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Optisches Gerät zum Nachprüfen der Ebenheit und Ausrichtung von Flächen
und Linien
Bei der Nachprüfung ebenerFlächen oder geradeiniger Mantellinien ergibt
sich die Aufgabe, festzustellen, ob eine gewisse Zahl von Punkten in cin und derselben
Ebene oder auf derselben Geraden liegt, oder nachzumessen, wieviel ihre Abstände
von dieser Ebene oder Geraden betragen.
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Die Optik bietet eine Lösung dieser Aufgabe, die sich aus der Geradlinigkeit
der Lichtfortpflanzung ableitet.
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Alle optischen Geräte, die die Abmessung der erwähnten Abstände unmittelbar
angeben, bestehen aus einem festen Visierrohr, durch welches eine in Berührung mit
dem nachzuprüfenden Werkstück verschobene Ziel- oder Fadenscheibe beob achtet wird.
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Da diese Verschiebungen den Abstand der Zielscheibe vom Visierrohr
ändern, muß der Beobachter für jede neue Stellung der Zielscheibe das Scharfeinstellen
des im Visierrohr sichtbaren Bildes wiederholen. Dieses Scharfeinstellen kann erzielt
werden durch Verschiebung eines mit dem Visierrohr zusammenhängenden optischen Gliedes
(Okular, Objektivlinse usw.) oder eines von diesem uilabhängigen Mittels, beispielsweise
durch Translationsverschiebung eines vor dem Objektiv angeordneten Quecksilberbades,
so daß der optische Weg zwischen dem Objektiv und der Zielscheibe gleichbleibend
erhalten wird.
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Die bisherigen Geräte dieser Art weisen. mehrere Nachteile auf:
a)
Außer im Fall der Verstellung des Okulars oder des Quecksilberbades muß die Führung
des beweglichen optischen Gliedes, das die Feineinstellung gestattet, mit sehr großer
Präzision ausgeführt sein; die Messungen sind nicht unbedingt zuverlässig, denn
infolge des Verschleißes der Einzelteile kann eine Beschädigung oder die Entstehung
von Spiel eintreten ohne des Be obachters Wissen.
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Arbeitet das Visierrohr mit Verdoppelung und Umkehrung des einen
Bildes, so hat die Verstellung des Okulars zwecks Scharfeinstellung selbst theoretisch
keinerlei Einfluß auf die Messungen. Es bleibt aber nichtsdestoweniger der folgende
ernste Nachteil weiterbestehen: Da der Beobachter das Visierrohr anfaßt, kann sich
dieses verstellen, un.d folglich kann die Scharieinstellung eine Einbuße erleiden.
b) Jede Messung erfordert das Auf legen der Zielscheibe auf das nachzuprüfende Werkstück
und die Verschiebung des Regelgliedes für die Scharfeinstellung der Bilder, somit
zwei Vorgänge. Es ist also nicht möglich, eine Reihe von Meßvorgängen rasch und
laufend durchzuführen. Dieser Nachteil ist besonders groß, wenn an Stelle des Auges
eine photographische Vorrichtung für die Aufzeichnung der Abstände benutzt wird.
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Selbstverständlich wäre es denkbar, mittels einer geeigneten mechanischen
Verbindung die erwähnten ASrorrichtungen zum Scharfeinstellen durch die Verstellung
des Abtasters zu steuern, da aber bei allen bestehenden Vorrichtungen die Verstellungen
des Abtasters und des Scharfelustellgliedes nicht dieselben Ausschläge haben, würde
dies zu umständlichen und empfindlichen Systemen führen, die ebenfalls mögliche
Quellen einer Falscheinstellung darstellen.
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Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile. Sie ist zurächst
dadurch gekennzeichnet, daß der Abtaster, mit dem das Nachprüfgerät wie alle Geräte
dieser Art versehen und der in. Be rührung mit dem nachzuprüfenden. Werkstück oder
in bekanntem Abstand verstellbar ist,. nicht mehr wie bei den bisherigen Geräten
ein mit einer einfachen Zielscheibe versehener Teil, sondern ein mechanischer Teil
ist, der mindestens zwei optische Glieder oder aber ein einziges optisches Glied
trägt, das alsdann vom Licht zweimal beaufschlagt wird und auf diese Weise eine
doppelte Wirkung hat.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Abtaster zwischen
zwei Reffektorsystemen derart angeofdnet, daß das Licht den Kreislauf gleichbleibender
Länge vom Abtaster ab durchläuft, um zu diesem nach dem Zurückwerfen durch diese
beiden Reflektorsysteme zurückzukehren, wo bei dieser charakteristische Kreislauf
auf der Strecke liegt, die das Licht zwecks Bildung des endgültigen Bildes der Zielscheibe
durchläuft.
