Das rechte Ende dieser Feder ist wieder an einer Stiftschraube 58 angeordnet, die am Gleitblock 145 derart befestigt ist, daß der bewegliche Gegenzapfen 38 gegen den feststehenden Amboß 36 gezogen wird. Ein dünnes flexibles Metall- oder Glasfaserband 147 ist um eine Leer- oder Leitrolle 148 gelegt, die am linken Ende des Rahmens 140 angeordnet isto Eine weitere Leer- oder Leitrolle 149 befindet sich am rechten Ende des Rahmens 14O. Die Rollen 148 und 149 richten das Band 147 genau gegenüber Leitstangen 142 und 143 aus. Zwischen den Leerrollen wird das Band um ein Paar Präzisionsrollen 150 und 152 geführt, die beide im Rahmen 140 gelagert sind. Eine Leerrolle 154 befindet sich oberhalb und in der Mitte der Rollen 150 und 152, so daß das Band 147 die Rollen 150 und 152 nur längs eines Umfangsabsehnittes von 90° berührt. Die Rollen 150 und 152 werden auf Wellen geführt, welche auch Unterbrecherscheiben 135a und 135b tragen, die sich derart überlappen, daß das von einer Lichtquelle 66 ausgehende Licht nacheinander durch beide Scheiben ' hindurchfällt und mittels der auf den Scheiben angeordneten Linien unterbrochen wird, bevor es auf einen nicht dargestell-

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ten Lichtaufnehmer 68 fällt. Eine Ende des Bandes 147 1st mittels einer Setzschraube 157 In einem Schlitz 156 des Gleitblockes 145 festgelegt. Das andere Ende des Bandes ist in einem entsprechenden Schlitz 158 des Blockes 145 befestigt. Dieses andere Ende wird wieder mit Hilfe einer Setzschraube festgelegt, welche das Band unter einem vorbestimmten Zug einspannt. Dieser Zug bleibt ständig erhalten, wenn sich der bewegliche Gegenzapfen bei Vor- und Zurückbewegungen auf den Leitstangen 142 und 143 verschiebt. Die Spannung in dem Band 147 kann entweder durch die Lagerwellen der Rollen 148 und 149 erhalten bleiben, die in dem Rahmen 140 in Richtung des Band verschiebbar sein können. Diese verschiebbare Anordnung erlaubt es, das Band auszurichten, wonach die Wellen der Rollen dann blockiert oder gesichert werden. Dieses Einstellen ermöglicht es auf einfache Weise, das Band zu spannen und auszurichten.

Die in Fig. 10 dargestellte AusfUhrungsform eines elektrooptischen Mkrometer-Feinmeßinstrumentes ist derjenigen nach Fig. 9 ähnlich. An einem Rahmen 160 ist an der linken Seite ein Amboß 36 festgelegt, gegenüber dem ein beweglicher Gegenzapfen 38 an im Rahmen 160 angeordneten Leitstangen und 163 verschiebbar geführt ist. Die Verschiebung des beweglichen Gegenzapfens erfolgt mit Hilfe eines ihn tragenden Tragblockes 165, welcher Lagerhülsen trägt, mit denen er auf den Leitstangen verschiebbar ist. An der linken Seite des Rahmens ist mit Hilfe einer Stiftschraube 56 eine Kon-

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stantspannungsfeder 55 festgelegt, welche über eine an dem Block 165 angeordnete Stiftschraube 58 am Block 165 angreift. Die Feinmessung erfolgt wieder mit Hilfe eines aus Metall oder Glasfasern bestehenden dünnen Präzisionsbandes 170. Dieses Band 170 ist über zwei im Rahmen 160 frei drehbarer·Leerrollen 172 und 173 geführt. Die Enden des Bandes 170 sind in Halteschlitzen 174 und 175 von Abschnitten des Blockes 165 gehalten«. In diese Abschnitte des Blockes 165 sind Setzschrauben 176 und 177 eingeschraubtj sie klemmen das Band 170 in den Schlitzen des Blockes 165 unter festen Bedingungen und Vorspannung fest. An dem Block 165 sind weitere Präzisionsrollen 180 und 181 gelagert. Über diese Präzisionsrollen ist das Band 170 gelegt, und zwar jeweils um ein Viertel der Umfangslänge, was dadurch bewirkt wird, daß eine weitere Leerrolle 183 auf der Mittelsenkrechten unterhalb der Verbindungslinie frei drehbar angeordnet ist und über welche das Band 170 verläuft. Auf den Wellen der Rollen 180 und 181 sind Unterbrecherscheiben 135a und 135b vorgesehen, die sich derart überlappen, daß ein von einer Lichtquelle 66 ausgehender Lichtstrahl beim Hindurchgang durch den überlappenbereich unterbrochen wird und damit pulsierend auf einen nicht dargestellten Lichtaufnehmer 68 auftrifft. Dieser Aufbau ist ähnlich dem nach Fig. 9.

Die Spannung in dem Band 170 kann dadurch herbeigeführt werden, daß die Rollen 172 und 173 in Schlitzen des Rahmens 160 verschieblich angeordnet sind in ähnlicher Weise, wie es zu Fig. 9 beschrJ3ben wurde.

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Wenn bei den Feinmeßinstrumenten nach den Fig. 9 und 10 der bewegliche Gegenzapfen 38 bewegt wird, dann bewegt dieser gleichzeitig das Band mit. Bei der AusfUhrungsform nach Fig. 10 bewegt sich das Band um die Präzisionsrollen um den zweifachen Betrag der Bewegung des beweglichen Gegenzapfens 38. Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 werden bei den Vor- und Rückbewegungen des beweglichen Gegenzapfens 38 die Rollen 150 und 152 gedreht durch die Bewegung des Bandes, welches in Fig. 9 um den gleichen vorbestimmten Abstand bewegt wird wie der bewegliche Gegenzapfen. Wenn der Lichtstrahl durch die sich überlappenden und drehenden Scheiben 135a und 135b hindurchfällt, wird er von den auf den Scheiben angebrachten Linien unterbrochen, so daß von dem Empfänger ein pulsierendes Signal empfangen wird, welches verstärkt und einem Ausleser zugeführt wird. In Fig. 10 bewegt sich das Band 170 zweimal so schnell wie der bewegliche Gegenzapfen 38, was zur Folge hat, daß die Unterbrecherscheiben vom Band mit doppelter Geschwindigkeit angetrieben werden. Wenn der bewegliche Gegenzapfen und der Block 165 längs der Leitstangen 162 und 163 bewegt werden, dann drehen sich damit auch die Scheiben 135a und 135b, welche den von der Lichtquelle 66 ausgehenden Lichtstrahl im Bereich der überlappenden Abschnitte der Scheiben 135a und 135b unterbrechen, was zur R>lge hat, daß mit Hilfe der zwei Scheiben das von dem Empfänger aufgenommene Licht viermal so schnell pulsiert wie sich der bewegliche Gegenzapfen bewegt.

