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Vorrichtung zur Feinablesung von Maßstäben Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zur Feinablesung von Maßstäben und wird insbesondere angewandt
bei Feinstbearb.eituiigsm'schineu, bei denen die Einstellung der Werkzeuge gegenüber
dem Werkstück oder auch die @Nachprüfung der Bearbeitungsmaße mittels besonderer
Meßyorrichtungen höchster Genauiglceit erfolgt. Vorzugsweise werden bei derartigen
Meßvorrichtungen optische Meßgeräte in Verbindung mit Glasmaßstäben verwendet. Es
besteht nun bei diesen optischen Meßgeräten mit Maßstäben das Bediirfnis, sowohl
ein Übersichtsbild des Maßstabes für die Grobeinstellung bzw. Grobablesung als auch
ein weiteres Bild für die Feinablesung bzw. -einstellung eines fein geteilten -
Maßstabes zu erhalten. Man hat zu diesem Zweck bereits Einrichtungen vorgesehen,
die mittels optischer Hilfsmittel einen besonderen Grobmaßstab sowie auch einen
Maßstab für die Feinablesung gesondert abbilden. Die Ablesung selbst erfolgt hierbei
entweder auf einer Mattscheibe oder durch subjektive Beobachtung mittels eines Okulars.
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Nachteilig ist jedoch bei diesen Einrichtungen einmal der große Aufwand
an optischen Hilfsmitteln, andererseits aber auch die Verwendung wenigstens zweier
genau geteilter Maßstäbe. Gerade diese genau geteilten Maßstäbe bedeuten aber eine
außerordentlich hohe Kostenbelastung für das Feinmeßgerät, da diese Maßstäbe sehr
lang und dementsprechend auch sehr teuer sind.
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Gemäß der Erfindung wird nun eine einfache und in ihrer Herstellung
erheblich billigere Vorrichtung zur Feinablesung von Maßstäben dadurch ermöglicht,
daß von einem einzigen Maßstab mittels ahbildender Optik sowohl ein Übersichtsbild
als auch ein stark vergrößertes Bild der Maßstabteilung nebeneinander oder aufeinander
erzeugt und diese beiden Bilder entweder auf einer, gegebenenfalls mit einer Strichplatte
versehenen Mattscheibe aufgefangen oder zur subjektiven Ablesung
mittels
eines Okulars dem Auge des Beobachters dargeboten werden. Eine zweckmäßige Ausführungsform
der Erfindung besteht darin, daß der Maßstab durch ein Ob-Objektiv über ein Prismen-
oder Spiegelsystem mit einer teilverspiegelten Fläche direkt auf eine Mattscheibe
abgebildet wird, wobei der das Prisma oder Spiegelsystem geradlinig oder geknickt
durchdringende Strahlenante@ mittels eines Hilfssystems über ein prisma und gegebenenfalls
eine weitere, tota@ reflektierende Flache des ersten Prismen- oder Spiegelsystems
als stark vergrößertes Bild des Maßstabes neben oder auf dem ersten Maßstabbild
auf derselben Mattscheibe abgebildet wird. Dabei besteht zweckmäßig das eine teilverspielte
sowie eine weitere, total reflektierende Fl.äche aufweisende Prismen-oder Spiegelsystem
aus zwei rechtwinkligen Prismen unterschiedlicher Größe von denen das größere das
kleinere zu einem Prismenwürfel ergänzt und dessen freie. total reflektierende Fläche
zur Abbildung des vergrößerten Maßstabbildes neben oder auf dem ersten benutzt wird.
Eine andere zweckmäßige Ausfübrungsform besteht darin; daß das Prismen- oder Spiegel
system ebenfalls aus zwei rechtwinkligen Prismen unterschiedlicher Größe besteht,
wobei die eine Kathete des kleineren Prismas mit der Hypothenuse des größeren Prismas
verkittet ist und die andere, frei stehende Kathete des kleinen Prismas den Teil
des Strahlenbündels für das Übersichtsbild total reflektiert, während der den Prismenliörper
geradlinig durchdringende Strahlenanteil nach Umlenkung durch ein Umlenkprisma mittels
des frei stehenden Teiles der Hypothenusenfläche des großen Prismas neben oder auf
dem Übersichtsbild das stark vergrößerte Maßstabbild erzeugt.