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Infolge dieser charakteristischen Ausbildung läßt sich -in allen
Fällen. -die - Konstanz der Scharfeinstellung des endgültig zu beobachtenden Bildes
erzielen. Sind nämlich die Zielscheibe und das Be obachtungsinstrument feststehend,
so werden das Beobachtungsinstrument und die Zielscheibe zu beiden Seiten des Abtasters
angeordnet. Der vom Licht durcheilte Gesamtweg des Lichtes von der Zielscheibe bis
zu diesem Instrument wird folglich gleichbleibend sein. Ist die Zielscheibe beweglich
(vom Abtaster getragen) und das Beobachtungsinstrument oder Visierrohr feststehend,
so werden die optischen Glieder des Abtasters und der En.dreflektoren derart gewählt,
daß das nach Durcheilung des charalfteristischen Kreislaufs entstehende Bild auf
Unendlich zurückgeworfen ist, somit von dem Beobachtungsinstrument gleichbleibt.
Wenn schließlich die Zielscheibe und das Beobachtungsinstrument beweglich auf dem
Abtaster angeordnet sind, wird man die optischen Glieder des Abtasters und der Endreflektoren
wählen, so daß das nach Durcheilung des charakteristischen Kreislaufs entstehende
Bild in gleichbleibendem endlichem oder unendlichem Abstand vom Abtaster ist.
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In allen Fällen ist zu bemerken, daß die Konstanz der Scharfeinstellung
erzielt wird, ohne ein anderes optisches Glied verstellen zu brauchen als die am
Abtaster befestigten und mit diesem ven stellbaren Glieder. Zwecks Vornahme einer
Messung braucht folglich nur ein einziges Glied verstellt und nur ein einziger Handgriff
ausgeführt zu werden.
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Zum Messen der Abweichungen von der Ebenheit oder Ausrichtung wird
der erwähnte Abtaster auf dem nachzuprüfenden Werkstück verschoben und das Bild
einer gegebenenfalls vom Abtaster getragenen Fadenkreuzscheibe beobachtet. Bleibt
das Bild im Visierrohr unbeweglich, so ist die Ebenheit oder Ausrichtung vollkommen.
Anderenfalls gestatten die sichtbaren rechtwinklig zu der nachzuprüfendan Ebene
oder Linie erfolgenden Bildverlagerungen, diese Abweichungen zu bestimmen.
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Die Tatsache, daß die Fadenkreuzscheibe (Marke) nicht unbedingt vom
Abtaster getragen zu werden braucht, wie bei den bisher bekannten Vorrichtungen,
stellt ein Merkmal des erfindungsgemäßen Prüfgeräts dar.
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Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht,
und zwar zeigen Fig. I bis 4 vier schematische Erläuterungen des Erfindungsgrundsatzes.
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Fig. 5 bis I2 verschiedene Ausführungsweisen.
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Die Ausbildung gemäß der Fig. I bezieht sich auf den Fall, in welchem
die Fadenkreuzscheibe M feststehen. Der Abtaster P ist längs der nachzuprüfenden
Geraden L beweglich. Dieser Abtaster weist stets mindestens zwei optische Glieder
öt und O., Linsen oder ebene, kugelige oder zylindrische Rückstrahlsysteme auf;
die Rückstrahlsysteme sind durch zwe!i Rechtecke R1 und R2 dargestellt.
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Im Fall der Fig. I bestehen diese beiden optischen Glieder aus rückstrahlenden
Systemen, die schematisch durch die beiden iibereinander liegenden Rechtecke Oi
und °2 angedeutet sind.
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Der vom Fadenkreuz des Zylinders M ausgesandte Lichtstrahl legt zunächst
den punktiert angedeuteten Weg M01 zurück, wird vom Abtaster und alsdann von den
beiden rückstrablenden
Flächen oder Systemen R1 und R2 zurückgeworfen
und kehrt wieder zum Abtaster zurück. Der optische Kreislauf Oi, R1, R2, 0-, der
die Erfindung kennzeichnet, ist in ausgezogenen Linien angedeutet.