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In den Ausführungsformen nach den Fig. 9 und 10 kann es ebenso wie bei allen anderen elektro-optischen Mikrometer-Feinmeßinstrumenten wünschenswert sein, daß das Band und der Rahmen gleiche thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Dies gilt insbesondere für die Instrumente, wo beide Enden des Bandes in demgleichen Block befestigt sind, wie es in Fig. 9 und 10 der Fall ist. Es sei auch bemerkt, daß in den Fig. 9 und 10 nicht unbedingt sich überlappende Unterbrecherscheiben eingesetzt werden müssen. Es kann ebenso gut auch eine einzelne Scheibe zum Einsatz kommen, wie es in Fig. 7 dargestellt ist, allerdings ohne Konstantspannungsfeder.

,Xn den Fig. 11, 12 und 13 ist eine weitere Ausführungsform des elektro-optischen Mikrometer-Feinmeßinstrumentes dargestellt, bei welcher ein Band 190 von Rollen 192 und 193 getragen wird, welche frei drehbar an einem beweglichen Rahmen 195 angeordnet sind. Dieser Rahmen ist mit dem beweglichen Gegenzapfen 38 fest verbunden, wozu vorzugsweise das obere Ende 197 des Zapfens integraler Bestandteil des Zapfens ist. An einem Rahmen 202 ist in präziser Ausrichtung ein Leitstangenpaar 199 und 200 angeordnet. Eine Konstantspannungsfeder 55» ähnlich den zuvor beschriebenen, wird mit Hilfe einer Stiftschraube.56 an dem Rahmen 202 festgelegt. Das rechte Ende dieser Feder greift wieder über eine Stiftschraube 58 an dem Block 197 an. Die Enden des Bandes 190 sind mit Hilfe von Setzschrauben 207 und 208 in Schlitzen 204 und 205 des Blockes 197 festgelegt. Die Bandspannung wird ähnlich

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den Maßnahmen nach Fig. 9 und 10 auf einem bestimmten Wert gehalten, da das Band zu und um Präzisionsrollen 210 und 212 geführt wird, die im Rahmen 202 gelagert sind. Zwischen den Rollen 210 und 212 erstreckt sich das Band noch über eine am Rahmen 202 gelagerte Leerrolle 214, deren Achse sich auf der Mittelsenkrechten der Verbindungslinie zwischen den Achsen der Rollen 210 und 212 oberhalb derselben befindet. Auf den Wellen der Rollen 210 und 212 sind Unterbrecherscheiben 135a und 135b angeordnet, und zwar in einer derartigen gegenseitigen Lage, daß sich die Scheiben mit ihren Flächen teilweise überlappen, wie es in Fig. 17 dargestellt ist, wobei durch die sich überlappenden Abschnitte der Strahl einer Lichtquelle 66 hindurchgeht. Die Linien auf den beiden sich überlappenden Scheiben unterbrechen dabei den Lichtstrahl, welcher von einem nicht dargestellten Lichtaufnehmer 68 empfangen wird, ähnlich dem nach Fig. 6.

Bei dem Feinmeßinstrument nach den Fig. 11, 12 und 13 wird der bewegliche Gegenzapfen 38 gegenüber dem feststehenden Amboß mit Hilfe einer Konstantspannungsfeder 55 angezogen« Der Rahmen 195 mit den Leerrollen 192 und 193 bewegt sich dabei mit der Geschwindigkeit des beweglichen Gegenzapfens um denselben Abstand, so daß der obere Teil des Bandes 190 zwischen den Rollen 192 und 193 mit den Bewegungen des beweglichen Gegenzapfens mitgeht. Der obere Abschnitt des Bandes 170 bewegt sich damit auch um die Rollen 210 und 212, die damit in unmittelbarer Beziehung zur Bandbewegung in Umlauf versetzt werden. Die Präzisionsrollen 210 und 212

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drehen damit auch die Unterbrecherscheiben 135a und 135b, womit der durch den überlappenden Abschnitt dieser Scheiben durchdringende Lichtstrahl in einer bestimmten Beziehung zur Bandbewegung unterbrochen wird.

Bei einer weiteren Ausführungsform des elektro-optisehen Mikrometer-Feinmeßinstrumentes nach den Fig. 14, 15, 16 und 17 ist im Rahmen 220 eine drehbare Präzisionsleitschraube 222 in Lagern 224 und 225 derart angeordnet, daß die Leitschraube gegenüber dem Rahmen 220 axial fixiert um ihre eigene Achse drehbar ist. Ein feststehender Amboß 36 und ein beweglicher Gegenzapfen 38 sind mit einem Werkstück in Berührung, wie es in den vorangegangenen Ausführungsformen beschrieben ist. Der bewegliche Gegenzapfen 38 ist an einer mit ihm einteilig gebildeten Tragstütze 228 angeordnet. In dieser Tragstütze ist eine Kugelmutter 230 angeordnet, welche auf die Schraube 220 aufgesetzt ist und die Schraube 222 zu Drehbewegungen zwingt, wenn der bewegliche Gegenzapfen und Kugelmutter 230 längs der Schraube vor und zurück bewegt werden. An dem linken Ende des Rahmens 220 ist wieder eine Stiftschraube 56 angeordnet, welche eine Konstantspannungsfeder 55 festlegt. Das rechte Ende der Konstantspannungsfeder greift über eine Stiftschraube 58 an der Tragstütze 228 an. Im Rahmen 220 ist weiterhin eine Leitstange 232 ausgerichtet befestigt, welche für eine Führung des beweglichen Gegenzapfens 38 sorgt. Am rechten Ende der Schraube 222 befindet sich eine Unterbrecherscheibe 135, die

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so angeordnet ist, daß auf ihr vorgesehene radiale Linien einen Schlitz 70 in einem Tragstück 64 durchlaufen, wo sie einen Lichtstrahl zwischen einer Lichtquelle und einem empfangenden Fotosensor 68 unterbrechen.

