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Meßgerät zum Ablesen und Einstellen von Meßstrecken, insbesondere
an Werkzeugmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf ein Meßgerät zum Ablesen und
Einstellen von Meßstrecken, insbesondere an Werkzeugmaschinen, bei welchem ein Objektiv
ein vergrößertes reelles Bild der Skalenteilstriche eines Maßstabes auf eine Markenplatte
projiziert, welche an Hand einer Feineinstellskala mikrometrisch verstellbar ist.
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Bisher hat man geglaubt, daß man mit Meßgeräten dieser Art eine Feinablesung
bzw. Feineinstellung nur dann bestens durchführen könnte, wenn man den Feinmeßteil
des Gerätes mit einem Ablesemikroskop versieht. Die Verwendung eines Ablesemikroskops
ermöglicht es zwar, sehr genaue Meßbeobachtungen zu machen, bedeutet aber zugleich
eine Beschränkung der Verwendbarkeit der Geräte. Das. tritt besonders zutage, wenn
derjenige, der sich des Gerätes bedient, die Aufgabe hat, während der Durchführung
der Feinmessung zugleich auch andere Vorgänge mit im Auge zu behalten, wie es beispielsweise
erforderlich ist, wenn das Meßgerät in Verbindung mit Werkzeugmaschinen benutzt
wird, deren Arbeitsvorgänge gleichzeitig laufend mit überwacht werden müssen. In
einem solchen Falle wirkt ein Feinmeßablesemikroskop geradezu störend, weil es,
wenn sich das Auge vor dem Okular des Ablesemikroskops befindet, ausgeschlossen
ist, zugleich noch etwas anderes bewußt gehend aufzunehmen. Hinzu kommt, daß, wenn
man hernach den Blick von dem Ablesemikroskop fortwendet, man auch dann noch nicht
einmal imstande ist, unverzüglich andere Vorgänge oder eine Anzeige irgendeiner
anderen Meßskala sehbewußt zu
erfassen, da das Auge dazu eine gewisse
Akkomodationszeit benötigt. Selbst wenn man sich hiermit abfinden wollte, würde
das Arbeiten mit diesen bekannten Geräten auf die Dauer zumindest sehr ermüdend
sein, eben weil sich das Auge in einem solchen Falle fortgesetzt umstellen muß,
was schließlich auch die Ursache zu fehlerhaften Ablesungen sein kann. Ein anderer
Mangel der bisher bekanntgewordenen einschlägigen Meßgeräte, der ihre Verwendbarkeit
einengt, ist der, daß das Ablesemikroskop mit einem ihm zugeordneten Spezialfeinmaßstab
zusammenarbeitet, und vor allem auch der, daß die Ermittlung des Quotienten, also
des Teilmeßwertes, nur durch Addition zweier an verschiedenen Skalen vorzunehmenden
Ablesungen möglich ist. Vor allem diese letztgenannte Eigenart macht diese Geräte
für die. Durchführung von Schnellmessungen im Werkstattbetrieb, insbesondere aber
bei Werkzeugmaschinen ungeeignet.
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Auf Grund aller dieser bisher unerkannt gebliebenen Mängel der in
Rede stehenden vorbekannten Geräte hat sich die Erfindung zum Ziel gesetzt, ein
für den Werkstattbetrieb geeignetes, übersichtliches billiges und rasch ablesbares
Meßgerät zu schaffen, welches Grob- und Feinablesungen aus normaler Sehentfernung
mit bloßem Auge ermöglicht, so daß das Erfordernis der zuvor erwähnten Akkomodationsänderungen
des Auges in Fortfall kommt. Weiterhin soll es das neue Gerät gestatten, den Genauigkeitsmaßstab,
der an der Maschine vorhanden ist und der auch zur Grobeinstellung benutzt wird,
zu einer Feinsteinstellung mit einem Wert bis tausendstel Millimeter zu verwenden,
wobei der gesamte Teilwert (Bruchteil eines Millimeters) an einer einzigen Skala
einstellbar und ablesbar ist, sowie das Erreichen dieser Einstellung durch das Einwandern
eines gut sichtbar gemachten Meßteilstriches in eine übliche Doppelstrichmarke mit
einem Blick mit bloßem Auge beobachtbar ist.
