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Längenmeßgerät, insbesondere zum Messen derFührungslänge von Ziehwerkzeugen
und ähnlich abgesetzter Bohrungen von Werkzeugen od. dgl.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein insbesondere zum Messen der Führungslänge
von Zielhwerkzeugen und ähnlich abgesetzter Bohrungen geeignetes Längenmeßgerät
mit einem mit einer Meßteilung für seine Verschiebungen in der optischen Achse versehenen
Mikroskop, das auf die in Richtung seiner optischen Achse übereinanderliegenden
Begrenzungsflächen des zu messenden und auf dem Objelçttisch des Mikroskops aufzuspannenden
Werkzeuges nacheinander einstellbar ist.
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Derartige Längenmessungen ermöglichende Mikroskopie sind seit langem
bekannt. In herkömmlicher Weise wird dabei das Mikroskop auf die einzelnen Begrenzungsebenen
des auf dem Objekttisch liegenden Prüflings eingestellt und aus der Differenz der
abzulesenden Einstellwerte die Länge der betreffenden iBohrungsabschnitte od. dgl.
ermittelt.
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Falls dabei die eine der beiden Begrenzungsflächen der auszumessenden
Bohrung durch die darüberliegende andere Begrenzungsfläche verdeckt wird, muß der
Prüfling naturgemäß gewendet und das Mikroskop jetzt nicht allein nur auf die sichtbar
gewordene zweite Begrenzungskante, sondern auch noch auf die Oberfläche des Prüflings
eingestellt werden, um die für die Längenermittlung der abgesetzten Bohrung als
gemeinsame Bezugsgröße jetzt notwendige Gesamtlänge bzw. Gesamthöhe der Bohrung
zu erhalten. Da das Meßresultat bei diesem herkömmlichen Meßverfahren und den dabei
verwendeten, in üblicher Weise aufgebauten Mikroskopen nur auf rechnerischem Wege,
eben durch Differenzbildung, ermittelt werden kann, hat
man bereits
vorgeschlagen, den Prüfling zur Vereinfachung des Verfahrens in einen Meßring einzusetzen,
dessen Höhe als Festwert in den Ermittlungsgang eingeht und das Mikroskop zur Kopplung
der beiden Meßeinstellungen über zwei hintereinanderliegende Verstellschlitten an
einem den Objekttisch tragenden Ständer anzuschließen. Bei der ersten Einstellung
wird dabei der Mikroskoptubus gemeinsam mit dem vorderen Schlitten aus der Anfangs
stellung heraus durch den hinteren Schlitten bewegt, darauf allein durch den vorderen
Schlitten in seine Anfangsstellung zurückgebracht und schließlich bei der zweiten
EinsteLlung auf den inzwischen gewendeten Prüfling wiederum gemeinsam mit dem vorderen
Schlitten allein durch Iden hinteren Schlitten bewegt. Das Meßergebnis läßt sich
alsdann unmittelbar auf einer entsprechend angeordneten Teilung ablesen. Nachteilig
ist dabei jedoch, daß die Verstellbewegungen bei diesen Geräten nicht so miteinander
gekoppelt sind, daß Bedienungsfehler mit Sicherheit ausgeschlossen werden. So kann
es vorkommen, daß die Verstellungen in falscher Reiihenfolge betätigt werden und
beispielsweise der vordere Schlitten bei der zweiten Einstellung nochmals verstellt
wird, wodurch die Messungen hinfällig sind und der gesamte Meßvorgang wiederholt
werden muß. Darüber hinaus ist die Verwendung eines besonderen Meßringes umständlich,
da letzterer den äußeren Abmessungen des jeweiligen Prüflings genau angepaßt sein
muß.
