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Lichtmarkenmeßgerät
| Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf |
| ein Lichtmarkenmeßgerät. Bei solchen Meß- |
| geräten ist mit dem beweglichen Teil des |
| Meßwerks ein. Spiegel verbunden, auf den ein |
| von einer vorzugsweise in das Gehäuse des |
| Meßgeräts-eingebaufien Lichtquelle ausgehen- |
| des Lichtstra,hlenbündel,geworfen wird. Von |
| einer durch die Lichtquelle beleuchteten feisten |
| Zeigermarke wird dann auf einer Skalenfläche |
| durch ein Objektiv ein Bild entworfen, das als |
| Lichtmarke zur Ablesung dient. |
| Beieiner handelsüblichen Ausführung eines |
| solchen Lichtmarkenmeßgeräts ist die Skala |
| auf einer unter einem Winkel von etwa q.5° |
| zur Richtung der Drehachse des 1@Ießwerlz- |
| spiegels geneigten Kegelfläche angeordnet, |
| deren Spitze in der Verlängerung der Dreh- |
| achse Iegt. Diese bekannte Anordnung hat |
| den Vorteil, daß die Lichtmarke in der Auf- |
| sicht betrachtet wird und die Ablesung daher |
| bei Verwendung einer diffus reflektierenden |
| Skalenfläche in beliebiger Richtung parallan |
| frei bei im wesentlichen der gleichen Hellig- |
| keit des Bildes erfolgen kann. Anderseits ist |
| die Herstellung- der Skalenteilung auf einer |
| Kegelfläche unbequemer als auf einer ebenen |
| Fläche, und auch in bezu:g auf die Ablesung |
| wäre eine ebene Skalenfläche vorzuziehen, be- |
| sonders dann, wenn bei einem umschaltbaren |
| Maßwerk mehrere Skalen gegeneinander aus- |
| tauschbar eingebaut werden sollen. |
| Es sind bereits Lichtmarkenmeßgeräte be- |
| kannt, bei denen eine Z _igerinarke über den |
| Meßwerkspiegel unter Zwischenschaltung ineli- |
| rerer Umlenkspiegel auf einer ebenen Skalen- |
| fläche abgebildet wird und die Lichtmarke |
| sich geradlinig bewegt. Außerdem ist ein |
| Lichtmarkenmeßgerät bekannt, bei dem das |
| von dem Meß@i-erhspicgel aiisgelreiide Licht- |
| strahlenbündel durch, cin konzentrisch zur |
| Achse des Maßwerks gekrümmtes Umlenk- |
| prisma auf eine Anreigeebene geworfen wird, |
| d:--e gegebenenfalls unmittelbar in der Aus- |
| ti-ittse-bene des Prismas liegt. Dabei wird die |
Lichtmarke jedoch in jedem Falle auf einer mattierten Fläche in
der Durchsicht betrachtet. Dies hat den Nachteil, daß die Helligkeit des Bildes
bei seitlicher Betrachtung stark abfällt und die Genauigkeit der Ablesung durch
die Körnigkeit der Mattierung beeinträchtigt wird.
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Es ist nun vorgeschlagen worden, bei en -Lichtmarkenmeßgerät die Ablesung
auf @ewer ebenen Skalenfläche durch eine optische Änordnung zu erreichen, bei der
das Lichtstrahlenbündel vor dem Erreichen und nach dem Verlassen des @ef,,s@erlapi:egels
ein zum Abbilden der Zeigermarke dienendes Objektiv durchsetzt. Bei einer bestiimmten
Bemessung der optischen Anordnung kann man dann erreichen, daß die Z°igermarl,:e
auf einer ebenen Skalenfläche in allen Stellungen scharf abgebildet wird und sich
geradlinig bewegt. Unter Benutzung von Zwischenspiegeln ist es dann auch möglich,
das Bild der,Zeigermark e auf einer ebenen. Aufsichtsfläche zu erzeugen, die, unter
einem passenden Winkel geneigt, durch eine auf der Oberseite des Gehäuses .angeordnete,
mit einer Glasscheibe abgedeckte Einblicköffnung zu beobachten ist.
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Diese Anordnung hat aber den -Nachteil, daß sie ein verhältnismäßig
kostspieliges, (nach Axt eines Photoobjektivs korrigiertes Linsensystem von großer
Offmtng erfordert und daß die Skalenfläche in einem- verhältnismäßig großen Abstand
von der Obers--ite des Gehäuses angeordnet werden muß, wodurch die Ablesung erschwert
wird.
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Man erhält nun eine wesentlich einfachere Anordnung, die diese Nachteile
nicht aufweist, bei einem Lichtmarkenmeßgerät, bei dem das von dem Meßwerkspiegel
zurückgeworfene Lichtstrahlenbündel durch die eine Kathetenfläche eines Beobachtungsprismas
in dieses eintritt und von der Hypotenusenfläche durch totale Reflexion auf die
andere, mit einer Skala versehene Kath et-enfläclve gem"orfenwird, gemäß der Erfindung
dadurch, daß die unmittelbar auf oder hinter der Kathetenfläche an: geordnete Skalenfläche
lichtundurchlässig ist und das vorzugsweise geradlinige Prisma Cine derartige Lage
zum Lichtzeiger einnimmt, daß das auf der Skalenfläche entworfene Bild der Zeigermarke
durch die Hypotenusenflächehindurch beobachtbar ist.
