DEH0024245MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 27. Juni 1955 Bekanntgemacht am 15. November 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung betrifft eine Ablesevorriehtung für Maßstäbe und zeichnet sich dadurch aus, daß die Vorrichtung einen längs des Maßstabes, relativ zu diesem verschiebbaren, wenigstens ein Intervall des Maßstabes unterteilenden Feinmaßstab aufweist sowie längs des Maßstabes relativ zu diesem und zum Feinmaßstalb verschiebbare, zur Abbildung eines Teilstriches des Maßstabes sowie wenigstens eines Teilstriches des -Feinmaßstabes

ίο in , ein Ablesefenster dienende optische Elemente.

Gemäß dieser Ausbildung werden Ablesevorrichtung und Maßstab, welcher nachfolgend als ,Grundmaßstab bezeichnet ist, in bekannter Weise bei Einstellung der Meßstrecke relativ zueinander verschoben. Ein Teilstrich des Grundmaßstabes fällt dabei stets in die Teilung des Feinmaßstabes, weil dieser ja wenigstens ein Intervall des Grundmaßstabes unterteilt. Die Abbildungsoptik wird nun zunächst so weit längs des Feinmaßstabes verschoben, bis sie den Teilstrich des Grundmaßstabes sowie die benachbarten Teilstriche des Feinmaßstabes in das Ablesefenster projiziert. In den seltensten Fällen wird nun der Strich des Grundmaßstabes mit einem Teilstrich des Feinmaßstabes zusammenfallen. Fällt der abgebildete Teilstrich des Grundmaßstabes in ein Intervall des Feinmaßstabes, dann wird der Feinmaßstab so lange verschoben, bis sich ein diem Teilstrich des Grundmaßstabes benachbarter Teilstrich des

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Feinmäßstabes mit dem Grundmaßstabstrich deckt. Diese Verschiebung gibt den Feinmeßwert an. Da sie im Ablesefenster beobachtet werden kann, ist die Einstellung sehr genau.

Es sind Geräte bekanntgeworden, bei denen der Meßwert mit einem mikrometrisch verschiebbaren Ableseindex auf einem Grundmaßstab abgelesen wird, beispielsweise mit einem .mikrometrisch verschiebbaren Fadenkreuz im Okular

ίο eines Ablesemikroskops. Das Fadenkreuz wird hier so weit verschoben, bis es mit einem Skalenstrich zur Deckung kommt. Diese Ausbildung hat den Nachteil, daß der Gründmaßstab auf der ganzen Länge des in Betracht kommenden größten Meßbereiches sehr genau geteilt werden muß, um ein fehlerfreies Meßergebnis zu erhalten. Eine solche Unterteilung ist aber praktisch nicht oder nur sehr schwach durchführbar.

Im Gegensatz dazu hat die Vorrichtung nach

der Erfindung den Vorteil, daß der Grundmaßstab z.B. nur alle iocm einen Maßstabstrich aufzuweisen braucht, wenn nur der Feinmaßstab auf der Länge von io cm z. B. in mm unterteilt ist. Der Feinmaßstab kann über derart kurze Längen sehr genau hergestellt werden. Aber auch der Grundmaßstab kann wegen der geringen Strichzahl sehr genau unterteilt werden, indem z. B. in ihn alle iocm Glas- oder Metallkörper mit einem sehr genauen Teilstrich eingesetzt werden, d. h., die Ablesevorrichtung schaltet die Ungenauigkeiten der Messung bei bekannten Ablesevorrichtungen, welche durch ungenaue Teilungen zwangläufig bedingt waren, aus.

