DE2707960C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zweikoordinaten-Längenmeßoku­ lar für mikroskopische Geräte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der US-PS 38 46 006 ist eine Zweikoordinaten-Längen­ meßvorrichtung mit aus 90°-Winkeln bestehenden Meßmarken bekannt. Die Träger der Meßmarken liegen übereinander und werden von schraubenförmigen Stellmitteln bewegt, wobei deren Drehbewegung über ein Zahnradgetriebe auf ein me­ chanisches Meß-/Zählwerk übertragen wird.

Die Meßgenauigkeit dieser Anordnung ist durch den hohen Anteil an mechanischen Funktionselementen und die da­ durch entstehenden Toleranzen begrenzt, insbesondere auch dadurch, daß die Messung primär die Betätigung der Stellmittel widergibt und nicht direkt von der Ver­ schiebung der Markenträger abgeleitet werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Einfluß mechanischer Elemente auf die Meßwertaufnahme zu ver­ meiden, um somit eine höhere Meßgenauigkeit zu erzielen. Darüber hinaus soll durch weitere ergänzende Maßnahmen die Handhabung derartiger Längenmeßvorrichtungen ver­ einfacht und eine Komplettierung hinsichtlich der Able­ sung und Auswertung der Messungen erzielt werden.

Diese Aufgabe wird bei Längenmeßokularen der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche 2 bis 6.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt insbesondere darin, daß die Meßwertaufnahme nicht durch Übertragungsfehler der Feinstellmittel beein­ flußt und die Messung direkt auf den Strichmarkenträ­ gern vorgenommen wird. Durch die besondere Lage der Maßstabs- und Referenzmarken wird außerdem der 1. Meß­ technische Grundsatz des Komparatorprinzips von Ernst Abbe berücksichtigt. Die Entkopplung der Längenmessung von der Konstruktion und der Art des Eingriffs der Stellmittel ermöglicht es, diese um eine Schnellver­ stellung zu ergänzen, ohne dadurch die Meßgenauigkeit zu verändern.

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Meßvor­ richtung werden nachstehend anhand von schematischen Darstellungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Anordnung mit unabhängig voneinander bewegbaren Markenträgern,

Fig. 2 einen der Markenträger gemäß Fig. 1 mit schräg liegender Gitterteilung,

Fig. 3 das Bildfeld in Nullstellung,

Fig. 4 eine erweiterte Ausführung des Triebs nach Fig. 1 mittels Schnellverstellvorrichtung, im Längsschnitt,

Fig. 5 einen Querschnitt nach Linie A-A der Fig. 4,

Fig. 6 ein Härtemeßokular mit Auswerteeinrichtung in schematischer Übersichtsdarstellung.

Ein erfindungsgemäßes Zweikoordinaten-Längenmeßokular ist dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 zu entnehmen. Hier befinden sich in einem schematisch angedeuteten Gehäuse 20 zwei Trieb­ knöpfe 21, 22, von denen jeder auf einen Markenträger 23, 24 wirkt. Beide sind unabhängig voneinander in einem Winkel von 45 Grad zur eingezeichneten x- und y-Koordinate verstellbar. Der Markenträger 23 enthält die Marke 25 mit den Schenkeln 25 a, 25 b und der Träger 24 die Marke 26 mit den Schenkeln 26 a, 26 b. Beide Marken 25, 26 sind in Form eines 90 Grad- Winkels gestaltet und gegenläufig gerichtet. Zur besseren Einstellung der Null-Lage beider Einstelltriebe sind den Markenträgern 23, 24 sogenannte Nullmarken 27 a, 27 b zuge­ ordnet (Fig. 3).

Der Markenträger 23 ist, wie durch die strichpunktiert ge­ zeichnete Linie 27 dargestellt, mit einem Meßnormal (Re­ ferenzmarke 29 a) und der Markenträger 24 mit einem Gitter 29 eines Meßwertgebers 48 (Fig. 6) verbunden. Die Striche des Gitters können auch, wie in Fig. 2 dargestellt und dort mit 30 bezeichnet, derart schräg angeordnet sein, daß ein Umrechungsfaktor √ 2 für die Meßlängenbestimmung entfällt. Die Verschieberichtung der Markenträger ist durch den Pfeil P gekennzeichnet.

Der Meßvorgang für einen Härteeindruck 28, dessen Dia­ gonalen 28 a, 28 b in Richtung der x- und y-Ache verlaufen, ist wie folgt:
Zunächst sind die Markenträger mittels der Nullmarke 27 a, 27 b auf die Ausgangsstellung zu bringen und eine dem Meß­ wertgeber 48 zugeordnete Anzeige/Zählvorrichtung 49 auf Null zu stellen. Danach sind mittels der Triebknöpfe 21 und 22 die Markenträger 23 und 24 so zu verschieben, daß die der Diagonale 28 a entsprechenden Ecken des Eindrucks 28 über die Schenkel 25 a und 26 b eingefangen werden. Die Einfangsstellung ist direkt an der Anzeige/Zählvorrichtung 49 ablesbar.