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Durch das Längenmeßgerät mit Mikroskopeinstellung nach der Erfindung
werden die obigen Schwierigkeiten vermieden. Ausgehend von der Erkenntnis, daß für
,das Messen der Führungslänge von Ziehsteinen oder ähnlich abgesetzten Bohrungen
überhaupt nur zwei Einstellungen auf die Begrenzungsflächen der zu messenden Länge
erforderlich sind, wenn das Wenden des Prüflings genau um eine in der einen seiner
beiden Begrenzungsflächen liegenden Achse erfolgt, schlägt die Erfindung vor, den
Objekttisch höhenverstellbar in einer Grundplatte zu lagern, die um eine zur optischen
Achse senkrecht stehende und bei auf die Nullmarke der Meßteilung eingestelltem
Mikroskop in dessen Gegenstandsebene liegende Achse schwenkbar ist. Mit einem derart
ausZgebilldeten Gerät kann also vorbeilhaft wie folgt gemessen werden: Zuerst wird
bei feststehendem, in Nullstellung befindlichem Mikroskop die letzterem zugewandte
Meßkante des Prüflings durch Verstellen des Objekttisches gegenüber der Grundplatte
in Idie eGegenstandsebene des Mikroskops gebracht, daraufhin die (Grundplatte mitsamt
dem Objekttisch und Prüfling um I800 geschwenkt und schließlich das Mikroskop durch
Verschieben längs seiner optischen Achse auf Idie zweite Meßkante eingestellt.
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Das Mikroskop wird bei jeder Messung also nur einmal aus seiner Nullstellung
Iherausbewegt, und zwar jeweils um die zu ermittelnde F-ührungslänge, die damit
durch an sich bekannte Mittel, beispielsweise durch eine Feinmeßuhr, unmittelbar
angezeigt werden kann. Ein besonderer Meßring zur Aufnahme des Prüflings entfällt
damit. Der zur Auflage des Prüflings dienende Objekttisch ist mit einer Spannvorrichtung,
vorteilhaft mit einem magnetischen Aufspannfutter, versehen. Bedienungsfehler bei
der Betätigung der Verstellorgane des Gerätes werden dadurch mit Sicherheit verhindert,
daß einerseits die den Objekttisch tragende Grundplatte nur dann verschwenkt werden
kann, wenn sich das Meßmikroskop in seiner Nullstellung befindet, und daß andererseits
weitere Verriegelungseinrichtungen vorgesehen sind, die jeweils nur die ,der richtigen
Meßfolge entsprechenden Verstellungen ermöglichen.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung seien an Hand der Zeichnungen
beschrieben, in denen ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäß aufgebauten Meßgerätes
veranschaulicht ist. Dabei zeigt Fig. I das Meßgerät in der einen und Fig. 2 das
Meßgerät in der anderen der beiden Meßstellungen in jeweils gleicher Ansicht, während
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie A-B der Abb. I darstellt.
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An den Ständer a ist ein Mikroskop b angeschlossen, dessen Tubus
in üblicher Weise durch einen Zahnstangentrieb c in Richtung der optischen Achse
d-e verschieblich ist. In der Anfangsstellung gemäß Bild I fällt die im Abstand
fliegende Gegenstandsebene des Mikroskops in die waagerechte, durch die Achse g-h
gehende Ebene. Eine am Ständer a befestigte Feinmeßuhr i, deren Fühlstift durch
den mit dem Mikroskoptubus b verbundenen Anschlag k betätigt wird, zeigt die jeweilige
Stellung des Tubus an. Die Meßuhr i ist vorteilhaft so justiert, daß sie in der
Anfangsstellung (Fig. I) auf Null zeigt. Um die Achse g-h ist nun erfindungsgemäß
die Grundplatte 1' sowie der über einen 'antrieb I höhenverstellbar angeschlossene
und mit einer Mittelöffnung m' versehene Objekttisch in schwenkbar gelagert. Auf
den Objekttisch in wird der Prüfling n aufgelegt uad dort mechanisch oder magnetisch
aufgespannt. Der Griff o am Schwenkzapfen q der (Grundplatte I' dient zum Schwenkverstellen
des den Prüflingn tragenden Objekttisches in.
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Diese Schwenkverstellung soll jedoch nur in einer bestimmten Stellung,
vorzugsweise in der Nullage des Mikroskoptubus, möglich sein. Zu diesem Zweck ist
am Tubus eine Steuerstange p befestigt, den fensterartige Ausnehmung p' eine am
Schwenkzapfen q vorgesehene Abflachung q' übergreift (Fig. 3). Da das Fenster zeine
dem Schwenkzapfen q durchmessergleiche Aus rundung p" besitzt, kann der Sohwenkzapfen
nur in einer bestimmten Stellung der Steuerstange verstellt werden. Die Grundplatte
I' ist ferner mit einem Ausleger s versehen, der ebenfalls in der Nullstellung des
Mikroskops in eine entsprechende Ausnehmung r am Mikroskoptubus b eingreift. Der
Spiegel t oder eine geeignete Lichtquelle sorgt in üblicher Weise für die BeleuchtungSdes
Prüflings.