Vorteilhaft ist der Feinmaßstab mikrometrisch verschiebbar, und der Mikrometerwert erscheint im Ablesefenster. Man kann in diesem Fall das Ableseergebnis bis zur letzten Stelle des Mikrometers im Ablesefenster erblicken. Zweckmäßig ist zur Erzielung der Verschiebung des Feinmaßstabes ein doppelarmiger Hebel vorgesehen, dessen einer Arm auf einem mit einer im Ablesefenster erscheinenden Skala verbundenen drehbaren .Kurvenkörper gleitet und dessen anderer Arm die Verschiebung des Maßstabes bewirkt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung bestehen die abbildenden optischen Elemente aus einem in Richtung der Skalen verschiebbaren Objektiv sowie Prismen, wobei wenigstens ein

So Prisma die Strahlen nahezu um i8o° ablenkt und in Richtung der abgelenkten Strahlen verschiebbar ist. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß die sich sonst ergebenden Wegdifferenzen zwischen dem abbildenden Objektiv und dem Ablesefenster

bei Verschieben des Objektivs durch Verschieben des Prismas ausgeglichen werden können, so daß stets eine Scharf abbildung gewährleistet ist. Das Prisma kann dazu durch eine Übersetzung mit dem Objektiv¹· gekuppelt sein.

Die Übersetzung bei einer Strahlenablenkung von genau i8o° zur Erreichung des genannten Zieles muß so gewählt sein, daß das Prisma stets den halben Weg des Objektivs zurücklegt.

Maßstab und Feinmaßstab können nebeneinanderliegend angeordnet sein. Es sind dann Prismen vorgesehen, welche die von den Maßstabstrichen ausgehenden Lichtstrahlen dem Objektiv zuführen. Die Maßstäbe können aber auch übereinanderliegend angeordnet sein, wenn nur der Feinmaßstab durchsichtig ist. Zur Erzielung gleich scharfer Abbildungen der beiden Maßstäbe müssen jedoch die Skalen der Maßstäbe genügend nahe beieinanderliegen. Vorteilhaft ist jedoch auch noch das Objektiv zusätzlich axial verschiebbar, um Korrekturen der Schärfe vornehmen zu können. Selbstverständlich kann aber auch das Objektiv so weit in Richtung seiner optischen Achse verschiebbar ausgebildet sein, daß das verschiebbare Prisma durch eine fest angeordnete Spiegelfläche ersetzt werden kann. In diesem Fall ändert sich jedoch bei axialer Verschiebung des Objektivs zur Scharfeinstellung der Abbildungsmaßstab.

Vorteilhaft wird die axiale Verschiebung des Objektivs durch einen Kurvenkörper od. dgl. in Abhängigkeit von der Verschiebung längs der Skala gesteuert, um von einer manuellen Scharfeinstellung unabhängig zu sein. Bei der Ausbildung des Kurvenkörpers ist zu berücksichtigen, ob eine zusätzliche Verschiebung des strahlenumlenkenden Prismas vorgesehen ist oder nicht.

Eine andere Möglichkeit für die Abbildung der Maßstäbe besteht darin, zwischen dem Objektiv und einer zusätzlichen fest angeordneten Sammellinse parallelen Strahlengang zu erzeugen. In diesem Fall kann das verschiebbare Prisma entfallen. Wegen des parallelen Strahlenganges ist die Abbildung stets scharf, und auch eine Änderung der Vergrößerung bei Verschieben des Objektivs längs des Maßstabes findet nicht statt.

In einer geänderten Ausführungsform der Erfindung sind für die Abbildung der Maßstabstriche jedes Maßstabes, sofern Grundmaßstab und Feinmaßstab nebeneinanderliegen, je ein Objektiv sowie zusätzliche Prismen, welche die Bilder zusaromenfügen, vorgesehen.

Eine weitere Anordnung von grob- und Feinmaßstab besteht darin, daß diese beiden Maßstäbe gegeneinander um 90⁰ geneigt sind. Für die Überlagerung der Striche der beiden Maßstäbe kann dann eine halbdurchlässige Spiegelfläche dienen. Diese Spiegelfläche kann mit dem Abbildungsobjektiv verschiebbar sein, sie kann aber auch fest im Gerät angeordnet sein, muß dann aber die Länge des Feinmaßstäbes aufweisen.

