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Einrichtung zum Vergleichen zweier parallel nebeneinander verlaufender
Strecken. Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine Verbesserung der
Meßvorrichtungen, die zum Vergleich zweier Strecken nüteinander dienen. Um einen
solchen Vergleich mit möglichst großer Genauigkeit durchführen zu können, hat man
bei diesen Vorrichtungen, entsprechend einem von E. Abbe aufgestellten Grundsatz,
die beiden zu vergleichenden Strecken in einer Geraden, also hintereinander, angeordnet,
weil dann das Meßergebnis durch i
fehlerhafte Abweichungen der Führungen,
in denen die zur Ausführung des Vergleichs zu verschiebenden Teile, z. B. die beiden
Strecken selbst, angeordnet sind, fast nicht beeinflußt wird. Diese Anordnung hat
j(doJi. den Nachteil, daß die Meßvorrichtung verhältnismäßig lang wird, nämlich
mindestens gleich der doppelten Länge des zu messenden Gegenstandes, so daß sich
der Abbesche Grundsatz im allgemeinen nur bei Vorrichtungen für kürzere Gegenstände
durchführen läßt.
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Der Erfindung gemäß läßt sich die gItiche Meßgenauigkeit wie bisher
bei Verineidung dieses Nachteils dadurch erzielen, daß man bei einer Vorrichtung,
bei der die beiden zu vergleichenden Strecken nebeneinander angeordnet werden, zum
Anvisieren der einen der beiden Strecken eine feststehende Zielvorrichtung vorsieht,
vor die ein parallel zu den Strccken verschiebbares optisches System geschaltet
ist, von dem erstens die optische Achse in der durch die beiden Strecken bestimmten
Ebene liegt, von dem zweitens der vordere Brennpunkt auf der mit diesem System anzuschneidenden
Strecke und drittens der vordere positive Knotenpunkt auf der andern der beiden
Strecken liegt.
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Die Zielvorrichtung, die man zwcckmäßig als Fernrohr, das mit einer
Zielmarke versehen ist, ausbilden wird, ersetzt zusammen mit dem vorgeschalteten
optischen System ein verschiebbarc-, Mikroskop, wie es bisher zum Anschneiden einer
Strecke bei den Einrichtungen der vorliegenden Art vcrwendet wurde. Es läßt sich
leicht nachweisen, daß bei der der Erfindung entsprechenden Anordnung des verschiebbaren
optischen Systems auch bei nebeneinanderliegenden Strecken die durch fehlerhafte
Abweichungen der Führungen entstehenden Meßfehler sich in den gleichen Grenzen halten
wie bei Einhaltung des erwähnten Abbeschen Grundsatzes, wenn man berücksichtigt,
daß auch bei Drehungen des der Zielvorrichtung vorgeschalteten optischen Systems
um seinen vorderen positiven Knotenpunkt die Richtung des aus dem System austretenden
Parallelstrahlenbündels erhalten bleibt, und daß eine Drehung um irgendeine senkrecht
zu der die beiden Strecken enthaltenden Ebene stehende Achse ersetzt werden kann
durch eine durch den vorderen Knotenpunkt des beweglichen optischen Systems gehende
und ebenfalls senkrecht auf der erwähnten Ebene stehende Achse und eine Schiebung
in dieser Ebene.
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-Das der Zielvorrichtung vorgeschaltete optische System hat man selbstverständlich
so auszubilden, daß das aus ihm austretende Strahlenbündel auch bei einer Verschiebung
stets in die Zielvorrichtung gelangt. Um dies zu erreichen, muß das System außcr
einer Anzahl Linsen noch eine Anzahl Spiegelflächen erhalten, die das Strahlenbündel
in der erforderlichen Weise ablenken. Ist dann die Anzahl der vorhandenen Spiegelflächen
gerade, so wird der vordere positive Knotenpunkt des Systems von dem vorderen positiven
Knotenpunkt der Linsenanordnung gebildet. Ist die Anzahl der Spiegelflächen ungerade,
so bildet wegen der in diesem Fall erfolgenden Umkehrung des Bildes durch die Spiegel
der vordere negative Knotenpunkt der Linsenanordnung den vorderen positiven Knotenpunkt
des gesamten verschiebbarün Systems. Die Verwendung einer ungeraden Anzahl Spiegelflächen
kann sich z. B. dann erforderlich machen, wenn eine Linsenanordnung gewählt ist,
deren vorderer positiver Knotenpunkt nicht zugänglich ist, beispielsweise weil er
innerhalb einer Linse liegt.
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An Hand der Zeichnung sei der Gcgenstand der Erfindung näher beschrieben.
Abb. i der Zeichnung gibt schematisch eine Einrichtung zum Vergleichen zweier Teilungen
miteinander wieder, währtnd die Abb. 2, und 3 als Ausführungsbeispiel
eine Einrichtung zum Vergleichen der Steigung von Schraubenspindeln mit einem Maßstab
darstellen. Bei dieser letzten Einrichtung wird somit die eine Strecke von der Länge
der zu prüfenden Schraubenspindel gebildet. Abb. 2 stellt einen Seitenrißschnitt
und Abb. 3 einen Grundriß der letztgenannten Einrichtung dar.