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Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß das Meßgerät erfindungsgemäß
mit einem neben einem Index für die Grobablesung auf einen anderen Teilstrich des
Maßstabes gerichtetes Objektiv ausgestattet wird, das eine als Handhabe für die
mikrometrische Verschiebung der Markenplatte ausgebildete Ringskala in einer parallelen
Ebene zur Markenplatte und konzentrisch zu dieser liegend vorgesehen wird und daß
über der Markenplatte eine als Lupe wirkende Sammellinse angeordnet wird, welche
das zu beobachtende Bild des Teilstriches zwischen der Doppelmarke in dieselbe Ebene
wie die Ringskala bringt. Der Patentschutz erstreckt sich daher auf die Kombination
der an sich bekannten Einzelmerkmale.
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Zu einem besonders zweckdienlichen Aufbau des neuen Gerätes kommt
man, wenn man dieses so durchbildet, daß das Objekt seitlich versetzt zur optischen
Achse der Lupe und im Winkel zu dieser stehend angeordnet ist und daß zwischen dem
Objektiv und der Markenplatte ein flaches, den Strahlengang verlängerndes und bildumkehrendes
Prisma liegt. Schließlich ergeben sich, wie späterhin noch erkennbar wird, besonders
vorteilhafte Eigenschaften des neuen Gerätes auch dadurch, daß die Handhabe der
Ringskala mit einem Exzenterring verbunden ist, welcher den Durchblick auf die Markenplatte
frei läßt, welche innerhalb des Exzenterringes in einem Schieber befestigt ist,
der bei der Drehverstellung des Exzenterringes entgegen einer Rückstellfeder verstellt
wird.
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Wie sich aus den vorstehend angegebenen Erfindungsmerkmalen des neuen
Gerätes schon entnehmen läßt, ist dieses tatsächlich geeignet, allen eingangs hervorgehobenen
Anforderungen zu genügen.
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Sämtliche Ablesungen sind ohne weiteres mit bloßem Auge, ohne daß
jemals Akkomodationsänderungen erforderlich werden, durchzuführen. Dadurch, daß
der Index für die Grobablesung offen am Meßgerät angeordnet ist, kann der Arbeiter,
so wie er es bisher gewohnt war, die Grobeinstellung an der Maschine an Hand dieses
Index vornehmen und gleichzeitig die Arbeit beobachten. Das Objektiv, welches für
die Feinablesung auf einen anderen Teilstrich des Maßstabes gerichtet ist, behindert
die Grobablesung nicht und macht die Feinablesung des Maßstabes bzw. die Überwachung
der Einstellbewegung bis zum Erreichen des voreinstellbaren Teilmeßwertes übersichtlicher
und deshalb für den Werkstattgebrauch geeignet, weil nur noch das Einfahren des
stark vergrößert abgebildeten Maßstabstriches in die Doppelstrichmarke beobachtet
werden muß, wobei in der Koinzidenzstellung mit einem Blick mit bloßem Auge die
erreichte Stellung und der genaue Teilmeßwert ablesbar sind, weil die Doppelstrichmarke
der Markenplatte zentral zu der sie konzentrisch umgebenden Ringskala und in der
gleichen Bildebene wie diese liegt, was auf die Verwendung der als Lupe wirkenden
Sammellinse zurückgeht. Durch die Trennung zwischen der Ablesung des Grobableseindex
und der eigentlichen Feinablesung des Maßstabes kann man das auf die Markenplatte
projizierte reelle Bild der Maßstabteilung bereits derart vergrößern, daß demzufolge
die Beobachtung lediglich durch eine Feldlinse möglich ist, womit die Wirkung erzielt
wird, daß das Einwandern des Maßstabstriches in die Strichmarke nicht nur mit bloßem
Auge, sondern sogar auch aus einer seitlichen Stellung heraus beobachtbar wird,
so wie es die Bedienung der Maschine für die Feineinstellung erfordert. Der Arbeiter
ist deshalb in seinen Betätigungsbewegungen an der Maschine weitgehend frei und
kann trotzdem die vorzunehmende Feineinstellung an Hand des erfindungsgemäßen Meßgerätes
vornehmen und gleichzeitig die Arbeit an der Maschine überwachen.
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Für den Werkstattbetrieb ist damit ein außerordentlich brauchbares,
vielseitig verwendbares, billiges und übersichtliches sowie leicht ablesbares Gerät
geschaffen, das insbesondere in Verbindung mit Werkzeugmaschinen besondere Vorteile
bietet.