Um einen Schrägeinblick in das Gerät zu ermöglichen, können die strahlenumlenkenden Prismen durch ein verdrilltes Porrosystem zweiter Art gebildet werden.

Weitere Einzelheiten von Ausführungsbeispielen der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung hervor.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

Fig. ι eine Vorrichtung nach der Erfindung im Schnitt,

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Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. i, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2,

Fig. 4 das Ablesefenster der Vorrichtung nach Fig. i,

Fig. 5 eine geänderte Ausführungsform nach Fig. i,

Fig. 6 eine teilweise geänderte Ausführungs-, form der Vorrichtung nach Fig. i,

ίο Fig. 7 ein Prismensystem zur Erzielung eines Schrägeinblicks in das Gerät nach Fig. i,
Fig. 8 die Seitenansicht zu Fig. 7.
In den Fig. 1 und 2 ist in einem Gehäuse 1 verschiebbar in Führungen 2 und 3 ein in Millimeter unterteilter Feinmaßstab 4 angeordnet. Die Verschiebung des Feinmaßstabes 4 wird durch einen Hebel S bewirkt, welcher drehbar um einen Zapfen 6 ist und dessen eines Ende mit dem Maßstab 4 gelenkig verbunden ist. Das andere Ende des Hebels 5 gleitet auf einem als exzentrischer Ring ausgebildeten Kurvenkörper 7. Die Drehung des Kurvenkörpers 7 wird durch einen Rändel-

" ring 8 bewirkt. Der Hebel 5 wird durch eine Feder 9 ständig gegen den Kurvenkörper 7 gedrückt. Mit dem Rändtelring 8 ist eine Skala 10 verbunden, auf welcher mittels eines Index 11 (Fig. 4) die Größe der durch den Hebel 5 bewirkten Verschiebung des Maßstabes 4 abgelesen werden kann. In Schwalbenschwanzführungen 12 und 13 ist in Richtung des Feinmaßstabes 4 verschiebbar ein Körper 14 vorgesehen. Im Körper 14 sind Prismen 15 und 16, ein Objektiv 17 und ein Pentaprisma 18 angeordnet. Die Verschiebung des Körpers 14 wird durch eine Spindel 19 mit zwei Gewindeteilen 23 und 24 durch Drehen eines Drehknopfes 34 bewirkt, indem der Gewindeteil 23 in ein entsprechendes Muttergewinde 20 des Körpers 14 greift. Mit dem Körper 14 ist eine Beleuchtungseinrichtung 21 fest verbunden. In den Führungen 12 und 13 ist ferner ein die Strahlen um i8o° ablenkendes Prisma 22 verschiebbar. Die Verschiebung des Prismas 22 wird durch den Gewindeteil 24 bewirkt. Die Gewindeteile 23 und¹ 24 sind so aufeinander abgestimmt, daß das Prisma 22 den halben Weg des Körpers 14 zurücklegt. Parallel zu dem Feinmaßstab 4 liegt, wie aus der Fig. 2 ersichtlich, ein Grundmaßstab 27. Der Grundmaßstab 27 weist alle 10 cm Bohrungen 28 auf, in die Glaskörper 29 mit einem genauen 10 cm Teilstrich 100, 200 usw. feingelassen sind. Die vom Grundmaßstab ausgehenden Strahlen werden durch das Prisma 16 ebenso wie die Teilstriche des Feinmaßstabes 4 durch das Prisma 15 dem Objektiv 17 zugeführt, welches beide Maßstäbe über die Prismen 18 und 22 sowie ein weiteres Prisma 25 in ein Ablesefenster 26 abbildet. Die Beleuchtung beider Maßstäbe erfolgt durch eine gemeinsame Lichtquelle 33 über Prismen 30 und 31 sowie Kondensorlinsen 32.

