Verfahren zur Herstellung sehr genauer Skalen und Vorlichtung zur Ausübung dieses Verfahrens.
Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von sehr genauen Skalen und eine Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens.
Beim Herstellen einer Skala mit Hilfe einer Teilmaschine wird bis jetzt jeder Teilstrich durch einen Stichel aufgerissen und, nachdem ein Strich eingeritzt worden ist, werden Skala und Stichel durch die Teilmaschine relativ zueinander um einen bestimmten Betrag verschoben, um den Stichel in die nächstfolgende Reisslage zu bringen. Wenn sehr feine Striche in gewissen Materinlien, z. B.
Glas, auf diese Art eingeritzt werden müssen, ist die Herstellung einer genauen und sauberen Teilung ein sehwieriges Unterfangen.
Weiterhin können auf diese Weise erzeugte Teilungen zufolge der beim fortschreitenden Arbeiten eintretenden Abnützung der Stichel Reissspitze mit Mängeln behaftet sein.
Anstatt eine Teilmaschine zu verwenden ist nun vorgeschlagen worden, Teilungen auf photographischem Wege auf Glas zu reproduzieren. Ein solches Verfahren wird vielfach für kurze Skalen, z. B. Mikrometerskalen für Mikroskope, angewendet.
Die Herstellung einer Linse, die zwecks einwandfreier Reproduktion einer längeren Skala über einem grossen Bildwinkel geniigend Schärfe besitzt, ist jedoch unmöglich, speziell wenn die herzustellenden Teilstriche von grosser Feinheit sind.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung sehr genauer Skalen ist durch folgende Arbeitsgänge gekennzeichnet:
Aufbringen einer lichtempfindlichen Schicht auf die Oberfläche, auf der die Skala aufgezeichnet werden soll;
Sukzessives Belichten der lichtempfindlichen Schicht, wobei jeweils das Bild einer mindestens einen Teilstrich darstellenden Marke an denjenigen Stellen auf die Schicht projiziert wird, an denen die Oberfläche eine Marke erhalten soll;
Verschieben von Bild und Oberfläche relativ zueinander zwischen diesen aufein anderfolgenden Belichtungen mittels einer Teilvorrichtung ;
Entwicklung und Fixierung des latenten Bildes.
Der Ausdruck Teilvorrichtung wird hierin in einem weiten Sinne gebraucht und schliesst irgendwelche Vorrichtung mit ein, mit deren Hilfe ein geradliniger oder kreisförmiger Massstab über genau gleiche Abstände hinwegbewegt werden kann, ob automatisch oder durch Handeinstellung. Obschon normalerweise bei jeder Belichtung ein Einzelstrich aufgezeichnet wird, ist es in zutreffenden Fällen auch möglich, jeweils ein Bild mehrerer naheliegender Teilstriche auf die Oberfläche zu projizieren. Das projizierte Bild wird zweckmässig in oder in unmittelbare Nähe der optischen Axe der Projektionssvor- richtung erzeugt, so dass es ohne Schwierigkeit überaus scharf eingestellt werden kann und die photographische Aufnahme eine genaue Linie auf dem Teilungsträger ergibt.
Die Erfindung ist von besonderem Wert bei der Herstellung von Glas-Kreisteilungen, zu welchem Zweck das Glas auf einen optischen Teiltisch unter eine Projektionsvorrich- tung montiert werden kann, mittels welcher von einem feinen Strich ein helles Bild auf eine auf dem Glas aufgebrachte lichtempfindliche Schicht entworfen werden kann.
Nachstehend soll nun beispielsweise eine Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung an Hand beiliegender Zeichnung beschrieben werden. In letzterer zeigt:
Fig. 1 eine Vorderansicht der Vorrichtung,
Fig. 2 den schematischen optischen Aufbau des Teiltisches der Vorrichtung und
Fig. 3 den schematischen optischen Aufbau des Projektionssystems.
Die Vorrichtung besitzt eine Grundplatte 10, auf der ein Teiltisch montiert ist. Letzterer kann mechanischer Natur sein, aber ein optischer Tisch, das heisst ein mittels optischer Mittel einstellbarer Tisch, wie hier gezeigt, ist vorzuziehen. Der Teiltisch besitzt ein an der Platte 10 befestigtes Gehäuse 12 mit einer seitlichen Ausbuchtung 13. Ein Ereis- tisch 14 ist mittels Rollenlager 15 koaxial zum Gehäuse 12 auf letzterem montiert und kann mittels eines zentrischen Tragzapfens (nicht gezeigt) um seine Stehaxe X-X gedreht werden. Der Tisch ist mit T-Nuten 16 ausgestattet, und eine Blindplatte 17 ist mittels sie durchdringender Schraubbolzen, die in den Nuten 16 verankert sind, darauf befestigt. Eine lichtempfindlich gemachte Platte 18 wird mittels Klammern auf der Blindplatte 17 befestigt.