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Nach der Zurückstrahlung bei 02 (punktierter Strich) fallen d.ie
Lichtstrahlen auf das Objektiv des Visierrohres oder ganz allgemein auf das Beobachtungsinstrument
I.
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Das Schema. der Fig. I läßt erkennen, daß der optische Kreislauf,
der vom Abtaster ausgeht, um nach Rückstrahlung durch die beiden an den beiden Enden
der Kontreilgeraden befestigten Reile!ktofsysteme wieder zum Abtaster zurückzukehren,
von gleichbleibender Länge ist.
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Der obere Weg zwischen R1 und Rs, ist gleichbleibend, da die rückstrahlenden
Systeme R1 und R.? feststehen. Die Summe der unteren Wege Ol-R und O,-X, ist selbstverständlich
gleichbleibend. Bewegt sich der Abtaster P nach links, so ist auch der Weg Ot-R1
um eine gewisse Strecke verkürzt, doch verlängert sich der Weg 02-RS auch um dieselbe
Strecke.
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Die Summe der Wege MO1-02I ist aus demselben Grund gleichbleibend.
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Aus Obigem ergibt sich, daß unbeschadet der Stellung des Ab tasters
P auf dem nachzuprüfenden Werkstück das Bild des Fadenkreuzes M in dem aus Abtaster
und festen Rückstrahlern bestehenden System sich stets in demselben Abstand von
dem im Fall der Fig. I feststehenden Beobachtungsinstrument I befinden wird.
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Die Erfindung erstreckt sich auf verschiedene Ausführungsarten.
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Im Fall der Fig. 2 sind die beiden rückstrahlenden Glieder des Abtasters
durch lichtdurchlässige Systeme OiO2 ersetzt. Unter diesen Umständen verläuft der
optische Weg entsprechend M, 02, R2, R1, O,, I und ist stets von gleichbleibender
Länge.
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Die Fig. 3 zeigt eine weitere Ausbildung, wonach die Fadenkreuzscheib
e vom Abtaster getragen ist.
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In diesem Fall wird die Fadenkreuzscheibe als das eine optische Glied
des Abtasters angesehen. Ist die Ziel- oder Fadenkreuzscheibe M bei öi angeordnet,
dann ist das andere, bei °2 befindliche Glied ein lichtdurchlässiges Glied.
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Das Bild des Fadenkreuzes wird noch feststehen, da es auf Unendlich
zurückgeworfen ist, welches auch die Stellung sein mag, die der Abtaster auf der
nachzuprüfenden Geraden einnimmt.
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Im Fall der Fig. 4 ist die FadenkreuzscheibeM mit dem Glied 0 des
Abtasters identisch, während das Glied Oj ein lichtdurchlässiges Glied ist.
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Das Beobachtungsinstrument 1 ist am Abtaster befestigt. Ein zusätzlicher
Spiegel R gestattet eine bequeme Orientierung dieses Instruments I, das die Bewegungen
des Abtasters mitmacht. Das Scharfeinstellen bleibt konstant, aber diesmal braucht
das von dem Abtaster und. den festen Spiegeln gelieferte Bild der Fadenkreuzscheibe
nicht auf Unendlich zurückgenvorfen zu werden. Auf diese Weise kann die Beobachtung
im konvergierenden Licht erfolgen.
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Dieser Spezialabtaster~hat noch eine andere Eigenschaft, die die
Meßvorgänge gestattet. Seine beiden optischen Glieder sind nämlich so gewählt, daß
ihre kleinen Querverstellungen als Folge kleiner Unebenheiten oder mangelnder Geradlinigkeit
der na.chzuprüfenden Werkstücke in einer Verlagerung des Bildes zum Ausdruck kommen
und daß im Gegenteil eine Änderung ihrer Orientierung auf die Messungen ohne Einfluß
bleibt.
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Welches auch die gewählte Ausbildung sein mag, so müssen die die
feststehenden. Endrefiektoren bildenden optischen Glieder derart gewählt sein, daß
von diesen beiden optischen Gliedern des Abtasters jedes in de.mselben und nicht
im entgegengesetzten Sinn zu scheinbaren Querverlagerungen des zu messenden Bildes
beiträgt. Mit anderen Worten, diese Verlagerungen müssen sich addieren, nicht aber
voneinander abziehen, was stets zu er reichen ist.