Die Ablesung geht so vor sich: Zur Messung der Länge eines Werkstücks wird der Grundmaßstab 27 relativ zur Ablesevorrichtung um die Länge des Werkstücks verschoben. Ablesevorrichtung und Grundmaßstaib bleiben nunmehr fest. Mittels Drehknopf 34 wird der Körper 14 so weit verschoben, bis ein Maßstabstrich des Grundmaßstabes, z. B. der Strich 200, im Ablesefenster 26 erscheint. Durch die gleichzeitige Verschiebung des Prismas 22 hat sich dabei die optische Weglänge zwischen dem Objektiv 17 und dem Ablesefenster 26 nicht geändert, so daß die Skalen 4 und 27 nach wie vor scharf abgebildet werden. Mittels des Rändelrings 8 wird niunmehr über den Hebel 5 der Feinmaßstab 4 so weit verschoben, bis einer seiner, Teilstriche mit dem 75 Maßstabstrich 200 zur Deckung kommt, oder, da nach Fig. 4 die Feinmaßstabstriche als Doppelstriche ausgebildet sind, bis ein Doppelstrich den Maßstabstrich 200 umschließt. Die hierzu notwendige Verschiebung kann von der Skala 10 als Feinmeßwert abgelesen werden. Nach Fig. 4 ergibt sich eine Werkstücklänge von 265,15 mm. ,

Fig. 5 zeigt eine geänderte Ausführungsform der Erfindung. Die Prismen 22 und 25 sind durch einen fest angeordneten Spiegel 50 ersetzt. Damit bei Verschieben des Körpers 14 Scharfabbildung gewährleistet ist, ist die Brennweite des Objektivs 17 so gewählt, daß die von den Skalen kommenden Lichtstrahlen das Objektiv 17 im parallelen Strahlengang verlassen. Eine zweite fest angeordnete Linse 51 sammelt die parallelen Strahlen im Ablesefenster 26.

Ein weiteres Ausführungs'beispiel ist in Fig. 2 mit dargestellt. Das Objektiv 17 ist mit seiner Fassung in Richtung der optischen Achse verschiebbar ausgebildet. Die axiale Verschiebung wird durch eine Nase 41, welche in einer kurvenförmigen Ausf räsung 42 des Gehäuseteils gleitet, bewirkt. Bei Verschieben des Körpers 14 mittels der Spindel 19 wird in diesem Fall sowohl das Objektiv 17 axial verschoben als auch das Prisma 22 in Richtung des Feinmaßstabes. Die Übersetzung .zwischen den Verschiebungsgrößen des Körpers 14 und des Prismas 22 kann so gewählt werden, daß eine scharfe Abbildung in jeder Stellung des Objektivs 17 erfolgt und daß kein Vergrößerungswechsel stattfindet.

Verzichtet man auf die Forderung, daß sich der Abbildungsmaßstab bei Verschieben des Objektivs 17 nicht ändern soll, dann können die Prismen 22 und 25 wie in Fig. 5 durch einen fest angeordneten Spiegel ersetzt werden. Die Ausfräsunig42 ist zur Erzielung der Scharfabbildung entsprechend auszubilden.

In Fig. 6 sind der Grobmaßstab 27 und der Feinmaßstab 4 um 90⁰ gegeneinander geneigt angeordnet. Die Beleuchtung der beiden Maßstäbe erfolgt über zwei getrennte Lichtquellen 60 und 61 sowie Kondensorlinsen 62 und 63. Die Skalen der beiden Maßstäbe 27 und 4 werden durch ein A^ereinigungsprisma 64 mit halbdurchlässiger Spiegelfläche 65 überlagert. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß das Prisma 64 mit der Objektivlinse und dem Prisma 18 nicht mit verschoben zu werden braucht, wenn nur das Prisma 64 so lang wie der Feinmaßstab 4 ausgebildet ist.

