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Mikrometer mit Kontrolle des meßdruckes nach der Interferenzmethode
Bei feineren Messungen ist die Einstellung eines bestimmten, gleichen Meßdruckes
eine wichtige Voraussetzung; ferner wird bedingt, daß während der Messung eine subjektive
Beeinflussung durch den Beobachter ausgeschaltet ist. Beide Momente werden bei den
bekannten Mikrometerschrauben nicht gleichzeitig erfüllt. Die Ratsche genügt höheren
Anforderungen nicht, bei zu schnellem Einstellen kann infolge des großen Drehmomentes
sogar die Ablesung von ö,oi mm ungenau werden. Bei anderen Einrichtungen bemüht
man sich, diese Nachteile zu beseitigen, sie schließen aber die subjektive Beeinflussung
nicht aus, wie Ablesung und Verkantung während der Messung.
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Die Erfindung sucht beideBedingungen gleichzeitig zu erfüllen und
damit die Möglichkeit zu schaffen, mit Hilfe der Mikrometerschraube kleinere Bruchteile
als o,oi mm einwandfrei abzulesen. Sie besteht in der Anordnung von unter Federdruck
stehenden, sich abwälzenden, interferenz- und kontaktstrichgebenden Flächen zur
Einstellung eines bestimmten, gleichen Meßdruckes und in der Verbindung mit einem
bekannten Nonius für die feinere Ablesung sowie in der zwanglosen Lagerung des Prüfstückes
auf einem beweglichen Meßtisch.
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Die Abbildung stellt ein Mikrometer mit Kontaktlängenmessung dar.
Der Ambos ist in axialer Richtung der Meßschraube beweglich. Das der Kontaktfläche
g gegenüberliegende Ende des Ambosses berührt ein durchsichtiges Prisma d, welches
in einer an dem Stativ angeschraubten Fassung c beweglich ist. Die dem Stativ zugekehrte
interferenzgebende Kontaktfläche f des Prismas d ist je nach der Empfindlichkeit
mit einem bekannten Radius zylindrisch, konvex gewölbt, die Gegenfläche am Stativ
dagegen ist plan. Der Radius ist zu groß, um zeichnerisch dargestellt werden zu
können. Die plane Fläche ist der besseren Wiedergabe halber schwarz gebeizt. Vor
d sitzt fest in der Fassung c eine ausgesparte Blattfeder e, die auf das Prisma
d mit einem genormten Meßdruck drückt. Eine Glasscheibe dient zur Abdichtung gegen
Staub. Auf der zylindrisch konvexen Fläche des Prismas d ist ein Linienkreuz eingeätzt,
welches als Teilung mit einem vertikalen Strich und mehreren horizontalen Linien
gedacht ist. i ist eine Schraube mit konischem Hals, der mit Spiel in den Amboß
eindringend, ein Zertrümmern des Prismas d bei einem zu schnellen und festen Einstellen
verhindert. Vor der Interferenzeinrichtung ist in der Abb. der Spiegel h gezeichnet,
dessen Befestigungsweise auf einem gesonderten Stativ mit Kugelgelenk der Einfachheit
wegen fortgelassen ist. Er dient zur besseren Ablesung der Interferenzstreifen.
Diese kann auch durch eine andere, geeignete Optik, je nachdem die Interferenzablesung
augenscheinlich gemacht werden soll, vergrößert oder weitergeleitet werden. Zur
Beleuchtung genügt weißes Licht.
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Die Teiltrommel a bewegt sich in bekannter Weise über den Indexträger
b und verstellt die Meßschraube mit ihrer Kontaktfläche g1. Die Teiltrommel sowohl
wie der Indexträger sind justierbar angedeutet. Die Teilstriche des
Nonius
sind im Anscbluß an den Index in axialer Richtung der Meßschraube in der ganzen
Länge des Meßbereiches gezogen und umfassen einen solchen Bruchteil des Indexträgers
b, daß der entstehende Winkel eine für die Ablesung günstige Blickrichtung bei unveränderlicher
Stellung des Meßwerkzeuges und Beobachters einschließt.
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Der Meßtisch, von Hand vertikal verstellbar, ist mit Hilfe einer Klemmschraube
feststellbar und besitzt doppelte Kugellagerungen, um die gleitende Reibung zu vermeiden.
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Die Messung geschieht in folgender Weise Das Meßobjekt wird auf den
Meßtisch gelegt oder gekittet. Durch die Kugellagerung des Meßtisches ist es möglich,
daß während der Messung das Objekt nicht berührt, eine Temperaturveränderung und
ein Verkanten vermieden wird. Ist der Temperaturausgleich erfolgt, so kann die Messung
in üblicher Weise beginnen. In dem Augenblick der Berührung des Meßobjektes mit
den Kontaktflächengundgl tritt ein Wandern des grauen Kontaktstreifens und der zu
beiden Seiten vorhandenen Interferenzstreifen in Erscheinung, deren Farben-oder
Formveränderung durch Abwälzen der zylindrisch konvexen Fläche des Prismas d auf
der planen Gegenfläche langsam entwickelt werden kann. Das Abwälzen der zylindrischen,
konvexen Fläche auf der planen Gegenfläche wird durch den Gegendruck der auf den
genormten Meßdruck einjustierten Blattfeder e bewirkt. Steht der graue Kontaktstreifen
mit einer bestimmten Horizontalen des Linienkreuzes in Übereinstimmung, was in dem
Spiegel 1a erkennbar ist, so ist der genormte Meßdruck vorhanden und damit die richtige
Einstellung der Teiltrommel a gegeben. Infolge der Ablesung des Druckes mittels
der Interferenzstreifen ist die subjektive Beeinflussung der Beobachtung des Längenmeßwertes
ausgeschaltet und damit dieser erstrebte Vorteil erreicht.
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Nunmehr erfolgt die Ablesung an der bekannten Längenteilung sowie
der Teiltrommel und dem Index, außerdem an dem vorgesehenen Nonius b3, dessen Wert
gegebenenfalls durch eine Fehlertafel der Schraube zu korrigieren ist. In dem dargestellten
Beispiel ist ein vortragender Nonius gewählt, dessen Angabe ein Zehntel von der
Maßteilung der Teiltrommel ist. Beträgt die Steigung der Meßschraube 0,5
mm, die Längsteilung 0,5 mm und ist die Teiltrommel a 5oteilig, so ist ein
Wert von o,ooz mm ablesbar und 0,5 #t schätzbar. Feinere Unterteilungen als
in dem gewählten Beispiel sind je nach Zweck und Ausführung des Mikrometers denkbar.
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Durch eine Lupe über dem Nonius sind o,z I. besser schätzbar. Die
Meßgenauigkeit wird dabei mit Sicherheit ± 0,5 11 betragen, eine Toleranz, die in
der Industrie genügt.