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Wie bereits dargelegt, können auf Wunsch die optischen Glieder des
Abtasters und der Endreflektoren derart gewählt sein, daß sich das Bild des Fadenkreuzes
od. dgl. in einem gleichbleibenden (endlichen oder unendlichen3 Abstand vom Beobachtungsinstrument
befindet, in welchem die zu messenden Abstände in Form eines Abstandes zwischen
zwei Bildern zu beobachten sind. Diese Abstände werden übrigens nach den. bekannten.
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Verfahren gemessen mittels Mikrometerokularen, Lamellen-, Prismen-,
Linsenablenkern. oder durch mikrometrische Verstellungen der optischen Glieder des
Abtasters in bezug auf diese letzteren bis zum Zusammenstoßen der beiden vorerwähnten
Bilder.
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Es kann noch ein mit einer Teilung versehener Mikrometer in der Ebene
des im Beobachtungsinstrument gebildeten Bildes benutzt und der Abstand zwischen
den beiden Bildern unmittelbar abgelesen werden.
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Verschiedene Ausführungsbeispiele des e!rfuldungsgemäßen Prüfgeräts
sind nachstehend beschrieben.
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In der Praxis genügen zur Herstellung dieses Geräts drei getrennte
Einheiten, Idie um den Abtaster und die beiden Endreflektoren herum angeordnet werden.
Je nach dem Fall sind die Ziel-oder Fadenkreuzscheibe und das Beobachtungsinstrument
fest mit den obigen Endreflektoren oder mit dem Abtaster verbunden.
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Die Fig. 5 zeigt ein Gerät zum Nachprüfen der Ebenheit eines Werkstücks.
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Die Ziel- und Fadenkreuzscheibe M ist fest und vom Abtaster unabhängig.
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Die optischen Glieder °1-°2 des Abtasters bilden zwei Flächenwinkel
mit zur nachzuprüfenden Ebene parallelen Kanten. Der eine der beiden Spiegel mit
parallelen Seiten des Flächenwinkels °2 ist halb mit einer Silberschicht versehen.
Von den Endreflektoen ist der eine ein Flächenwinkel Rl, der andere ein ebener Spiegel
R2.
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Die Vorrichtung zum Messen der Abstände! besteht in ein.er mit parallelen
Flächen versehenen Lamelle oder Scheibe I, die vor dem Objektiv Ob des Beobachtungsinstruments
I neigbar angeordnet ist; dieses Beobachtungsinstrument 1 kann im vorliegenden Fall
ein einfaches Visier sein. Bei Ver-
folgung der Entstehung der Bilder
ist ohne weiteres zu sehen, daß die zur nachzuprüfenden Ebene rechtwinkligen Abstände
sich summieren, die zu dieser Ebene paralielen Abstände dagegen abziehen. Die Vorrichtung
gestattet somit nur die Nachprüfung der Ebenheit.
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Die Fig. 6 zeigt ein Gerät zum Nachprüfen der Ebenheit und der Ausrichtung,
bei dem die beiden vo,m Abtaster P getragenen Glieder zwei aus drei Rechtecken gebildete
Prismen °l und °2 sind.
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Die Fadenkreuzscheibe M ist feststehend und mit dem Eintrittsreflektolr
Rl (ebenfalls ein aus drei Rechtecke bestehendes Prisma) fest verbunden.
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Der andere Endreflektor R2 ist ein Prisma mit drei Rückstrahlungen,
dessen rückstrahlende Flächen sich längs paralleler, zur Nachprüfungsrichtung L
rechtwinklig verlaufender Geraden schneiden.
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Das Fadenkreuzbild wird durch ein mit dem Reflektor R2 fest verbundenes
Fadenkreuzvisier 1 be ob achtet. Als Meßorgan ist eine mit parallelen Flächen versehene
Lamelle 1 angegeben worden, die um zwei zueinander rechtwinklige Richtungen verschwenkbar
ist und das Messen der Abstände in diesen beiden Richtungen gestattet.
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Infolge der optischen Vergrößerung der Abstände ist das Gerät sehr
feinfühlig. Ein vom Abtaster ermittelter Abstand e ergibt eine ähnliche Bildverlagerung,
wie sie eine Verstellung der Fadenkreuzscheibe um qe zur Folge hätte.
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Bei aufmerksamer Verfolgung der Entstehung der Bilder ist ohne weiteres
ersichtlich, daß eine Summierung der Querabstände eintrifft, die in einer zu der
Geraden rechtwinkligen Ebene liegen. Diese Vorrichtung gestattet somit die Nachprüfung
der Ausrichtung.