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Eine weitere zweckmäßige Ausführungsform der Meßeinrichtung besteht
darin, daß das Prismen-oder Spiegelsystem aus zwei gleich großen. mit einer g emeinsamen
teilverspiegelten Trennfläche versehenen Prismen besteht, die den Strahlenanteil
für das Obersichtsbild des Maßstabes direkt einer Abbildungsebene zuführen, nährend
der das Prismen- oder Spiegelsystem geradlinig durchsetzende Strahlenanteil nach
Passieren der Hilfsoptik und des Umlenkprismas über eine weitere, total reflektierende
Fläche das vergrößerte Maßstabbild neben oder auf dem Übersichtsbild auf derselben
Abbildungsebene entwirft, Dabei können zweckmäßig das Prismensystem und die Abbildungsebene
miteinander vereinigt sein, beispielsweise durch Verkittung der Mattscheibe mit
der entsprechenden Fläche des Prismenkörpers oder durch Ausbildung der einen Prismenfläche
als Abbildungsebene (Mattierung).
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Eine andere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes besteht darin,
daß der Maßstab über ein Objektiv und ein teilverspiegeltes Prismen- oder Spiegelsystem
in Autokollimation mittels eines ebenen Spiegels und einer Hilfsoptik als Übersichtsbild
auf einer Mattscheibe nach nochmaligem Passie-@en des Prismen- oder Spiegel systems
abgebildet wird. während der das Prismen- oder opiegelsystem geradlinig durchdringende
Strahlenanteil ebenfalls in Autokollimation auf dieselbe Mattscheibe unter Benutzung
derselben reflektierenden Fläche ein stark vergrößertes Bild des Maßstabes entwirft.
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Eine weitere im Rahmen der Erfindung liegende Verbesserung der Gebrauchsmöglichkeit
des nach dem Erfindungsvorschlag ausgebildeten Meßgerätes besteht darin, daß das
Übersichtsbild des Maßstabes gleichzeitig als Teilung für die Feinablesung des stark
vergrößerten Maßstabbildes dient, oder es wird zweckmäßig das eigentliche Meßmittel
derart ausgebildet, daß die Mattscheibe oder das Ableseokular mit einer Strichplatte
verschen ist, bestehend aus einer dem ubersichtsbild des Maßstabes zugeordneten.
Ablesemarke some einer dem vergrößerten Maßstabhild zugeordneten Feinteilung, entsprechend
einem Teilungsintervall des stark vergrößerten Maßstabbildes.
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Die Erfindung ist durch die Zeichnung, die verschiedene beispielsweise
Ausführungsformen zeigt, näher erläutert. Es zeigen die Abb. 1 bis 4 vier Ausführungsbeispiele
des Erfi odun gsgegenstandes in schematischer Darstellung. während Abb. 5 eine Ansicht
des sich dem Beobachter darbietenden Meßbildes des Meßgerätes zeigt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. I wird der Waßstab I durch
das Objektiv 2 mit tels der teilverspiegelten Fläche 3 des Prismensystems 4, 5 direkt
auf der Mattscheibe 6 als Übersichtsbild abgebildet. Der das Prismein system 4 5
geradlinig durchdringende Strahlenanteil passiert die Hilfsoptik 7 und wird durch
das Umlenkprisma 8 der freien, total reflektierenden Fläche 9 des Prismas 5 zugeführt,
die ihrerseits die Abbildungsstrahlen der Mattscheibe 6 zuführt, so daß dort ein
stark vergrößertes Bild der Maßstabteilung entsteht. Durch geeignete Justierung
des Trennsystems können dabei die beiden Maßstabbilder aufeinander oder nebeneinander
abgebildet werden, wobei auch die subjektive Ablesung mittels des punktiert ange
deuteten Okulars 10 möglich ist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 wird der Maßstab I durch
das Objektiv o dem Prismensystem II, 12 zugeführt, wobei die eine Kathete des Prismas
II mit der Hypothenuse des Prismas 12 verkittet ist. Infolgedessen
durchdringt
der auf diese Kittfläche entfallende Strahlenteil das Prismensystem 1 1, 12 und
wird, gegebenenfalls nach Passieren einer Hilfsoptik 13, durch das Umlenkprisma
8 dem freien Teil der Hypothenusenfläche des Prismas 1 2 zugeführt, der nun seinerseits
das stark vergrößerte Maßstabbild auf der als Mattscheibe 14 ausgebildeten Kathete
des Prismas 12 zur Abbildung bringt. Der vom Objeküv 2 auf die freie Kathete des
Prismas 11 geworfene Strahlenanteil wird direkt reil ektiert und liefert auf der
Mattscheibe 14 das Übersichtsbild des Maßstabes 1 Bei der Ausführungsform nach Abb.
