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Bleßmaschine zum Vergleichen und Nessen von Endmaßlängen. Die Erfindung
betrifft sogenannte Meßmaschinen im engeren Sinne, das sind Feinmeßgeräte zum Vergleichen
u#id Messen von Endmaßlängen, bei denen durch besondere Hilfsmittel der jeweilige
Meßdruck, mit dem die Taststifte an den zu messenden Körper angedrückt werden, auf
eine bestimmte, gleichbleibende Größe eingestellt werden kann. Man hat bei diesen
Meßmaschinen für jede einzelne Messung außer der Ablesung des eigentlichen Längenwertes
stets noch eine zweite Ablesung oder eine Beobachtung zu machen, um über den Meßdruck
Aufschluß zu erhalten. Vielfach erfolgt bei den bekannten Meßmaschinen die Einstellung
des Meßdrucks auf der einen Seite, die eigentliche Längenmessung auf der anderen
Seite des zu messenden Gegenstandes, so daß die zusammengehörigen Ablesungen, namentlich
bei längeren Meßgegenständen, an zwei beträchtlich voneinander entfernten Stellen
zu erfolgen haben. Das erschwert die Handhabung der Maschine und gibt leicht Anlaß
zu Fehlern. Bei neueren Meßmaschinen ist dies insofern teilweise verbessert, als
die Anordnung derart getroffen ist, daß beide Ablesungen auf derselben Seite des
Meßgegenstandes erfolgen, also die beiden Ablesestellen näher zusammengerückt und
nicht mehr durch den Meßgegenstand getrennt sind. Auch hierbei bleibt aber der Nachteilbestehen,
daß man für jede Messung stets nacheinander an zwei getrennten Stellen zu beobachten
und abzulesen hat. Handelt es sich um Meßmaschinen, die als Meßorgane einen genau
geteilten Maßstab in Verbindung mit einem Ablesemikroskop besitzen und bei denen
zur Festlegung des Meßdrucks optische Hilfsmittel verwendet sind., so kann man nach
der Erfmdung noch einen Schritt weiter gehen und die beiden Beobachtungsstellen
vollständig zusammenlegen, d. h. man baut die Maschine so, daß sowohl der
gesuchte Längenwert als auch die zur Festlegung des Meßdrucks dienende Größe im
gleichen Okulargesichtsfelde erscheinen. Dadurch ergibt sich eine wesentlich einfachere
und bequemere Handhabung der Maschine, da nunmehr beide für eine Messung erforderlichen
Größen von einer einzigen Stelle aus überblickt und bestimmt werden können. Häufig
erfolgt die Einstellung des Meßdrucks mit Hilfe eines besonderen Mikroskops, dessen
Meßfaden mit einer an dem beweglichen Taststift angebrachten Marke zur Deckung gebracht
wird. In diesem Falle hat man einfach mit Hilfe von Spiegelsystemen den Strahlengang.
der zwei Mikroskope so zu führen, daß die beiden von den Objektiven erzeugten Bilder
in der Brennebene eines gemeinsamen Beobachtungsokulars erzeugt werden.
Eine
besonders zweckmäßige Anordnung entsteht, wenn man zur Festlegung des Meßdrucks
ein Autokollimationsfernrob-r in Verbindung mit einem drehbaren Spiegel benutzt,
der durch eine gleichbleibende Kraft an den beweglichen Taststift der Meßmaschine
angepreßt wird. Der Vorteil dieser Anordnung besteht vor allem darin, daß man, wenn
das Autokollimationsfernrohr in bekannter Weise mit einer Meßskala ausgestattet
ist, die zur Prüfung des Meßdrucks dienende Einrichtung gleichzeitig auch dazu verwerten
kann, eine -zuverlässige Ablesung der letzten Dezimalstellen des gesuchten Längenwertes
zu ermöglichen, so daß ein sonst für diesen Zweck erforderliches Okularmikrometer
o. dgl. entbehrlich ist. Denn die im Autokollimationsfernrohr angezeigten Abweichungen
des Spiegels von seiner 1,lullage können unmittelbar als Ergänzung der Ablesung
des eigentlichen Längenmeßmikroskops dienen, da man ja mit genügender Genauigkeit
imstande ist, die Kraft, mit der der Spiegel an den Taststift und damit der Taststift
an den Meßgegenstand angedrückt wird, innerhalb des ausgenutzten Bereichs gleich
groß zu halten, also der Bedingung gleichbleibenden Meßdrucks auch dann genügt ist,
wenn der Zeiger des Autokollimationsfernrohrs eine von der Nullstellurg abweichende
Lage einnimmt. Man hat somit für eine.Längenmessung nur den Meßfaden des Ablesemikroskops
auf den in Frage kemmenden Teilstrich der Maßstabteilung einzustellen und .kann
dann ohne weiteres im gleichen Okulargesichtsfeld die dazugehörigen Untereinheiten
an der Skala des Autokollimationsfernrohrs ablesen.