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Die Fig. 7 veranschaulicht ein Gerät zum Nachprüfen der Ebenheit
und der Ausrichtung, bei dem die Fadenkreuzscheibe od. dgl. mit dem Abtaster starr
verbunden ist. Die beiden optischen Glieder des Abtasters enthalten das Fadenkreuz
M und ein Objektiv 0 mit dem besonderen Merkmal, daß das Fadenkreuz od. dgl. auf
dem Objektiv eingezeichnet ist. Die EndreflektoreAn enthalten ein aus drei Rechtecken
bestehendes Prisma R1 und ein dreifach rückstrahlendes Prisma2, dessen drei rückstrahlende
Seiten sich entsprechend untereinander parallelen, aber zur Kontrollgeraden L rechtwinkligen
Geraden schneiden. Der Abstand zwischen den beiden Prismen Rl und R2 ist so groß,
daß der vom Licht durcheilte Kreislauf gleichbleibender Länge vom Fadenkreuz M des
Abtasters zu dessen Objektiv O der Brennweite dieses Objektivs gleich ist. Das Bild
des Fadenkreuzes ist also stets auf Unendlich eingestellt.
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Dieses Bild beobachtet man in dem Visierrohr 1, das mit einem Fadenkreuz
versehen und auf Unendlich eingestellt ist. Die Lichtstrahlen dringen zu diesem
Zweck durch eine Haibsilberschicht, die auf die Seite r des Refiektors R2 aufgetragen
ist.
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Das Messen der Abweichungen von der Ebenheit oder Ausrichtung erfolgt
beispielsweise mittels eines Mikrometerokulars.
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In dieser Vorrichtung tritt ein Zusammen. summieren der Abstände
oder Abweichungen in der zur Geraden L rechtwinkligen Richtung ein. Das Messen der
Ausrichtungen ist also möglich.
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Für ein Gerät, das lediglich zum Nachprüfen der Ebenheit bestimmt
ist, kann diese Anordnung in der aus Fig. 8 ersichtlichen Weise geändert werden'.
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Die Ziel- oder Fadenkreuzscheibe M ist auf dem Abtaster befestigt,
befindet sich aber nicht mehr auf dem Objektiv 0. Der Reflektor Rt ist ein Flächenwinkel,
dessen rückstrahlende Flächen sich längs einer zur nachzuprüfenden Ebene parallelen
Linie schneiden, und der Reflektor R2 ist ein ebener Spiegel, der lotrecht ist zur
Geraden L, längs welcher die Nachprüfung der Ebenheit erfolgt.
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Die Zielscheibe M ist auf dem Abtaster befestigt, aber nicht mehr
auf dem Objektiv 0. Der Reflektor R, ist ein Flächenwinkel, dessen rückstrahlende
Flächen sich längs einer Linie schneiden, die zu der nachzuprüfenden Ebene parallel
verläuft.
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Der Spiegel R2 wiederum ist ein ebener Spiegel, der lotrecht auf der
Geraden L steht, welche zur Nachprüfung der Ebenheit dient.
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Der optische Kreislauf gleichbleibender Länge, der von der Zielscheibe
M zum Abtaster verläuft, ist gleich der Brennweite des Objektivs 0. Das Bild der
Ziel- oder Fadenkreuzscheibe ist noch auf Unendlich zurückgeworfen und wird durch
das stets auf Unendlich eingestellte Beobachtungsinstrument I beobachtet.
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Das Messen der Abweichungen erfolgt durch Verschieben eines Ablenkprismas
D, das zwischen dem Objektiv Ob und der Ebene des von diesem erzeugten Bildes angeordnet
ist. In diesem Fall erfolgt ein Summieren der Abstände nur dann, wenn diese lotrecht
in der Figur verlaufen. Die Vorrichtung gestattet also nur die Nachprüfung ebener
Flächen.
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Es ist jedoch zu bemerken, daß das Gerät wie alle Geräte zum Prüfen
der Ebenheit auch die Ausrichtung nachzuprüfen gestattet, indem zwei Meßvorgänge
nacheinander durchgeführt werden. Die Abstände wären von den in Frage kommenden
Punkten in bezug auf zwei rechteckige Ebenen zu ermitteln, wobei diese letzteren
beispielsweise parallel zu der Geraden verlaufen, auf welche sie ausgerichtet werden
sollten.