Im Betrieb wird der bewegliche Gegenzapfen 38 des Meßinstrumentes nach den Fig. 14 bis 17 zunächst von dem feststehenden Amboß 36 abgezogen. Die Kugelmutter 230, welche auf der Leitschraube 222 angeordnet ist, bewegt sich dabei längs dieser Leitschraube 222 und verursacht eine Drehung derselben. Beim Drehen der Schraube dreht sich auch die Unterbrecherscheibe 135. Die Linien auf der Unterbrecherscheibe verursachen dabei eine Unterbrechung des von der Lichtquelle 66 zu dem aufnehmenden Fotosensor 68 fließenden Lichtstrahles, wobei der Fotosensor die unterbrochenen Lichtsignale in elektrische Impulse umsetzt. Der bewegliche Gegenzapfen wird auf der Leitstange 232 gegen die Spannung der Feder 55 vor und zurück bewegt, wobei die Leitschraube 222 in jedem Fall die auf ihr angeordnete Unterbrecherscheibe 135 mitbewegt. Die sich ergebende bestimmte Zahl von Lichtimpulsen kann an einer Ziffernanzeige 24 ausgelesen werden.

In Fig. 18 ist eine Höhenmeßvorrichtung angeordnet, welche schematisch den Einsatz zum Höhenmessen wiedergibt, wobei eine Grundplatte 250 vorgesehen ist, auf welcher ein Rahmen 252 aufrechtsteht. Der Rahmen 252 ist an der Vorder- und Rückseite mit Schlitzen 254 und 255 versehen. Wenn es auch

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nicht dargestellt ist, so können doch elastische Dichtungen vorgesehen sein, welche die Schlitze verschließen und die nach außen reichenden Teile berühren, wenn diese sich längs der Schlitze bewegen. Auf der rechten Seite des Rahmens ragt durch den Schlitz 254 ein beweglicher Meßfinger 258 zur Durchführung von Höhenmessungen heraus. Durch den gegenüberliegenden Schütz 255 greift eine Rollenführung 260, welcher über und unter sich ein Pührungsrollenpaar trägt, welches sich an dem Rahmen 252 beiderseits des Schlitzes 255 abstützt. Die Rollenführung trägt zugleich eine Tragstütze 262, welche mit Rollenführung und beweglichem Meßfinger am Rahmen 252 auf-und ab-bewegbar ist. An und in der Tragstütze 262 befindet sich ein Leerrollenpaar 264 und 265, über welches ein Führungsband 267 hinwegläuft und zu einer Präzisionsmeßrolle 268 geführt wird, die innerhalb des Instiumentenaufbaues eine nicht dargestellte Unterbrecherscheibe trägt.

An den oberen und unteren Enden des Rahmens 252 sind in seinem Inneren obere und untere Tragrollen 270 und 271 frei drehbar befestigt. Diese Rollen tragen das Band 267 in der Weise, wie es in bezug auf die Rollen 172 und 173 der Ausführungsform nach Fig. 10 beschrieben wurde. Ebenso wie in Fig. 10 sind die Enden des Bandes 267 in Schlitzen der Tragstütze 262 festgelegt. Durch das Bewegen der einen oder der anderen Rolle 270 oder 271 in einem vorgesehenen Schlitz nach außen kann in dem Band die gewünschte Spannung be- * wirkt werden. Ebenso ist eine Justierung der Bandspannung

möglich beim Festlegen der bandenden in den Schlitzen der l'ragstütze 262. Abweichend von der Bandausführung nach Fig. kommt nur eine einzige Präzisionsrolle zum Einsatz, und das Band und die Präzisionsrolle werden doppelt so schnell bewegt wie die Tragstütze 262 und der an ihr angeordnete bewegliche Meßfinger 258.

Die Höhenmeßvorrichtung nach Fig. 18 wird in der Form betrieben, daß der bewegliche Meßfinger 258 zunächst auf die flache Präzisionsoberfläche der Grundplatte 250 abgesenkt wird, um die Bestimmung des Höhenwertes Null vornehmen zu können. Es sind selbstverständlich auch Nulleinstellungen auf anderen Höhen mit Hilfe von Meßlehren möglich. Der Meßfinger 258 wird dann von dem festgelegten Nullwert angehoben, und es wird auf die Tragoberfläche unter dem Meßfinger 258 das zu messende Werkstück gelegt. Die Absenkung des Werkstückes zum Zwecke der Messung erfolgt auf übliche Weise. Der Meßfinger 258 wird dann mit der Tragstütze 262 abgesenkt, wobei sich As Band 267 und die Präzidonsrolle 258 bewegen, welche Rollenbewegung die Unterbrecherscheibe in Umlauf versetzt, die dann Ihrerseits elektrische Impulse erzeugt, die gezählt und mit Hilfe eines Auslesers 25 wiedergegeben werden, wie es in bezug auf die anderen Ausf Uhrungsformen beschrieben wurde. Andere Bandanordnungen benutzen ein oder zwei Unterbrecherscheiben ι das Skalensystem nach Fig. 2 und das Schraubensystem nach Flg. 14 können auch für die Höhenmessung in entsprechender Weise eingesetzt werden.

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In Fig. 19 ist eine abgeänderte Konstruktion des festen Ambosses dargestellt. Ein Rahmen 280 ist dabei an seinem linken äußeren Ende derart exakt geformt, daß an ihn eine Sitzoberfläche 282 eines lösbar angeordneten Ambosses angesetzt werden kann. Unterhalb dieser Oberfläche 282 befindet sich eine Zunge 284 mit einer Anschlagschulter 285, von welcher sich ein männlicher Zungenabschnitt 287 nach links außen erstreckt. Dieser Zungenabschnitt ist in gestrichelten Linien dargestellt« Außerdem sind in der Endoberfläche des Rahmens 280 noch ein Stiftloch 289 und eine Gewindebohrung 290 vorgesehen.