In der gleichen Weise wird ohne Umschwenken des Okulars auch die Diagonale 28 b vermessen. Hierzu ist es ohne neue Grundeinstellung lediglich erforderlich, nunmehr die Schen­ kel 25 a, 26 a an die dieser Diagonale 28 b entsprechenden Ecken des Eindrucks heranzubringen. Die Größe der Meßstrecke (Diagonale 28 b) ist an der Anzeige/Zählvorrichtung 49 ables­ bar.

Gemäß Fig. 4 wird anstelle von einfachen Triebknöpfen für die Verschiebung der Markenträger eine Schnellverstell­ vorrichtung verwendet. Sie enthält einen gehäusefesten Zy­ linder 31, in welchem eine Mutter 32 gleitet. In das Mutter­ gewinde 33 greift ein Gewindebolzen 34 ein, der an einem Ende einen Rändelknopf 35 trägt und am anderen Ende als Druck­ bolzen 36 ausgebildet ist. Letzterer wirkt auf die Strich­ marken. Mit 37 a, 37 b sind zwei Klemmsegmente bezeichnet, die mittels an der Mutter 32 herausragender Stifte 38 a, 38 b gegen Drehung gesichert sind.

Die Klemmsegmente stehen unter der Wirkung von zwei Federn 39 a, 39 b, durch die sie in Richtung auf den Zylinder 31 ge­ spreizt werden. Jedem Segment ist ein durch Ausbrüche 40 a, 40 b im Zylinder 31 hindurchragender Betätigungsknopf 41 a, 41 b zugeordnet. Ferner weisen die Segmente Wülste 42 a, 42 b auf, die als Anlagepunkte dienen und durch die ein Reibschluß mit dem Zylinder herstellbar ist. Ihre Außendurchmesser sind dem Innendurchmesser des Zylinders angepaßt. Die Segmente stützen sich ferner mit ihren Teilen 44 a, 44 b an dem Ringstück 43 der Mutter 32 ab.

Die Wirkungsweise der Schnellverstellung ist wie folgt:
Durch Druck auf die Betätigungsknöpfe 41 a, 41 b werden die Wülste 42 a, 42 b entkuppelt und somit die Verbindung zwischen dem Gehäusezylinder 31 und den Klemmbacken gelöst. Nun läßt sich der Gewindebolzen 34 axial unter Mitnahme der in dem Zylinder 31 gleitenden Mutter 32 verschieben. Nach Loslassen der Knöpfe 41 a, 41 b kann eine Feinverstellung erfolgen.

Hierzu ist der Rändelknopf 35 zu drehen. Unter der Wirkung der Federn 39 a, 39 b legen sich die Wülste 42 a, 42 b der Klemmbacken an den Zylinder an und stellen eine Reibverbindung zum Zylinder 31 einerseits und zwischen dem Ringstück 43 und den Teilen 44 a, 44 b andererseits her. Der Druck zwischen den Teilen 44 a, 44 b und dem Ringstück 43 ist so groß, daß die Mutter in der nach der Schnellverstellung vorhandenen Position festgehalten wird. Beim Betätigen des Rändelknopfes kann der Gewindebolzen gegenüber der Mutter feinverstellt werden.

In dem Beispiel nach Fig. 6 sind die Mittel zur Auswertung des Meßergebnisses schematisch dargestellt. Dem Längenmeß­ okular 47 ist in direkter Verbindung der Meßwertgeber 48 zuge­ ordnet, der zugleich die digitale Anzeige/Zählvorrichtung 49 enthält. Letzterer ist ein Datenverarbeitungsgerät 50 nach­ geschaltet.

Claims (6)

1. Zweikoordinaten-Längenmeßokular für mikroskopi­ sche Geräte mit zwei parallel übereinanderliegenden Strichmarkenträgern, auf denen je aus 90°-Winkeln be­ stehende Meßmarken so angeordnet sind, daß die Winkel­ halbierenden der 90°-Winkel miteinander fluchten und die Meßmarken nicht deckungsgleich übereinander schieb­ bar sind, wobei mit Feinstellmitteln, die mit den Strich­ markenträgern gekoppelt sind, diese entlang der Winkel­ halbierenden der 90°-Winkel verschiebbar sind und die Relativverschiebung der Meßmarken zueinander mit Hilfe einer gemeinsamen Meßeinrichtung meßbar ist, da­ durch gekennzeichnet, daß auf den Strichmarkenträgern (23, 24), fluchtend mit den Winkel­ halbierenden der 90°-Winkel (25, 26), Gitterstriche (29, 29 a) angeordnet sind, die einander als Maßstab (29) und Referenzmarke (29 a) eines Meßwertgebers (48) zuge­ ordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterstriche (29, 29 a) senkrecht auf den Winkelhalbierenden der 90°- Winkel (25, 26) stehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterstriche (29, 29 a) schräg zu den Winkelhalbierenden der 90°- Winkel (25, 26) angebracht sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strichmarkenträger (23, 24) mit zusätzlichen Null­ einfangmarken (27 a, 27 b) versehen sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß den Strichmarkenträgern (23, 24) zusätzliche Mittel zur Schnellverstellung (31-44) zugeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Meßwertgeber (48) eine Zählvorrichtung (49), ge­ gebenenfalls kombiniert mit einer Datenverarbeitungs­ anlage (50) und/oder einer digitalen Meßwertanzeige, nachgeordnet ist.