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Die Fig. g zeigt eine Ausführungsart eines Geräts zum Nachprüfen
der Ebenheit und Ausrichtung, das ähnlich wie in Fig. 7 ausgebildet ist, in welchem
aber die Zielscheibe M nicht vom Abtaster P getragen ist. Die optischen Glieder
des Abtasters be stehen aus zwei zu einem einzigen Objektiv O zusammengerückten
Obj elctiven. Die Endreflektoren und das Beobachtungsinstrument sind dieselben wie
in Fig. 7. Der Abstand zwischen den Retlektoren 111 und R2 ist derart, daß der erfindungsgemäße
Kreislauf gleichbleibender Länge das Doppelte der Brennweite des Objektivs 0 mißt.
Unter diesen Umständen ergibt er von einem auf Unendlich liegenden Gegenstand ein
ebenfalls auf Unendlich bemessenes Bild nach seinem zweiten Durchdringen durch das
Licht.
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Im vorliegenden Fall ist die ZielscheibeM im Brennpunkt eines Objektivs
C angeordnet, und ihr Bild ist auf Unendlich zuruckgeworfen. Die Prismen R1 und
R2 werden durch halbversilberte Flächen i;, r2 ergänzt, die den Durchgang des einfallenden
Lichts gestatten.
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Die Fig. IO zeigt eine abgeänderte Ausführung der vorhergehenden
Ausbildung. Die Zielscheibe 1I ist in der Nähe des Reflektorsystems Rf angeordnet,
wobei dieses letztere von einem Flächenwinkel gebildet wird. Ihr Bild ist nicht
mehr wie im Fall der Fig. g auf Unendlich eingestellt. Unter diesen Bedingungen
ergibt das Licht, das von den Endreflektoren zurückgeworfen wird und das Objektiv
0 des Abtasters zweimal durchquert von der Zielscheibe M bei M' ein Bild von endlichem
und gleichbleibendem Abstand..
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Das Beoba.chtungsinstrument kann sich auf ein einfaches Okular Oc
beschränken. Ist der Endreflektor R2 ebenfalls ein Flächenwinkel, so summieren sich
die aus den Verstellungen des Objektivs 0 ergebenden Bildverstellungen, und die
Vorrichtung gestattet das Nachprüfen der Ausrichtung.
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Sollte nur ein Gerät zum Nachprüfen der Ebenheit erzielt werden,
so hätte man die Halbspiegelschichten der Vorrichtungen gemäß den Fig. g und IO
fortlassen können und nur zwei nicht zusammenfallendei, nebeneinander angeordnete
Objektive zu benutzen brauchen. Selbstverständlich lassen sich an Stelle der erwähnten
Objektive auch kugelige Spiegel verwenden.
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Die optischen Systeme des Abtasters können einfach zwei Fadenkreuzscheiben
M und M' sein, wie die Fig. 1 1 zeigt. Die Elldreflelçtolren. sind identisch und
enthalten ein Prisma mit Flächenwinke1-spiegeln und ein Objektiv. Die beiden Objektive
sind derart angeordnet, daß ihre Hauptbrennpunkte zusammenfallen.
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Unter diesen Bedingungen befindet sich das in den Endreflektoren
erzeugte Bild von llI in der Nähe von M' und in deren Ebene.
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Der Abstand von M' und dem Bild von M schwankt wie das Doppelte der
zu messenden Abweichungen. Das Beobachtungsinstrument kann ein einfaches, vom Abtaster
getragenes Okular O c sein.
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Zwecks größerer Bequemlichkeit bei der Beobachtung wird das Licht
im Winkel von 900. auf einen ebenen Silberspiegel R zurückgeworfen.
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Das Messen geschieht beispielsweise durch einfache mikrometrische
Verstellung der Fadenkreuzscheibe auf ihrem Träger, der vom Abtaster gebildet wird.
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Die Fig. 12 zeigt eine besonders einfache Ausführungsart, die ein
Nachprüfen sowohl der Ebenheit als auch der Ausrichtung gestattet.
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Der Abtaster weist ein einziges Mikrometer auf, in Wirklichkeit erfüllt
er infolge des doppelten Durchgangs des Lichts die Aufgabe zweier zusammengelegter
Mikrometer. Die Endreflektoren sind zwei kugelige Spiegel Rt und R2 von gleicher
Achse und zusammenfallenden Brennpunkten.