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Bei Beginn der Messung befindet sich der Objekttisoh in in der in
Bild I dargestellten Lage, wobei der Handgriff o die Stellung I einnimmt. Das Mikroskop
ist in dieser Stellung mit seiner Gegen-
standsebene auf die waagerechte,
durch die Schwenkachse g-h verlaufende Ebene eingestellt und gleichzeitig durch
die Verriegelung r, s gegen unbeabsichtigtes Verstellen gesichert. Um den Einfluß
einer etwa vorhandenen Fehlsichtigkeit des Beobachters auf die richtige Einstellung
der Begrenzungsebene der Führung in die waagerechte Ebene durch die Linie g-h auszuschalten,
ist das Mikroskopokular in bekannter Weise mit Fadenkreuz und verstellbarer Angenlinse
ausgerüstet.
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Durch den die Höhenverstellung des Objekttisches bewirkenden Zalhntrieb
I wird nun der Prüfling n so lange längs der optischen Achse d-e verschoben, bis
die dem Mikroskop zugewandte Begrenzung des zylindrischen Bohrungsteiles im Mikroskop
scharf erscheint und somit in die waagerechte Ebene durch die Schwenkachse g-h zu
liegen kommt. Sodann wird der Handgriff o in die in Bild2 wiedergegebene Stellung
II gebracht. Hierdurch wird der Prüfling gewendet. Die zuvor in die Ebene g-h gebrachte
Meßkante bleibt aber nun beim Wenden des Prüflings stets in dieser Ebene liegen.
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Durch die Schwenkung von I nach II wird ferner die Verriegelung r,
s gelöst, so daß der Mikroskoptubus jetzt mit Hilfe des Zahntriebes c auf die andere
Begrenzungsebene der zylindrischen Bohrung eingestellt werden kann. Bei der Schwenkung
von I nach II verschwindet gleichzeitig der Antrieb für die Höhenverstelleinrichtung
1, der Bedienungsknopf 1"> hinter einer hier nicht dargestellten Abdeckung, so
daß der Objekttisch m nicht mehr verstellt werden kann. An Stelle der Abdeckung
kann auch eine durch die Schwenkbewegung betätilgte Verriegelung geeigneter Bauart
treten.
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Beim Einstellen- des Mikroskops auf die zweite Meßkante muß der Tubus
um einen dem Abstand der beiden Meßkanten entsprechenden Betrag aufwärts bewegt
werden, also um die zu ermittelnde Führungslänge x, deren Größe bei der beschriebenen
Anordnung durch den Zeiger der Meßuhr i sofort angezeigt wird. Ein Zurückschwenken
von II nach list infolge der Verriegelung q, p nur möglich, wenn zuvor der Mikroskoptubus
in seine Anfangsstellung zurückgebracht worden ist, die dann wiederum durch die
Verriegelung r, s so lange gesichert bleibt, bis der Objekttisch nach richtigem
Einstellen eines weiteren Prüflings auf die waagerechte Ebene durch die Achse g-h
erneut von I nach II geschwenkt wird.
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Mit der beschriebenen Anordnung kann auch der Abstand zwischen dem
Beginn der Führung und der Stirnfläche des Hartmetallkerns oder der Ziehsteinfassung
oder der Abstand zwischen irgendwelchen anderen Bezugsebenen in herkömmlicher Weise
ermittelt werden. Die tiefer liegende Bezugsebene des Prüflings wird hierbei zuerst
durch Höhenverstellung des Objekttisches in die Ebene g-h gebracht und dann das
Mikroskop auf die höher liegende Bezugsebene eingestellt. Ein Umwenden des Prüflings
ist dabei nicht erforderlich, jedoch muß die Verriegelung r, s dann ausschaltbar
sein, um die Höhenverstellung des Mikroskops in der Schwenkstellung I zu ermöglichen.