Ein lösbar anzubringender Amboß 292 ist dementsprechend mit einem Stift 294 und einer Daumenschraube 296 versehen. Der Stift schiebt sich in das Loch 289, und die Daumenschraube 296 wird in die Gewindebohrung 290 eingedreht. Eine weibliche Vertiefung 298 im unteren Abschnitt des Ambosses 292 steht gleitbar mit der Zunge 287 in Berührung, so daß, wenn die Schraube 296 angebracht ist, der Amboß 292 lösbar in einer vorbestimmten Lage festgelegt ist. An dem Amboß 292 ist ein gehärteter Stift 299 angebracht, der mit dem zu messenden Werkstück in Berührung kommt. Bei einer mechanischen Bewegung des Mikrometer-Meßinstrumente über eine Entfernung von wenig mehr als 2,54 cm können Ambosse mit anderen festliegenden Kontaktpunkten eingesetzt werden für die entsprechende Kapazität. Aus diesem Grunde ist es beabsichtigt, einen anderen lösbaren festliegenden Amboß 300 einzusetzen, ähnlich dem Amboß 292, der sich dadurch unterscheidet, daß der Rahmen sa

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konstruiert ist, daß der Stift 299a genau 2,54 cm von dem Stift 299 nach rechte angeordnet ist in dem festliegenden Amboß 292.

Andere Ambosse können derart ausgebildet sein, daß sie einen Stift tragen ähnlich dem Stift 299, und sind so angeordnet, daß sie den Stift progressiv 2,54 cm weiter links tragen als es bei dem Stift 299 im Amboß 292 der Fall ist. Wenn man beispielsweise annimmt, daß der Amboß 300 der Amboß für Meßbewegungen von 0; bis 2,54 cm ist und der Amboß 292 den nächsten Heßbewegungsschritt von 2,54 cm zu 5,1_upm bedient, dann können die Meßkapazitäten anderer Ambosse durch entsprechende Formung für den Bereich von 5,1 bis 7,6} 7,6 bis 10,1 cm usw. umfassende Meßbereiche ausgebildet sein. Die Bedingungen der Messung und des Entwurfes können selbstverständlich entsprechend den Wünschen ausgebildet sein und den oben beschriebenen Ausführungsformen der Mikrometer-Feinmeßinstrumente angepaßt sein.

In Fig. 20 ist eine mehr oder weniger schematische Darstellung eines digitalen linearen Meßinstrumentes wiedergegeben, die mit einem Durchmesseranzeiger oder anstelle eines üblichen bekannten Durchmesseranzeigers einsetzbar ist. Das

Feinmeßinstrument kann auch für lineare Messungen einge-

es setzt werden, wenn/in Hohlräume oder Höhlungen eingeführt wird, wobei es als Tiefenmeßinstrument wirkt. Wie die Zeichnung zeigt, weist das Instrument ein Gehäuse 320 auf,

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in welchem ein Block 322 längs einer Bahn 323 verschiebbar ist. An dem Block 322 ist eine aus' Glas oder Metall bestehende Skala 324 angeordnet, die mit dem Block bewegbar und mit Linien versehen,ist„ An dem rückwärtigen Ende der Bahn 323 stützt sich eine Feder 326 ab, welche mit ihrem vorderen Ende die Skala und den Block nach links zu drücken bestrebt ist, bis der Block an der rechten inneren Oberfläche des vorderen Endes 330 des Gehäuses 320 zur Anlage kommt. In das vordere Ende des Blockes 322 ist das hintere Ende 334 eines Stößels 332 eingeschraubt. Auf das vordere Ende 330 des Gehäuses ist von außen her ein Abschlußknopf 336 aufgeschraubt, welcher eine Führung für den Stößel bildet, wobei er zugleich Staub und Schmutz von dem Stößel 332 abstreift, wenn dieser sich durch den Knopf vor und zurück bewegt. Von einer Lichtquelle 340 wird ein Licht· strahl unmittelbar zu einem nicht dargestellten Empfänger abgestrahlt. Wenn gewünscht, kann ein mit gestrichelten Linien dargestelltes Anschlagglied 342 vorgesehen sein, welches einen festen Amboß bildet, welcher dieses lineare Meßinstrument trägt, wenn als Tiefenmikrometer benutzt wird. Leiter 334 führen die elektrischen Signale von dem Empfänger zu einem Ausleser.

Bei der Darstellung nach Fig. 21 ist ein lineares Meßinstrument mit einem Trommelanzeiger versehen. Die gestrichelten Linien zeigen dabei den Trommelanzeiger 350. Die rückwärtige Abdeckung des Anzeigerahmens ist in diesem Fall entfernt und durch einen mit Schraubgewinde versehenen Ring ersetzt. Weiter-

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hin ist die Buchse 336 entfernt, und in die Bohrung im vorderen Ende 330 des Rahmens 320 ist ein Schraubgewinde eingebracht, das dem in dem Ring am Rahmenende entspricht. Der Stift 332 ist entfernt, so daß das Ende des Anzeigerrahmens mit dem Block 322 in Berührung kommt.

Der Stößel 332 der in Fig. 20 dargestellten Meßvorrichtung kann von beliebig gewünschter Länge oder Gestalt sein, um den jeweiligen Anforderungen zu entsprechen. Der Rahmen kann an einem Ständer befestigt sein oder in der Hand gehalten werden; ebenso kann er mit einem Träger 334 versehen als Tiefermikrometer-Feinmeßinstrument eingesetzt werden. Wenn der Stößel 332 nach innen bewegt wird, dann bewegt sich die Skala 324 derart, daß der Lichtstrahl von der Lichtquelle 340 in üblicher Weise unterbrochen wird. Diese Unterbrechungen werden in elektrische Signale umgewandelt, welche durch Leiter 344 auf übliche Weise dem Ausleser 25 zugeführt werden. Die Feder 326 ist bestrebt, den Stößel 332 in Richtung auf das Ende 330 nach außen zu stoßen, um den Stößel 332 mit dem zu messenden Werkstück in die gewünschte Meßberührung zu bringen.

Bei der linearen Feinmeßvorrichtung nach Fig. 20 kann die Bohrung 323 rund, quadratisch oder je nach Wunsch geformt und so lang sein, daß der Block 322 zur Ausführung der gewünschten Messungen so weit verschiebbar ist, daß das Unterbrecherglied den Lichtstrahl genau unterbrechen kann.

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Der Block 322 kann rund und in einer Präzisionsbohrung 223 längsverschieblich sein. Um die gewünschte Orientierung aufrecht zu erhalten und das Rückbewegen und Einsetzen des Stößels 332 zu gestatten, wird eine Führung durch Keilnut und Keilkombinationen vorgesehen sein. Es ist auch bei dem linearen Feinmeßinstrument möglich, ein Band oder eine Schraube einzusetzen, und zwar entsprechend den Abwandlungen des Höhenfeinmeßinetrumentes nach Fig. 18, wobei auch ein umkehrbarer Schrittmotor zum Antrieb der Präzisionsschraube eingesetzt werden kann.