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Die Teilungen der in Abb. i wiedergegebenen Vorrichtung sind mit a
und b bezeichnet. Zum Anvisieren der erstgenannten Teilung dient in üblicher
Weise ein senkrecht zur Zeichenebene stehendes Mikroskop c. Zum Anvisieren der Teilung
b, deren einzelne Teilstriche in Wirklichkeit senkrecht zur Zeichenebene
gerichtet
sind, dient ein feststehendes, aus einem Objektiv d und einem Okular e bestehendes
Zielfemrohr, vor dem ein aus eincr -Zerstreuungslinse f, einer Sammellinse
g und einem Pentagonalprismah bestehendes optisches System angeordnet ist.
Die optische Achse dieses Systems liegt ebenso wie diejenige des Vernrohrs in der
durch die Teilungen a und b
bestimmten Ebene. Das Mikroskop c und das optische
System f, g, A sind fest miteinander verbunden und gemeinsam in einer
Führung parallel zu den Teilungen a und b verschiebbar. Der vordere Brennpunkt
des Linsensystems f, -, der mit F bezeichnet ist, liegt auf der Teilung
b, so daß das aus dem Prisma lz austretende und in das Fcrnrohr
d, e eintretende Bündel der die Teilung b abbildenden Strahlen
parallelstrahlig ist. Der vordere positive Knotenpunkt des Systems f, g,
der mit K bezeichnet ist, und der zugleich d#r vordere positive Knotenpunkt des
gesamte.i Systems f, -, h ist, liegt auf der Teilung a.
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Will man die Teilungen a und b miteinander vergleichen, so
stellt man der Reihe nach durch Verschieben des Systems f, g. lt
und
des Mikroskops c entweder das Mikroskop c oder das System f, g, k
auf verschiedene Teilstriche der betreffenden Teilung ein und liest in dem andern
verschiebbaren Teil die Stellung der entsprechenden Teilstriche der andern Teilung
gegenüber der betreffenden Zielmarke ab. Da die Führung, _in der das Mikroskop c
und das System f, g, k verschiebbar sind, im allgemeinen nicht genau
parallel den Teilungen a und b verläuft, so erleiden im allgemeinen das Mikroskop
c und das System f, g, h bei einer Verschiebung zugleich eine zusätzliche
Drehung. Es ist aber ieicht ersichtlich, daß bei der gewählten Anordnung eine kleine
Drehung der verschiebbaren Teile sowohl um eine parallel zu den Teilungen a und
b verlaufende wie um eine den Brennpunkt F und den Knotenpunkt K enthaltende
als auch um eine durch den Knotenpunkt K gehende und senkrecht zur Zeichenebene
stehende Achse und somit auch um eine beliebig gerichtete Achse nur Ablesungsfehler
zweiter Ordnung verursacht und infolgedessen unschädlich ist.
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Bei der in den Abb. 2 und 3 dargestellten Einrichtung ist auf
einer Grundplatte i eine aus zwei mit Spitzen il und j2 versehenen Lagerböcken
kl und k2 bestehende Einspannvorrichtung für eine Schraubenspindel
1 befestigt. Außerdem trägt die Grundplatte i noch ein Zielfernrochr m mit
gebrochener Achse, eine Führungsleiste n und auf einem Bock o einen Maßstab
p mit einer Teilung pl. Auf der Spindel 1, von der die gesamte Länge
oder ein Teilbetrag dErselben die Strecke darstellt, die mit d#r Teilung pl verglichen
werden soll, ist eine Multter 11 angeordnet. An dieser Mutter ist mit ihrem
einen Ende eine Brücke q
befestigt, die mit ihrem andern Ende unter Zwischenfügung
einer Kugel r auf der Führungsleiste n aufliegt. Diese Brücke trägt ein optisches
System, das aus einer verkitteten Sammellinse m' und einem rechtwinklig gleichschenkligen
Prisma m', dessen Hypotenusenfläche eine Spiegelfläche bildet, besteht, und das
zusammen mit dem Zielfernrohr m zum Anvis-leren der Teilungpl dient. Das System
m', m2, dessen optische Achse in der durch die gemeinsame Achse A-A der Spitzen
il und j2 und durch die Teilung pl bestimmten Ebene verläuft, ist dabei so ausgebildet
und angeordnet, daß sein Brennpunkt auf der Teilung p' und sein vorderer positiver
Knotenpunkt, d. i. der vordere negative Knotenpunkt der Sammellinse m', in
der Achse A-A liegt. Von den Spitzen il und j2 der Einspannvorrichtung ist die erstgeiiannte,
jl, in dem Lagerbock kl mit Hilfe einer Schraube s' in achsialer Richtung verstellbar,
während die letztgenannte, i2, die einerseits einen Mitnehmer S2 für den
Schraubenbolzen 1 und anderseits eine mit einer Teilung versehene Trommel
s3 trägt, zwar um ihre Achse drehbar, in der Richtung dieser Achse aber nicht verstellbar
ist. Schließlich sei noch erwähnt, daß das Fernrohr m mit einem Okularmil"rometer»nt3
ausgestattet ist.
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Will man mit dieser Vorrichtung die Steigung des Schraubenbolzens
1 prüfen, so dreht man zu wiederholten Malen die Spitze j2 Mit Hilfe der
Trommel S2 z. B. je um 36o', wodurch die Mutter I' und damit
auch die Brücke q und das optische System fft', mt2 in &r Richtung der
Bolzenachse A-A verschoben werden. Die Größe der Verschiebung liest man dann jeweils
mit Hilfe des Okularinikrometers »b3 an der Teilung pl ab.