Letztere gestattet das Auflegen der Platte 18 ausserhalb und losgelöst von der Vorrichtung und deren nachfolgendes Montieren auf die eigentliche Tischplatte 14. Der Tisch kann mittels einer Feineinstellvorrichtung herkömmlicher Bauart, bestehend aus einem an der Tischplatte 14 befestigten Schneckenrad 19 und einer mittels des Knopfes 20 betätigten Schnecke, verschwenkt werden.
Ein Glasring 21 ist am Boden des Sehnek- kenrades befestigt und trägt eine Kreisskala, die geprüft worden ist und deren zu jeder Ablesung zugehörige Korrektionen daher bekannt sind. Die Einstellung des Tisches wird durch das in Fig. 2 schematisch aufgezeichnete optische System bestimmt. Letzteres besteht aus einer Lichtquelle 50, deren Licht mittels des Rechtwinkelprismas 22 durch die eine Feldhälfte des Objektives 23 auf den Glasring 21 reflektiert wird, der auf seiner versilberten Kopffläche die Skala trägt. Dadurch wird ein Teil der Skala beleuchtet und von diesem Teil wird ein Bild durch die andere Feldhälfte des Objektives 23 und ein Rechtwinkelprisma 24 auf ein Prisma 25 projiziert, das sich in der Ausbuchtung 13 des Gehäuses 12 befindet.
Das Bild wird in die Ebene einer Strichplatte 26 geworfen, die zwei zum projizierten Teilbild der Kreisskala parallellaufende Haarstriche aufweist. Die Strichplatte 26 ist so montiert, dass sie rechtwinklig zu letzteren in der Ausbuchtung 13 bewegt und mittels einer mit Bogensekunden Teilung versehener lSIikrometersehraube 27 (Fig. 1) eingestellt werden kann. Ein vergrössertes Bild der Strichplatte und der Striche wird durch das Okular 28 und Prisma 29 auf den Spiegel 30 geworfen und von letzterem auf die Mattscheibe 30a. Der Spiegel 30 (Fig. 1) ist auf einer Brücke 31 befestigt, die auf der Grundplatte über dem Teiltisch montiert ist.
Dieser optische Tisch gewährt eine 200 fache Vergrösserung, um ihn auf eine Bogensekunde genau einstellen zu können. Um den Tisch auf einen speziellen Teilstrich der Kreisskala einzustellen, wird die Strichplatte 26 mittels der Mikrometerschraube 27 unter Be rücksichtigung der für diesen Teilort erforderlichen Korrektur justiert und die Tisch platte 14 so verschwenkt, dass auf der B ! Matt- scheibe 30a das Bild des verlangten Teilstriches halbwegs zwischen die Bilder der Haarstriche zu liegen kommt. Die Mattscheibe 30a ist in Fig. 1 nicht vorhanden; mit 32 und 33 sind die Spiegelbilder des verlangten Teilstriches bezw. der Haarstriche bezeichnet.
Ein auf der Brücke 31 montierter Schlitten 34 kann diametral über die Ereis-Tisch- platte 14 verschoben werden, und zwar mittels bekannter, durch den Knopf 35 betätigter Mittel. Der Schlitten trägt eine Stütze 36 für die Projektionslampeneinheit 37 und eine senkrechte Röhre 38, die im Schlitten 34 durch bekannte, mittels des Knopfes 39 betätigte Mittel senkrecht und waagrecht eingestellt werden kann. Die Projektionseinheit 37 enthält eine Lampe 40 (Fig. 3), deren Licht durch einen Schlitzverschluss 41 und eine achromatische, im Fuss der Einheit befindliche Linse 42 fällt. Letztere sammelt das Leicht, um hinter einem am Boden der Röhre 38 befindlichen Mikroskop-Objektiv 43 ein Bild des Lampenfadens zu erzeugen.
Eine im Kopf der Röhre 38 untergebrachte Blende 44 ist mit einem zentralen Schlitz von etwa 2 mm Länge und 0,01 mm Breite versehen, der sich radial zur Tischplatte 14 erstreckt.
Dadurch wird ein Bild des Schlitzes auf die lichtempfindlich gemachte Platte 18 geworfen, und es ist wesentlich, dass das Bild scharf auf die Oberseite der lichtempfindlichen Schicht eingestellt wird. Die Röhre 38 muss daher auf verschiedene Plattendicken einstellbar sein und das Fokussieren geschieht durch Auflegen einer Lehre 45 auf die Platte 18 und Justieren der Röhre 38, bis ihre Bodenkante, die etwas über dem Objektiv 43 vorsteht, auf der Lehre anschlägt.