Das Höhenfeinmeßinstrument, weiches in Fig. 18 dargestellt ist, zeigt nicht im einzelnen, wie die Tragstütze 262 und der bewegliche Meßfinger 258 anhebbar und absetzbar sind. Diese Arbeitsgänge können auf verschiedene Welse erledigt werden, und für jede Verfahrensweise wird es eine gewünschte geeignete Konstruktion geben· Wenn das Höhenfeinmeßinstrument nach Fig. 18 beispielsweise von Hand bewegt wird und sich der Meßfinger in Arbeitsstellung bewegt, dann kann eine von der Tragstütze 262 getragene gebogene Feder zum Einsatz kommen, die gleitbar mit dem Rahmen 232 in Berührung ist und eine Friktionsbremse bildet. Wenn der bewegliche Meßfinger auf das zu messende Objekt eine leichte Berührungskraft ausüben soll, dam kann der gewünschte Aufbau eine Konstantspannungsausziehfeder enthalten, die am oberen Ende des Rahmens 252 angreift. Die Feder hat eine bestimmte Auszugslänge und bewirkt einen Gewichtsausgleich der l'ragstütze und des beweglichen Meßfin-

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gers, und zwar derart, daß bei einer bestimmten Abwärtsbewegung auf den beweglichen Meßfinger eine bestimmte Kraft ausgeübt wird. Andere Vorrichtungen können Blockierungsschrauben aufweisen, die, wie bei den meisten Höhenfeinmeßinstrumenten, befestigt oder gelöst werden können, um die Tragstütze am Rahmen festzuklemmen. Ebenso ist es möglich, einen Blockierungsgleitring einzusetzen, der vom aufrechtstehenden Rahmen getragen wird. Dieser Ring ist mit einer Blockierungsschraube versehen, welche zum Festklemmen des Ringes auf einer vorbestimmten Höhe angezogen werden kann, bei der eine Stoppmarke angebracht ist.

Bei den zuvor dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen insbesondere bei den mit der Hand zu handhabenden Mikrometer-Feinmeßinstrumente wird mit Hilfe des beweglichen Zapfens oder Stößels eine Außenmessung von Werkstücken vorgenommen· Wenn nun Innenmessungen genauso wichtig wie Außenmessungen sind, dann sind die Zapfen oder Stößel an der Außenseite wie üblich mit Kugelkontaktoberflächen versehen, um innendurchmesser abzutasten und andere Innenmessungen auszuführen, wobei es sich um Innenpräzisionsmessungen an Werkstücken handelt. Diese Zapfen oder Stößel können bei allen zuvor erwähnten Meßapparaten eingesetzt werden.

Alle zuvor beschriebenen instrumente sind mit Unterbrecherscheiben- oder Skalen versehen, auf denen Linien angebracht sind, welche einen Lichtstrahl unterbrechen. Dabei ist es not-

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wendig, daß die Geschwindigkeit der Vor- und ZurUckbewegung des beweglichen Gliedes so gebremst wird, daß das Unterbrechen des Lichtstrahles bei jedem Passieren einer Linie von dem Fotosensor abgelesen werden kann. Aus diesem Grunde ist bei jedem Instrument ein Dämpfer vom Kolbentyp vorgesehen, um mögliche Fehler bei der Ablesung des unterbrochenen Lichtstrahles zu verhüten. Es können selbstverständlich auch andere Geschwindigkeit regelnde Vorrichtungen eingesetzt werden. Es ist nur in jedem Fall notwendig, daß die Geschwindigkeit der Vor- und Rückbewegungen überwacht wird.

Es ist zu bedenken, daß ein einziger Lichtstrahl ausgenutzt ,werden kann, um Doppelimpulse mittels zwei oder meter- Fotosensoren auszulesen. Wenn beispielsweise die Skala oder Scheibe ausreichend lichtdurchlässig ist, um den Lichtstrahl durch die Scheibe oder Skala hindurchzulassen, dann können die auf der Skala oder Scheibe angeordneten lichtundurchlässigen Linien gleichzeitig so reflektiert werden, daß der unter- . brochene Lichtstrahl während der Blockierungszeit aus dem direkten Strahlweg zu dem Fotosensor zu einem anderen Fotosensor reflektiert wird. Beide Fotosensoranordnungen werden dann zur Erzeugung von Impulsen eingesetzt, die dem Ausleser der Zählvorrichtung zugeleitet werden, womit zusätzliche Impulsverläufe eine Berechnung feinerer Messungen ermöglichen.

Die Ganghöhe der in den zuvor beschriebenen Anordnungen benutzten Schrauben muß ausreichend groß sein, um der Schraube

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oder Mutter die Möglichkeit zu geben, das mit ihr zusammenwirkende Glied anzutreiben, üblicherweise hängt die Gewindesteigung vom Durchmesser der Schraube ab und wird kleiner (oder größer) sein als die Ganghöhe von nationalen Serien standardisierter Schraubgewinde. Bei kleineren Größen ist die Ganghöhe vorzugsweise gleichbleibend größer. Als Beispiel sei eine Gewindeschraube von 0,8 cm Durchmesser genannt, bei welcher pro 2,54 cm Länge zehn Schraubengänge vorgesehen sind, und zwar bei dem Feinmeßinstrument nach Fig. 14. Diese Schrauben und deren Lagerungen können mit Konstantspannungsfedern benutzt werden, damit die Schrauben, falls notwendig, gegen einen Lageranschlag gedreht werden können. Auf Jeden Fall muß das Endspiel der Schraube und/oder der Mutter dem Wert Null soweit wie möglich und durchführbar angenähert werden.

In den Ansprüchen wird der Licht aufnehmende Fotosensor nur in einem Sinn erwähnt, und zwar daß einer oder mehrere Sensoren zur Aufnahme und Analyse des unterbrochenen Lichtstrahles eingesetzt werden können, um so die Unterbrechungsimpulse zu zählen und damit eine genaue Auszählung der Bewegung des beweglichen Zapfens oder Gegenzapfens zu erhalten»

Das elektro.optische Mikrometer-Feinmeßinstrument nach der Erfindung wird für Präzisionsmessungen eingesetzt zur Er·» zeugung eines Präzisionsanschlages oder einer mechanischen Kontrolle zur AufbauUberwachung oder Bewegungskontrolle, wobei

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die Instrumente bei verschiedenen Fabrikationsprozessen einsetzbar sind· Die erzeugten Impulse können elektronisch überwacht werden, um Höchstpräzisionsanforderungen bei modernen Fabrikationseinrichtungen sicherzustellen.