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Die sonstige Ausgestaltung einer der Erfindung entsprechenden Meßmaschine
kann in beliebiger, bekannter Weise erfolgen, wobei betont werden mag, daß sowohl
die Bestimmung von Außenmaßen als auch von Innenmaßen in Frage kommen kann. Es empfiehlt
sich, für die Verbindung des Vergleichsmaßstabes mit der Meßmaschine die bekannte
Komparatoranordnung zu verwenden, d. h. den Maßstab in der Verlängerung der
Meßachse anzubringen, da hierbei auch das Zusammenführen der beiden zurBoobachtung
erforderlichenStrahlenbüschelsysteme in ein gemeinsames Okular sich besonders günstig
gestaltet. Die Verschiebung und genaue Einstellung des beweglichen Taststiftes wird
man in üblicher Weise durch Schrauben bewirken, die jedoch im Gegensatz zu den bekannten
Meßmaschinen lediglich als Bewegungsmittel verwendet sind, nicht zu Meßzwecken,
so daß etwaige Steigungsfehler der benutzten Schrauben belanglos sind.
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Das auf der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung
veranschaulicht eine Meßmaschine für _Anße=aße mit Maßstab in der verlängerten Mießachse.
Dabei sind einige untergeordnete konstruktive Einzelheiten, die als allgemein bekannt
gelten können, wie beispielsweise Feststelleinrichtungen für die beweglichen Teile,
Berichtigungseinrichtungen u. dgl., der Einfachheit halber weggelassen. Abb. i ist
ein durch die, Meßachse gelegter Längsschnitt der Maschine; Abb. 9, ist ein Querschnitt
nach der Linie 2-?, der Abb. i, und Abb. 3 zeigt das im Beobachtungsokular
dargebotene Bild.
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Ein das Gestell der ganzen Maschine bildendes Führungsbett a trägt
auf der linken Seite (Abb. i) in einem fest aufgeschraubten Lagerbock
b einen unbeweglichen Bolzen c, der den festen Taststift der Meßmaschine
bildet. Auf dem Bett a ruht ein längsverschiebbarer, kastenförnüger Schlitten
d, der je nach der Länge des zu messenden Gegenstandes gegenüber dem
festen Taststift c entsprechend eingestellt wird. Die Verschiebung desselben erfolgt
mittels einer im Führungsbett a, achsial unverschiebbar gelagerten Schraubenspindel
e, die durch eine Kurbel el von Hand gedrellt werden kann und auf der eine
Mutter e2 sitzt, die mit einem Ansatz e3 in eine Bohrung d' des Schlittens
d
eingreift. Der Schlitten d ist der Träger des zur Messung dienenden Vergleichsmaßstabes.
Derselbe ist verkörpert durch eine auf der Oberseite des Schlittens d fest
eingesetzte Glasplatte f, die auf ihrer oberen Seite die parallel zur Verschiebungsrichtung
des Schlittens d verlaufende Teilung trägt und von unten her mittels eines im Innern
des Schlittens d angebrachten Spiegels g durchleuchtet wird. Die obere
Fläche der Platte f -und damit auch die Maßstabteilung liegen in einer durch
die Mitte des Taststiftes c parallel zur Verschiebungsrichtung des Schlittens
d gehenden Ebene; die Maßstabteilung befindet sich also stets in der durch
den Taststift c festgelegten Meßachse. Auf dem Schlitten d ruht ein zweiter Schlitten
k,
der als Meßschlitten bezeichnet sei und der gegenüber dem Schlitten
d parallel zu dessen eigener Verschiebungsrichtung verschiebbar ist. Die
Bewegung des Meßschlittens k erfolgt durch eine auf dem Schlitten
d achsial unveTschiebbar gelagerte Schraube i, die in eine an der rechten
Stirnseite des Schlittens k angebrachte, mit Muttergewinde versehene Bohrung
kl eingreift und für die grobe Einstellung durch eine Kurbel il von'Rand gedreht
werden kann. Die zu einer genauen Einstellung des Schlittens A
erforderliche
Feinbewegung wird mit Hilfe eines auf der Achse der Schraube i sitzenden Schnekkenrades
k erzielt, in das eine gleichfalls am Schlitten d gelagerte Schnecke
1 mit Triebknopf 11. eingreift. Das Schneckenrad k hat eine verlängerte
Nabe kl-, die durch radiale Schnitte geschlitzt ist und eine konische Außenfläche
besitzt; eine über die Nabe kl- geschraubte Überwurfmutter k? -mitentsprechendem
Gegenkonus ermöglicht durch Anziehen ein Fest-
Idemmen des Schneckenrades
k auf der Schraubenspindel i, so daß bei festgeklenmitein Schneckenrad die
Schraube i durch Drehen des Knopfes 11 fein eingestellt werden kann, während
bei - gelöstem Schneckenrade die grobe Einstellung mit der Kurbel il erfolgen kann.