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Aus der normalen Sehentfernung heraus läßt sich infolge der gedrängten
flachen Bauweise des Gerätes ohne Änderung des Standortes des Arbeiters auch die
Grobeinstellung der Maschine, also ebenfalls ohne Akkomodationsänderung des Auges
hinsichtlieh
der Grob- und Feineinstellung ablesen. Die Einschaltung
des flachen, bildumkehrenden Prismas in den Strahlengang zwischen Objektiv und Markenplatte
ist einerseits zur Erzielung des Vergrößerungsmaßstabes des projizierten Abbildes
der Skalenteilstriche dienlich, da es in an sich bekannter Weise den Strahlengang
verlängert, andererseits dient es der Bildumkehr, so daß die projizierten Teilstriche
in der gleichen Richtung wie-die Verstellbewegung laufen. Dem Arbeiter wird dadurch
das Gefühl einer größeren Sicherheit bei der vorzunehmenden Feineinstellung gegeben,
da er den einwandernden Teilstrich in der gleichen Bewegungsrichtung beobachten
kann.
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Das für die Verschiebung der Markenplatte dienende V erstellgetriebe,
nämlich der Exzenterring, der mit der die Ringskala tragenden Handhabe verbunden
ist, ist wiederum konzentrisch zur Markenplatte angeordnet, so daß der Durchblick
auf die Markenplatte durch das Verstellgetriebe nicht behindert und außerdem die
Bauhöhe des Gerätes außerordentlich niedrig wird.
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Die nachfolgende Beschreibung und die Zeichnung erläutern ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Abb. ist ein schematischer Aufriß (von vorn) der Vorrichtung; Abb.
2 -ist ein schematischer Aufriß (von der Seite) derselben Vorrichtung; Abb. 3 ist
ein schematischer Grundriß, der das vom Beobachter gesehene Bild des in Funktion
befindlichen Apparates wiedergibt.
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Ein vergrößertes reelles Bild der Teilstriche der Skala i (Abb. 3)
wird von einem Objektiv :2 durch ein bildumkehrendes Prisma 3 auf eine Glasscheibe
4 geworfen, welche zwei eingravierte, eine Ablesetnarke bildende Striche 5 und 6
besitzt, die zu den Teilstrichen der Skala i parallel liegen. Die Glasscheibe ist
von einem Schieber 7 getragen (Abb. i und 2), der sich senkrecht zu den eingravierten
Strichen 5 und 6 bewegt. Der Schieber wird von einem Finger oder Anschlag 8 mitgenommen,
der sich auf einen Exzenterring 9 stützt.
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Ein gerändelter graduierter Kranz io ist mit dem Exzenterring 9 fest
verbunden. Seine von einem Zeiger i i kontrollierte Umdrehung mißt die Verschiebung
der Glasscheibe 4. Die Fläche mit den eingravierten Strichen ist sehr fein mattiert.
Eine Sammellinse 12 ermöglicht eine leichte Ablesung der gravierten Teilstriche
5 und 6 und des auf die Mattscheibe projizierten Bildes der Skala i. Da die virtuellen
Bilder dieser verschiedenen Teilstriche aus einem normalen Abstand von dem sich
darüber aber nicht in einem fest bestimmten Abstand befindlichen Auge abgelesen
werden, kann die Ablesung des mit einer Teilung versehenen Kranzes io und des Zeigers
i i gleichzeitig leicht mit dem bloßen Auge erfolgen.
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Ein einen Teil des Objektivs 2 verdeckendes Beleuchtungsprisma 13
bewirkt durch eine gewöhnlich optische Vorrichtung und eine Lichtquelle 14 mit Kondensorlinse
15 die ausreichende Beleuchtung der Skala i. Ein auf der Skala i verschiebbarer
Zeiger 16 kann zum Ablesen der ganzen Teilstriche der Skala benutzt werden.
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Wenn man eine Ablesung vornimmt, sieht man im Blickfeld des Instrumentes
einerseits die Markierungsstriche 5 und 6 und andererseits die sehr stark vergrößerte
Projektion der Striche der Skala i. Dreht man den Kranz io, so kann man die Striche
5 und 6 so einstellen, daß sie die Projektion eines Striches der Skala, wie in Abb.
3 dargestellt, symmetrisch umrahmen.
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An dem Zeiger i i liest man das Ausmaß der Drehbewegung des Kranzes
io ab. Beträgt der ganze Drehweg des Exzenterringes n Teilstriche bis zur Markierungsumrahmung
des Skalenteilstriches, so zeigt die abgelesene Zahl unmittelbar den Bruchteil der
Skalenteilung an, die der ganzen unmittelbar auf der Skala gegenüber dem Zeiger
16 abgelesenen Zahl hinzuzurechnen ist.