Es sei erwähnt, daß die verschiedenen, zuvor beschriebenen AusfUhrungsformen bei einem oder mehreren elektro-optischen Unterbrechervorrichtungen eingesetzt werden können. Das bedeutet, daß einer oder mehrere Lichtstrahlen zum Einsatz gebracht werden können, um eine Unterbrechung des Lichtstrahles bei Bewegungen einer ,Unterbrecherscheibe oder -skala herbei zuführen. Es kann darüber hinaus erwogen werden, die vorbestimmte Bandspannung bei den Bändern in den Ausführungsformen nach den Fig. 9, 10, 11 und 18 dadurch herbeizuführen, daß die Enden des Bandes einer Konstantspannungsfeder unterworfen sind, die dann von der Tragstütze getragen wird, die nun die Enden des Bandes in den Schlitzen festhält.

wie
Begriffe/links, rechts, oben, unten, Boden oder Oberseite, Vorderseite, Rückseite, in, aus, im Uhrzeigersinn und Gegenuhrzeigersinn beziehen sich immer auf die spezielle^ in den Figuren dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen. Diese Begriffe wurden nur zum Zwecke der Beschreibung eingeführt und müssen nicht unmittelbar der Stellung zugeordnet, werden, in welcher sie bei den verschiedenen Mikrometer-Fein- -neßinstrumenten sowie Höhen- und Linearmeßinstrumenten entsprechend den Konstruktionen zum Einsatz kommen.

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Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die speziellen AusfUhrungsformen der Beschreibung beschränkt 1st, sich vielmehr hinsichtlich des Schutzumfanges am Stand der Technik orientiert.

Patentansprüche: - 45 -

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Claims

Patentansprüche:

1J Digitales elektro-optisches Feinmeßinstrument für Mikro-

metermessungen in der Höhe und auch in einer Ebene oder dergl., wobei die Heßwerte genau bestimmt und nach Umwandlung in elektrische Impulse in einen digitalen Ausleser, einen Rechner, ein Speicherband oder dergl. eingespeist werden, gekennzeichnet durch

a) ein Gehäuse, welches an einen Meßpunkt heranführbar ist und in dem alle mechanisch bewegbaren Elemente vorgesehen sind, für eine genaue Messung,

Id) ein bewegliches Glied, wie beispielsweise einen Gegenzapfen, einen Geber, einen Meßfinger oder dergl., welches an einer genauen Führung innerhalb des Gehäuses präzis entlang bewegbar ist um eine bestimmte Entfernung, die wenigstens größer ist als der lineare Heßbereich des Instrumentes,

C₁) eine Konstantspannungsfeder, welche bestrebt ist, das bewegliche Glied gegen einen bestimmten Anschlag zu ziehen,

d) einen Encoder mit einem Unterbrechungsglied, welches in dem Gehäuse angeordnet ist und genau in bezug auf das bewegliche Glied mitbewegt wird gegen die konstante Vorspannung, wobei das Unterbrecherglied mit einer großen Anzahl von Linien versehen ist, die genaue Abstände voneinander aufweisen,

e) eine Lichtquell© und einen Fotosensor, di© von einem

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Encoder getragen werden und Teile desselben sind, wobei der Fotosensor einen von der Lichtquelle ausgesandten schmalen Lichtstrahl aufnimmt, der vor dem Auftreffen auf den Fotosensor von dem sich bewegenden Unterbrecherglied unterbrochen wird, wobei die Unterbrechungen von dem Fotosensor abgelesen und In elektrische Impulssignale umgewandelt werden,

f) einen digitalen Zähler und Ausleser, welcher die durch Um-Wandlung gebildeten elektrischen Impulssignale aufnimmt, die In einen Computer, ein Gedächtnis, eine Ziffernanzeige oder dergl. eingespeist werden, wobei diese Informationen genau den linearen Bewegungen des beweglichen Gliedes entsprechen.

2. Feinmeßinstrument nach Anspruch 1, worin das bewegliche Unterbrecherglied eine Skala vorbestimmter Länge ist, auf welche exakt eine Folge gleicher Linien aufgetragen ist.

3. Feinmeßinstrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Skala ausreichend lichtdurchlässig ist, um einen von einer Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahl durch die Scheibe hindurchtreten zu lassen, wobei die lichtundurchlässigen Linien den Strahl unterbrechen, wenn er diese Linien passiert.

4. Feinmeßinstrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Skala, welche aus Metall, einem verstärkten Kunststoff, Glas oder dergl. besteht, lichtundurchlässig ist und

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die auf der Skala angebrachten Linien die Reflexion der auf die Skala fallenden Lichtstrahlen unterbrechen.

5. Feinmeßinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterbrecherglied eine Scheibe ist, auf der in radialer Orientierung Scharen von Linien angeordnet sind, und daß die Scheibe von dem beweglichen Glied bewegt wird.

6. Feinmeßinstrument nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe derart lichtdurchlässig ist, daß der von der Lichtquelle ausgehende Lichtstrahl durch einen Teil von ihr hindurchgehen kann, wobei die auf die Scheibe aufgebrachten radialen lichtundurchlässigen Linien den Lichtstrahl beim Drehen der Scheibe unterbrechen, wenn die Linien den Lichtstrahl durchqueren.

7. Feinmeßinstrument nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe selbst lichtundurchlässig ist und aus Metall, verstärktem Kunststoff oder dergl. besteht, wobei die aufgebrachten radialen Linien dazu dienen, die Reflexion des Lichtstrahles von der rotierenden Scheibe zu unterbrechen.

8. Feinmeßinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Instrument ein transportables Mikrometer mit einem in einem Gehäuse fest angeordneten Amboß ist, gegenüber dem ein an einer Tragstütze angeordneter und mit dieser längs eines Vorschubweges verschiebbarer Gegenzapfen vorgesehen ist,

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wobei der bewegliche Gegenzapfen mit Hilfe einer Konstantspannungsfeder gegen den feststehenden Amboß gezogen wird.

9. Feinmeßinstrument nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die eingesetzte Konstantspannungsfeder austauschbar und gegen eine andere Feder anderer Zugspannung ersetzbar ist, damit die vorbestimmte Federspannung, welche die gewünschte Vorschubkraft auf den beweglichen Gegenzapfen und die gewünschte Andruckkraft an das Werkstück herbeiführt, einstellbar ist.