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Unter diesen Bedingungen ergibt das optische System der Endrefiektoren
von der Zielscheibe M nach Zurücklegung des Kreislaufs gleichbleibender Länge durch
das Licht ein Bild, das, wie im Fall der Fig. I I, in der Ebene der Zielscheibe
lkl liegt.
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Beim Nachprüfen wird die Zielscheibe und. ihr ( Tild bequem beobachtet,
indem das Licht mittels eines am Abtaster festsitzenden. Halbsilberspiegels R im
Winkel von 900 zurückgeworfen wird. Die Beobachtung kann unter denselben Bedingungen
wie im Fall der Fig..II mittels eines ebenfalls am Abtaster festsitzenden Okulars
Oc erfolgen.
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Außer den beschriebenen Ausführungsarten lassen sich zahlreiche andere,
jedoch stets auf denselben Grundsätzen beruhende Ausführungsarten kombinieren.
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Für die optischen Glieder des Abtasters können s'elbstverständlich
optische, dioptrische oder katadioptrische Teile benutzt werden (ebene Spiegel,
Prismen mit totaler Rückstrahlung, Kugel-, Zylinderspiegel, Kugel-, Kugelzylinder-,
Fadenkreuzlinsen usw.). Als einzige Bedingung müssen diese Glieder derart miteinander
kombiniert sein, daß die kleinen Querverstellungen des Abtasters im Sinn der zu
messenden Abweichungen als Folge seines Stellungswechsels auf dem nachzuprüfenden
Werkstück in einer Verlagerung des Fadenkreuzbildes zum Ausdruck kommen und daß
im Gegenteil die Orientierungsmängel auf die Messungen wirkungslos bleiben. Wie
bereits dargelegt, kann sogar der Flächenwinkel von 900 benutzt werden.
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Diese letztere Vorrichtung ist zwar gegen. Verdrehungen um zu dessen
Kante nicht parallele Achsen empfindlich, kann aber noch zum Nachprüfen der Ebenheit
verwendet werden. Sie braucht nur so orientiert zu werden, daß ihre Kante parallel
zur nachzuprüfenden Ebene verläuft.
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Ganz allgemeinhin kann durch Kompensation von auf Verdrehung empfindlichen
Glieedern. Ger hrauch gemacht werden, sofern diese paarweise vorgesehen sind und
die Verdrehwirkungen dieser Glieder sich aufheben. So können zwei Kugel- oder Zylinderspiegel
benutzt werden.
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In; den angeführten Ausführungsbeispielen durchläuft das Licht den
erfindungsgemäßen Kreislauf gleichbleibender Länge nur ein einziges Mal. Es ist
zu bemerken, daß sich die Erfindung auf jegliches optische Prüfgerät erstreckt,
in welchem das Licht den erfindungsgemäßen optischen Weg gleichbleibender Länge
ein- oder mehrmals durchläuft.
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Der Abtaster trägt alsdann mehr als zwei optische Glieder und wird
vom Licht vier-, sechs- oder noch mehrere Male durchquert.
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Ebenso wie die optischen! Glieder des Abtasters können auch die Reflektoren
auf die verschiedenste Weise ausgebildet sein. (Flachspiegel, Prismen mit totaler
Rückstrahlung, Kugel-, Zylinderspiegel, Kugellinsenl, Kugelzylinderlinsen usw.).
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Diese Reflektoren müssen das Licht in der Richtung des Abtasters
zurückwerfen und außerdem eine Zahl von Rückstrahlungen aufweisen., die insgesamt
das Summieren und nicht den Ausgleich der
kleinen Verlagerungen
der Bilder der für jedes einzelne optische Glied des Abtasters gegebenen Ziel-oder
Fadenkreuzscheibe od. dgl. gestatten.
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Endlich ist auf einen Vorteil des neuen optischen Prüfgeräts hinzuweisen,
das im allgemeinen präziser ist als die bisher bekannten Prüfgeräte, was insbesondere
darauf zurückzuführen ist, daß die kleinen Querverlagerungen des Fadenkreuzbildes
als Folge der Verstellungen des Ab tasters durch mindestens zwei Durchgänge des
Lichts durch die vom Abtaster getragenen optischen Glieder nachgewiesen sind, woraus
sich eine um so größere optische Vergrößerung der Abstände ergibt, je größer die
Zahl des Lichtdurchgangs ist.