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Die Fig. 7 und 8 zeigen eine geänderte Prismen-. anordnung der Fig. 1. Fig. 8 ist die Seitenansicht zu Fig. 7. Die Prismen 18, 22 und 25 der Fig. 1 sind durch die Prismen 70, 71 und 72 ersetzt. Die Prismen 71 und 72 bilden dabei ein verdrilltes Porrosystem zweiter Art. Wie aus der Fig. 8 hervorgeht/ ist der aus dem Prisma 72 austretende Strahl gegen den in das Prisma 70 eintretenden Strahl um 45° geneigt. Die Wirkungsweise der übrigen nicht dargestellten Vorrichtung ist dieselbe wie in Fig. 1.

Claims (13)

1. Patentansprüche:

   i. Ablesevorrdchtung für Maßstäbe, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen längs des Maß-stabes relativ zu diesem verschiebbaren, wenigstens ein Intervall des Maßstabes unterteilenden Feinmaßstab aufweist sowie längs des Maßstabes relativ zu diesem und zum Feinmaßstab verschiebbare, zur Abbildung eines Teilstriches des Maßstabes sowie wenigstens eines Teilstriches des Feinmaßstabes in ein Ablesefenster dienende optische Elemente.
2. 2. Ablesevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feinmaßstab mikrometri.sch verschiebbar ist und der Mikrometerwert im Ablesefenster erscheint.
3. 3. Ablesevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung der Verschiebung des Feinmaßstabes ein doppelarmiger Hebel vorgesehen ist, dessen einer Arm auf einem mit einer im Ablesefenster erscheinenden Skala verbundenen drehbaren Kurvenkörper gleitet und dessen anderer Arm die Verschiebung des Maßstabes bewirkt.
4. 4. Ablesevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abbildenden optischen Elemente aus einem in Richtung der Skala verschiebbaren Objektiv und Prismen bestehen, wovon wenigstens ein Prisma die Strahlen nahezu um i8o° ablenkt und in Richtung der abgelenkten Strahlen verschiebbar ist.
5. 5. Ablesevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Prisma durch eine Übersetzung mit dem Ojektiv gekuppelt ist.
6. 6. Ablesevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Maßstab und Feinmaßstab nebeneinanderliegend angeordnet sind und Prismen vorgesehen sind, welche die von den Maßstabstrichen ausgehenden Strahlen dem Objektiv zuführen.
7. 7. Ablesevorrichtung nach Anspruch'4, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv zusätzlich in Richtung der optischen Achse verschiebbar ist.
8. 8. Ablesevorrichtung nach Anspruch 7, ,dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebbare Prisma durch eine fest angeordnete Spiegelfläche ersetzt ist.
9. 9. Ablesevorrichtung nach. Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung des Objektivs in Richtung seiner optischen Achse mittels eines Kurvenkörpers in Abhängigkeit von der Verschiebung längs der Maßstäbe gesteuert wird.
10. 10. Ablesevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Maßstab und Feinmaßstab nebeneinanderliegend angeordnet sind und für die Abbildung der Striche der Maßstäbe je ein Objektiv sowie Prismen zum Zusammenfügen der Bilder vorgesehen sind.
11. 11. Ablesevorriichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Maßstab und Feinmaßstab um 90⁰ gegeneinander geneigt angeordnet sind und für die Überlagerung der Striche der beiden Maßstäbe eine halbdurchlässige Spiegelschicht vorgesehen ist.
12. 12. Ablesevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die halbdurchlässige Spiegelschicht in der Ablesevorrichtung fest angeordnet ist und die Länge des Feinmaßstabes aufweist.
13. 13. Ablesevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß sich unter den zur Abbildung eines Teilstriches des Maßstabes sowie des Feinmaßstabes in ein Ablesefenster dienenden optischen Elementen ein verdrilltes Porrosystem zweiter Art befindet.

    In Betracht gezogene Druckschriften:
    Französische Patentschrift Nr. 988 270.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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