10. Feinmeßinstrument nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Unterbrecherglied eine Skala vorbestimmter Länge mit einer auf ihr vorgesehenen Folge von Linien mit gleichen Abständen ist.

11. Feinmeßinstrument nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Skalenglied von einer Tragstutze gehalten ist, welche den beweglichen Gegenzapfen führt.

12. Feinmeßinstrument nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Skala ausreichend lichtdurchlässig ist, um einen Lichtstrahl durch sie hindurchzulassen, und daß der durch die Skala hindurchtretende Lichtstrahl von den ihn durchlaufenden Linien unterbrochen wird, womit in dem Aufnehmer elektrische Impulse erzeugt werden, die dann in einen digitalen Ausleser mit einer Ziffernanzeige gespeist werden, welche die Bewegung errechnet.

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13. Feinmeßinstrument nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der beweglichen Tragstützte eine Kolbenvorrichtung vorgesehen ist, welche die Bewegung der Tragstützte gegenüber dem feststehenden Amboß begrenzt bzw. dämpft.

14. Feinmeßinstrument nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Tragstütze ein Ende eines dünnen Bandes aufnimmt, dessen anderes Ende an einer Konstantspannungsfeder gehalten ist, die eine geringere Kraft ausübt als die Konstantspannungsfeder, welche den beweglichen Gegenzapfen gegen den feststehenden Amboß zieht, wobei die Unterbrecherscheibe auf der Welle einer in dem Gehäuse gelagerten Präzisionsrolle angeordnet ist, zu der und um die das Band gelegt ist, so daß das Band bei Bewegungen des beweglichen Gegenzapfens die Rolle in Umlauf versetzt, so daß die auf der Scheibe angeordneten Linien den Lichtstrahl unterbrechen, der dann hinter der Scheibe in Form von Impulsen auf einen Fotosensor trifft«

15. Feinmeßinstrument nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Band in einer vorbeschriebenen Ausrichtung über erste und zweite Leerrollen geführt ist, wobei jeweils eine Rolle das Band zu und von der Präzisionsrolle führt.

15. Feinmeßinstrument nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich- ■ net, daß die bewegliche Tragstütze ein Ende des dünnen Bandes festlegt, während das andere Ende von einer Konstantspannungs-

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feder unter Spannung gesetzt ist, die eine geringere Kraft aufbringt als die Konstantspannurigsfeder, welche den beweglichen Gegenzapfen gegen den feststehenden Amboß zieht, und daß das Unterbrecherglied aus einem Scheibenpaar besteht, die beide von im Gehäuse angeordneten Präzisionsrollen getragen werden, zu und über die das Band geleitet ist, welches die Bewegungen des beweglichen Gegenzapfens auf die Rollen überträgt.

17. Feinmeßinstrument nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Präzisionsrollen derart angeordnet sind, daß sich die von ihnen getragenen Unterbrecherscheiben in eines bestimmten Umfangsbereich überlappen und daß durch den überlappenden TeilfLer von der Lichtquelle zu dem Fotosensor gehende Lichtstrahl hindurchgeht, wobei das über die Präzisionsrollen geführte Band zwischen diesen über eine Leerrolle geführt ist, welche für eine Anlage des Bandes an den Präzisionsrollen sorgt.

18. Feinmeßinstrument nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Tragstütze beide Enden eines flachen Präzisionsbandes aufnimmt und unter einer vorbestimmten Spannung hält, daß das Band über zwei im Abstand voneinander angeordnete Leitrollen geführt ist, von denen es dann zu wenigstens einer Präzisionsrolle verläuft, die drehbar am Gehäuserahmen angeordnet ist, und daß die Welle der Präzisionsrolle eine Unterbrecherscheibe trägt, wobei das Band zu und

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über die Präzisionsrolle geführt ist und diese Rolle bei Bewegungen des beweglichen Gegenzapfens in Umlauf versetzt, wobei dann die auf der Scheibe vorgesehenen Linien den von der Lichtquelle zu dem FotosenscT gesandten Lichtstrahl unterbrechen·

19. Feinmeßinstrument nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen eines Präzisionsrollenpaares jede für sich eine Unterbrecherscheibe tragen und daß die Rollen derart angeordnet sind, daß sich die Unterbrecherscheiben im Bereich eines Umfangsteiles überlappen, wobei dann durch diesen überlappenden Teil der von einer Lichtquelle aisgehende Lichtstrahl hindurchgesandt und von einem Fotosensor aufgenommen wird, wobei die Anlage des Bandes an den Präzisionsrollen mit Hilfe einer Leerrolle herbeigeführt wird, die das Band in einer vorgegebenen ßewegungsbahn führt.

20. Feinmeßinstrument nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Tragstütze beide Enden des Bandes von vorbestimmter Dicke aufnimmt und dieses unter einer vorbestimmten Spannung gehalten und um im Abstand voneinander angeordnete drehbare Führungsrollen geführt ist, die im Gehäuserahmen gelagert sind, wobei die Führungsrollen das Band über wenigstens eine Präzisionsrolle leiten, die in der Tragstütze drehbar gelagert ist, und daß die Unterbrecherscheibe auf einer Präzisionsrolle angeordnet 1st, welche ihrerseits im Gehäuse gelagert ist, wobei das Band um die Präzisionsrolle derart

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gelegt ist, daß die Rolle von dem bewegten Amboß in Umlauf versetzt wird, wobei dann die auf der Scheibe angeordneten Linien den Lichtstrahl von der Lichtquelle unterbrechen und der durch die Scheibe hindurchgetretene pulsierende Strahlrest von einem Fotosensor aufgenommen wird.

21. Feinmeßinstrument nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß auf der beweglichen Tragstütze ein Paar von Präzisionsrollen drehbar angeordnet ist, von denen jede eine Unterbrecherscheibe trägt, die sich über einen Teil ihres Umfanges überlappen, wobei durch den überlappenden Teil der von einer Lichtquelle ausgehende Lichtstrahl hindurch zu einem Fotosensor geleitet wird und wobei das Band mittels einer seitlich zwischen den Präzisionsrollen angeordneten Leerrolle mit den Präzisionsrollen in Berührung gehalten wird.