Der Meßschlitten A trägt den mit m bezeichneten beweglichen Taststift der
Meßmaschine sowie die zur Messung erforderlichen optischen Einrichtungen. Der Taststift
m ruht in einer am linken Stirnende des Schlittens k befestigten Büches
U
und kann sich in achsialer Richtiiiig um einen kleinen, durch einen Bund
m' begrenzten Betrag frei bewegen. Am rechten Ende legt sich der Taststift m gegen
einen Spiegel o, der um einen Zapfen o' drehbar an der Büchse n befestigt ist und
durch eine in einer Bohrung n' der Büchse m angeordnete Schraubenfeder
p
dauernd an den Taststift m angedrückt wird. Die Länge der Feder
p ist gegenüber dem Hube des Taststiftes m so groß, daß die Federspannung
innerhalb dieses Hubes als gleichbleibend gelten kann. Dem Spiegel o gegenüber ist
im Innern des Schlittens k ein Fernrohrobjektiv q fest angeordnet, hinter
dem sich zunächst ein rhombisches Spiegelprisma 7 und sodann ein einfaches
Spiegelprisma s befindet, von denen das letztere die Strahlen nach oben einem auf
den Rücken des Schlittens A aufgesetzten Beobachtungsokular t zuführt. In
der Brennebene des Okulars t ist auf einer planparaUelen Glasscheibe u ein Zeiger
ul (Abb. 3) sowie eine parallel zur Verschiebungsrichtung des Schlittens
k verlaufende Teilung angebracht, die von der Seite her durch ein Prisma
v beleuchtet wird, so daß im Okulargesichtsfelde infolge der Spiegelung an dem Spiegel
o ein Bild dieser Teilung erscheint, das in Abb. 3 Mit U2 bezeichnet ist.
Der Schlitten A trägt ferner auf seiner unteren Seite in der durch das Okular
9 festgelegten Achse ein Mikroskopobjektiv ze" das in Verbindung mit dem
Okular t das Ablesemikroskop für die auf der Platte f befindliche Maßstabteilung
darstellt. Um die Strahlen des Mikroskops durch das Spiegelprisma s hindurchzuleiten,
ist auf der Hypotenusenfläche ein zweites, kleineres Spiegelprisma x aufgekittet,
,so daß für den Strahlenquerschnitt des Mikroskops die beiden Prismen s und x zusammen
als planparallele Platte wirken. Die Ablesemarke des Mikroskops, die in Abb.
3 als ein Doppelstrich y dargestellt ist, befindet sich auf der Glasscheibe
u in der Okularbrennebene.
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Die Handhabung der Maschine erfolgt im allgemeinen ähnlich wie bei
den bekannten Meßmaschinen für Außenmaße, jedoch mit der Vereinfachung, daß zur
Prüfung des Meßdrucks keine besondere Ablesung erforderlich ist, sondern der richtige
Meßdruck sich selbsttätig einstellt. Für absolute Messungen ist der Meßbereich naturgemäß
begrenzt durch die Länge der verfügbarenMaßstabteilung auf der Plattef
;
man wird aber zur Ausmessung größerer Längen stets Endmaße zum Vergleich
heranziehen. Hat man den zu messenden Gegenstand in die Maschine eingesetzt, so
wird der bewegliche Taststift m durch Heranbewegen des Meßschlittens lt in Berührung
mit dem Meßgegenstand gebracht. Sobald bei diesem Heranbewegen des Schlittens
A de# Bundm1 des Taststiftes von seinem Widerlager abgehoben ist, wird der
Taststift in mit der durch die Feder P ausgeübten Kxaft an den Meßgegenstand
angepreßt, d. h. der Meßdruck hat dann die durch die Spannung der Feder
p festgelegte richtige Größe und die Skala u2 fängt beim weiteren Heranschieben
des Schlittens k im Gesichtsfelde an zu wandern. Für die eigentliche Ablesung
wird nunmehr der Meßschlitten li so eingestellt, daß der Ablesestrich
y (Abb. 3) mit dem benachbarten Teilstrich der Maßstabteilung zur
Deckung kommt; die zu dieser Maßstabablesung gehörigen Untcreinheiten ergeben sich
sodann aus der Stellung der Skala u2 gegenüber dem festen Zeiger ul. Es versteht
sich, daß man die Skala U2 so einteilen und beziffern wird, daß ihre Angaben
unmittelbar die höheren Dezimalstellen zu der durch die Hauptteilung gegebenen Ablesung
liefern..