3 wird der Maßstab 1 durch das Objektiv 2 über den teilverspiegelten Prismenwürfel
15, I6 auf der Mattscheibe 6 als Übersichtsbild abgebildet, während der den Prismenwürfel
15, 16 durchdringende Strahlenanteil nach PassIeren einer Hilfsoptik 17 durch das
Umlenkprisma 8 einem weiteren Prisma 18 zugeführt wird, das seinerseits das stark
vergrößerte Maßstabbild auf die Mattscheibe 6 reflektiert.
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Sowohl bei dieser wie auch bei den vorbeschriebenen Einrichtungen
läßt sich die Lage der Maßstabbilder durch geeignetes Einstellen des Prismas oder
Spiegelsystems, insbesondere aber durch Justieren des Trennsystems, in weiten Grenzen
regeln.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 4 wird der Maßstab durch das Objektiv
2 über die teilverspiegelte Trennfläche 19 des Prismenwürfels 20, 21 dem Autokollimationsspiegel
22 zugeführt und mittels der Hilfsoptik 23 nach nochmaligem Passieren des Prismenwürfels
20, 21 auf der Mattscheibe 6 als Übersichtsbild abgebildet. Der den Prismenwürfel
geradlinig durchdringende Strahlenanteil wird durch den Autokollimationsspiegel
24 ebenfalls wieder zum Prismenwürfel hin ref3ektiert und durch diesen der Mattscheibe
6 zugeführt, wo auf oder neben dem Ubersichtsbild das stark vergrößerte Maßstabbild
erzeugt wird. An Stelle der Mattscheibenablesung kann auch bei dieser Einrichtung
ohne weiteres die subjektive Ablesung mittels des Okiilars 10 treten.
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Wie sich die Maßstabbilder auf der Mattscheibe oder im Okular dem
Beobachter darbieten, geht beispielsweise aus der Abb. 5 hervor, wo die beiden Bilder
nebeneinander projiziert erscheinen, und zwar ist 25 das Übersichtsbild des Maßstabes,
während 26 das stark vergrößerte Maßstabbild darstellt.
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27 ist eine Strichmarke zur Ablesung des Übersichtsmaßstabbildes,
während 28 die Teilung für die Feinablesung des stark vergrößeren Malistabbildes
26 darstellt. An und für sich kann auf diese Hilfsmittel 28 verzichtet werden, wenn
ein bestimmtes Vergrößerungsverhältnis zwischen Übersichtsbild und stark vergrößertem
Bild besteht, da das Übersichtsbild des Maßstabes ohne weiteres als Teilung für
die Feinablesung des stark vergrößerten Bildes benutzt werden kann. Es ist hierbei
lediglich zu beachten, daß sich beide Maßstäbe während des Meßvorganges verschieben
und daß einer Verschiebung des Maßstabbildes um das kleine Teilungsintervall des
Übersichtsmaßstabes eine wesentlich größere Verschiebung um das Teilungsintervall
des stark vergrößerten Maßstabbildes entspricht. Die Ablesung erfolgt dann je nach
dem gewählten Vergrößerungsverhältnis zwischen den beiden Maßstabbildern ähnlich
wie bei einer Noniusablesung.
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Durch geeignete Anordnung der Prismen kann zwischen den beiden Maßstabbildern
eine scharfe Trennkante erzeugt werden. was beispielsweise bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß Abb. 2 ohne Schwierigkeiten zu erreichen ist.