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Wenn man ein nach einem Kreisbogen entsprechend dem Winkelausschlag
des Lichtstrahlenbündels gekrümmtes Prisma benutzen würde, so würde als Skalenfläche
eine der betreffenden Kathetenfläche entsprechende Kegelfläche dienenkönnen. Vorzugsweisewird
man aber die Anordnung so ausführen, daß das Lichtstrahlenbündel durch einen Spiegel
mit senkrecht zur Eintrittskathetenfläche eines im Querschnitt ein gleichschenklig-rechtwink-Eiges
Dreieck aufweisenden, senkrecht zur Mittellage des Hauptstrahles sich erstreckenden
geraden Prismenstabes liegender Schwingu@ngsebene ,an' auf einer in diesen ebenen
eintritt Skalenfläche und die erfolgt. Ab-Dadurch wird erreicht, daß das Bild der
Zeigermarke sich geradlinig und parallel zu den Kanten des Pizsmas auf der Skalenfläche
bewegt. Wenn die Lichtzeigerlänge iln Verhältnis zur Skalenlänge genügend groß gewählt
wird, so erscheint auch in diesem Fall das Bild der Zeigermarke auf der Skalenfläche
in jeder Stellung genügend scharf.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Dabei zeigt Fig. i einen Schnitt durch das Gehäuse eines Lichtmarkennießgeräts,
«-ober die Innenteile nur schematisch angedeutet sind, und Fig.2 ist die zugehörige
Draufsicht unter Weglassung des Gehäuses.
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Das Gehäuse besteht aus einem kastenförmigen Unterteil i und einem
unter 7-uischenlage einer Gummidichtung 2 aufgesetzten Deckel 3, der die Anschlußklcmmen
q für das eingebaute Maßwerk trägt und mit einer rechteckigen Einblicköfinung 5
veryebcit ist. Dabei ist das um eine Achse 6 schwingende Maßwerk nur durch den Drehspiegel
; angedeutet, der in der Mittelstellung unter einem Winkel von .15° gegen die Mittelachse
des Gehäuses geneigt ist. Die Einblicköffnung 5 ist durch einen geraden Prismenstab
8 abg,#de,ckt, dessen Querschnitt ein gleichschenklig-rechtwinkliges Dreieck bildet,
während der Einblick durch die Hypotenusenflärhe erfolgt.
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Von einer ebenfalls in das Gehäuse eilgebauten Lichtquelle 9 wird
in an sich bekannter Weise mittels eines Kondensors io eine Zeigermarke i i beleuchtet,
zu deren Abbildung ein vor dem Drehspiegel 7 angeordnetes einfaches Objektiv 12
dient. Das von dein Drehspiegel abgelenkte Lichtstrahlenbündel wird über zwei im
Gehäuse befestigte ZwisehensPiegel 13 und 1.:1. so geleitet, daß e s mit rechtwinklig
zu der Kathetenfläche i 5 geneigter Richtung des Hauptstrahls in das Prisma 8 eintritt
und von der Hypotonusenfläche durch totale Reflektion auf die andere Katlictenfläche
16 geworfen wird.
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Hinter der Austrittskathetenfläche 16 ist eine mattweiße Skalenfläche
angeordnet. Diese Skalenfläche kann dann von dem Beschauer durch die Hypotenusenfläche
des Prismas 8 ungehindert innerhalb eines großen Winkelbereiches beobachtet werden.
Dabei findet aber an der EIntrittskathetenfläche 15 eine Spiegelung statt, wodurchbei:entsprechender
Blirkrichtung ein störendes Nebenbild der Lichtmarke unter der Austrittsfläche 16
erscheint. Dies wird dadurch vermieden, daß der über der Kathetenfläche i 5 liegende
Teil
der Hyploitenusenfläche lichtundurchlässig abgedeckt wird.
Zu diesen. Zweck wird b:eispIelsweise, wie in Fig. i dargestellt, die Einblicköffnung
5 mitsprechend schimal gehalten.
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Die Austrittskathetenfläche 16 kann unmittelbar als Skalenfläche
dienen, indem sie, gegehenenfalls nach einer leichten Mattvierung, miIt der Skalenteilung
versehen wird, die .nach außen durch eine mattweiße Schicht abgedeckt wird, ioder
es wird :eine Skalenplatte in optischem Kontakt auf die mattierte Kathetenfläche
aufgebracht. Wenn dagegeneineleichte AuswechselbaTkeit der Skala gefordert wird,
so, muß eine Skalenplatte unabhängig von dem Prisma paxallel zu der Austrittskathetenfläche
16 im Gehäuse angeordnet werden. In diesem Fall treffen allerdings an der
Kathetenfläche 16
störende Reflexbilde- auf. Man kann die Helligkeit dieser
Bilder dadurch wesentlich herabsetzen, daß man. die betreffende Kathetenfläche mit
einer an sich bekannten reflexvermindernden Schicht versieht. Eine solche kann.
auch an der Eintrittskathetenfläche 15 vorgesehen sein, um die Helligkeit der Lichtmarke
zu erhöhen.
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Wenn 'nun das Meßwerk und damit der Drehspiege17einen Ausschlag a
macht, so, ist der Ablenkungswinkel des Lichtstrahlenbündels cp = , a. Ist
r die Lichtzeigerlänge, so wäre der Ausschlag der Lichtmarke auf einer entsprechend
gekrümmten Kegelskala, dein Winkel 9p und somit auch dem Winkel a proportional.
Der Ausschlag auf einer iebenen Skalenfläche ist aber i =,r # tg (p, so daß die
Skalenteilung nach dem Ende zu erweitert erscheint. Dieses Gesetz wird aber durch
die Lichtbrechung an der Eintrittskathetenfläche i11 günstigster Weise b.eeinflußt,
so daß ges bei nicht zu großem Ausschlagwinkel möglich ist, die Größe der Prismenquerschnitte
und die Brechungszahl. des Prismenwerkstofes so zu wählen, daß sich eine praktisch
linzarm Abhängigkeit der Bewegung des Markenbildes auf .der Skalenfläche von dem
Winkelausschlag des Drehspiegels ergibt.