22. Feinmeßinstrument nach Anspruch Θ, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Tragstütze beide Enden des Bandes von vorbestimmter Dicke aufnimmt und das Band unter einer vorbestimmten Spannung hält, daß die Tragstätzte ein Paar im Abstand voneinander angeordneter Führungsrollen trägt, über welche das Band zu und um wenigstens eine Präzisionsrolle geführt ist, die auf einer im Gehäuserahmen angeordneten Welle drehbar gelagert ist und die Unterbrecherscheibe antreibt, wobei das Band zu und um die Präzisionsrolle geführt ist, um diese bei Bewegungen des beweglichen Uegenzapfens in Umlauf zu versetzen, wobei die auf der Scheibe angeordneten Linien von

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dem von der Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahl unterbrochen werden und nach dem Durchlaufen der Scheibe als Impulse auf einen Fotosensor treffen.

23. Feinmeßinstrument nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß auf Achsen des Gehäuserahmens ein Präzisionsrollenpaar angeordnet ist, welches gleichachsig Unterbrecherscheiben trägt, die sich in einem bestimmten Ümfangsbereich überlappen, wobei durch den Überlappungsbereich der von einer Lichtquelle ausgehende Lichtstrahl hindurch auf einen Fotosensor trifft, wobei das Band zwischen den Präzisionsrollen mittels einer Leerrolle geführt und gegen die Präzisionsrollen gezogen wird, so daß die Präzisionsrollen bei dem vorbeschriebenen Vorschubweg des Bandes angetrieben werden.

24. Feinmeßinstrument nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Band mittels einer von der beweglichen Tragstützte getragenen Konstantspannungsfeder auf der vorbestimmten Spannung gehalten wirdo

25. Feinmeßinstrument nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Tragstützte mit einer Präzisionsmutter versehen ist, welche ein Präzisionsgewinde aufweist, und auf eine Leitschraube aufgezogen ist mit einem dem Gewinde der Mutter entsprechenden Gewinde, daß die Leitschraube in dem Gehäuse drehbar gelagert ist und eine Unterbrecherscheibe trägt, die mit radialen Linien versehen ist, die den von einer Licht-

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quelle ausgehenden Lichtstrahl unterbrechen, wenn sich die bewegliche TragstUtze längs der Schraube bewegt und die Leitschraube damit In Umlauf versetzt wird.

26. Feinmeßinstrument nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschraube mittels einer Konstantspannungsfeder derart beaufschlagt wird, daß durch Drehung der LeItschraube die TragstUtze gegen eine feste Lagerung gezwungen wird zur Vermeidung eines toten Ganges.

27. Feinmeßinstrument nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der Präzisionsschraube ein wenig gröber 1st die standartlslerte nationale Steigung von Schrauben von Befestigungsvorrichtungen, die Im wesentlichen den gleichen Durchmesser haben.

28« Feinmeßinstrument nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Amboß lös- und austauschbar ausgebildet 1st, wozu der Rahmen des Gehäuses mit einer Präzisbnsleit- und Ausrichtfläche versehen 1st, an die andere feststehende Ambosse ansetzbar sind, welche andere Meßbereiche zulassen.

29. Feinmeßinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Höhenmeßinstrument mit einem Rahmen versehen ist, in dem eine bewegliche TragstUtze angeordnet 1st, die einen Meßfinger mit genauem Meßpunkt aufweist, wobei der Meßfinger gegenüber einer Tragbasis bewegbar ist an einer am Rahmen angeordneten Präszisionsführung.

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30. Feinmeßinstrument nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß an der auf- und abfahrbaren Tragstütze eine Konstantspannungsfeder angreift, welche Reibungsmittel mit dem Rahmen in Verbindung bringt, um die Tragstütze und den Meßfinger in einer vorbestimmten Höhe verbleiben zu lassen.

31. Feinmeßinstrument nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantspannungsfeder am oberen Ende des Rahmens angeordnet ist und an der Tragstütze angreift, so daß die
Feder eine bestimmte Anhebekraft auf die Tragstütse ausübt,
die ein wenig kleiner ist als die abwärts gerichtete Gewichtslast, bestehend aus Tragstütze und Meßfinger.

32. Feinmeßinstrument nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß ein Blockierungsring vorgesehen ist, welcher gleitbar im Rahmen gehalten ist und der eine .Blockierungsschraube aufweist, mit welcher der Ring in einer vorbestimmten Stellung einen Anschlag bewirkt, der die Abwärtsbewegung der
Tragstütze begrenzt.

33· Feinmeßinstrument nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Tragstütze beide Enden eines flachen Präzisionsbandes festhält, und zwar unter einer vorbestimmten Vorspannung, und daß das Band zu und um die Hälfte jeweils
eines Paares von im Abstand angeordneten Führungsrollen gelegt ist, von welchen das Band zu und um wenigstens eine
Präzisionsrolle verläuft, die drehbar im Gehäuserahmen gela-

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gert ist und eine Unterbrecherscheibe trägt, wobei das Band so um die Präzisionsrolle geführt ist, daß es diese berührt und in Umlauf versetzt bei Bewegungen des beweglichen Gegenzapfens, wodurch an der Scheibe vorgesehene Linien den von einer Lichtquelle zu einer Fotozelle durch die Scheibe hindurch verlaufenden Lichtstrahl unterbrechen.

34. Feinmeßinstrument nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Aufbau zur Ausführung linearer Messungen mit einem Gehäuse, welches an einem Ende mit einem gleitbar geführten Stößel versehen ist, der entfernbar in einen Gleitblock eingesetzt ist, der in einer Längsführung des Gehäuses verschiebbar ist und ein mit ihm bewegbares Unterbrecherglied führt, auf welches eine Konstantspannungsfeder einwirkt, die eine Druckfeder ist, welche bestrebt ist, den Block mit dem Stößel in Richtung auf das Gegenende des Gehäuses zu verschieben.

35. Feinmeßinstrument nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterbrecherglied eine Skala vorbestimmter Länge mit einer auf ihr angebrachten Folge von Linien ist, die gleiche Abstände voneinander aufweisen.

36ν Feinmeßinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Unterbrecherglied ausreichend durchlässig ist, um das Licht des von einer Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahles durch sich hindurchzulassen zu einem ersten Fotosensor, wobei die in das Unterbrecherglied eingeschriebenen

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Linien den durch die Scheibe hindurchtretenden Lichtstrahl unterbrechen, und daß die Oberfläche der Linien auf dem ühterbrecherglied eine solche Reflexionsfähigkeit aufweisen, daß die Teile des auf die Linien auftreffenden Lichtstrahles zu einem zweiten Fotosensor reflektiert werden.

37. Feinmeßinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dämpfungsvorrichtung vorgesehen ist, welche die Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Gliedes in beiden Richtungen begrenzt.

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