Um nun eine Skala herzustellen, wird der Schlitten 34 über die Brücke 31 in eine solche Lage bewegt, dass das projizierte Bild des Schlitzes von der Axe des Kreistisches 14 um die gewünschte Radiallänge absteht. Der Tisch 14 wird dann auf den ersten Teilstrich ihrer Kreisskala eingeschwenkt und der -Verschluss 41 zwecks Belichtung der Platte 18 durch die Lampe 40 betätigt, so dass der Schlitz der Blende 44 auf der Platte abgebildet wird. Die Belichtungszeit kann zwischen t150 und 1 Sekunde liegen. Der Tisch wird dann auf den nächsten Teilstrich verschwenkt und der Abbildungsvorgang wiederholt.
Die Strichplatte 26 wird bei jeder Tischeinstellung neu justiert, um den bekannten Korrekturbetrag für den betreffenden Teilort der Mutterteilung, nach welchem der Tisch eingestellt werden soll, anzubringen.
Aus Vorstehendem ist ersichtlich, dass jede Aufnahme oder Belichtung auf der lichtempfindlichen Schicht der Platte eine latente Teilungsmarkierung aufzeichnet und dass nach Belichtung der Platte über den vollen Kreis und der erforderlichen Betätigung des : Kreises diese abgehoben, entwickelt und fixiert werden kann. Auf diese Weise kann eine Skala mit überaus feinen Teilstrichen innerhalb jeder gewünschten Genauigkeit bis auf einige Bogensekunden hergestellt werden.
Mit Hilfe der so hergestellten Skala können gegebenenfalls weitere Skalen gleicher Genauigkeit in bekannter Weise durch direkten Kontaktdruck auf weiteren Glasplatten hergestellt werden.
Bevor die lichtempfindliche Platte belichtet wird, soll sie vorzugsweise durch Einlegen in destilliertes Wasser und dann in 90% eigen industriellen methylierten Spiritus während je 15 Minuten normalisiert werden. Nach ein bis zwei Iinuten Trockenzeit wird sie in den Apparat eingelegt und belichtet. Vorzugsweise soll die belichtete Platte mittels des bekannten Umkehrprozesses entwickelt werden, wodurch auf dunklem Grund helle Teilstriche und Marken erhalten werden, was vorteilhafter ist, als dunkle Teilstriche auf hellem Grund. Die negative Originalplatte kann dann durch Abdruck auf Glasplatten reproduziert werden, die mit einer bichromierten Abdekkung, wie sie in der Photogravüre-Technik verwendet wird, überzogen sind. Die Abzüge werden mit Warmwasser entwickelt.
Die verwendete Abdeckung enthält kolloidales Silberchlorid, das entwickelt und verstärkt werden kann. Nach dem Entwickeln in Wasser wird die Platte weiterhin mit einem photographischen Entwickler zwecks Schwärzung des Silbers und dann mit einem Verstärker zwecks stärkerer Schwärzung behandelt. Die Platte wird dann schliesslich bei 2506 C ge brannt, so dass der Überzug fest auf das Glas emailliert wird.
Eine Kreislinie kann auf der photographischen Platte dadurch erzeugt werden, dass die Schlitzblende 44 durch eine Nadellochblende ersetzt wird, womit ein Punktbild auf die Platte projiziert wird. Die Platte wird dann bei offenem Verschluss 41 rotiert, wodurch das Punktbild auf der Platte einen Kreis beschreibt, und belichtet.
Die auf diese Art und Weise erhaltenen Skalen können nun beziffert werden, indem die Blende 44 durch Ziffern tragende Masken ersetzt werden. Bequemer könnte die Bezifferung mittels eines Kinofilmstreifens von 35 mm Breite, der in gleichen Abständen beziffert ist, hergestellt werden, wobei diese Ziffern durch eine an sich bekannte Vorrichtung mittels Randperforation des Streifens aufeinanderfolgend in den Projektions-Strahlengang gebracht werden.
Die Abbildung des Schlitzes in der Maske 44 ist natürlich stark verkleinert, und daher wird ein Schlitz, der für Reproduktionszwecke eine praktisch gangbar Breite aufweist, auf der belichteten Platte zu einer sehr feinen Linie reduziert. Beispielsweise kann ein Schlitz von 0,025 mm Breite auf der Platte als eine haarfeine Linie von 0,0025 mm Dicke aufgezeichnet werden.
PATENTANSFRflCHE: I. Verfahren zur Herstellung sehr genauer Skalen, gekennzeichnet durch folgende Ar beitsgänge:
Aufbringen einer lichtempfindlichen Schicht auf die Oberfläche, auf der die Skala aufgezeichnet werden soll;
Sukzessives Belichten der lichtempfind Iichen Schicht, wobei jeweils das Bild einer mindestens einen Teilstrich darstellenden Marke an denjenigen Stellen auf die Schicht projiziert wird, an denen die Oberfläche eine Marke erhalten soll;
Verschieben von Bild und Oberfläche rela tiv zueinander zwischen diesen aufeinanderfolgenden Belichtungen mittels einer Teilvorrichtung;
Entwicklung und Fixierung des latenten Bildes.