Längenmessvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Längenmessvorrichtung, insbesondere zum Bestimmen der Grösse von Gefügebestandteilen eines mikroskopischen Objektes, durch Verschieben des Objektes um messbare Strekken. Von einer derartigen Längenmessvorrichtung wird verlangt, dass das Objekt ohne toten Gang um kleine Beträge verschoben werden kann, und dass ferner Messmittel vorgesehen sind, mit denen für verschiedene Gefügebestandteile die Grösse der jeweiligen Verschiebung des Objektes registrierbar ist Die letztgenannte Bedingung erfordert zusätzliche Massnahmen, um die Verschiebung des Objektes mit dem einen oder dem andern Messmittel wahlweise kuppeln zu können. Auch diese Kupplungen müssen aus den oben genannten Gründen spielfrei sein. Sie bilden das Hauptproblem beim Bau einer Längenmessvorrichtung.
Es sind nun bereits verschiedene mit diesem Problem behaftete Längenmessvorrichtungen bekannt geworden. Am häufigsten werden mechanische Kupplungen zwischen dem als Messspindel oder Messtrommel ausgebildeten Messmittel und dem Objekt vorgesehen. Diese Kupplungen haben den Nachteil, dass sie bei Übergang vom einen Messmittel zum andern nicht völlig spielfrei arbeiten, und dass zu einer einigermassen sicheren Funktion bereits ein erheblicher konstruktiver Aufwand erforderlich ist, wodurch diese Vorrichtungen verhältnismässig teuer werden. Man hat deshalb versucht, diese Nachteile mittels einer elektrischen oder lichtelektrischen Über- tragung der Bewegung des Objektes auf das Zählwerk auszuschalten.
Im ersten Fall sind auf einer Antriebsspindel für das Objekt in bestimmten Abständen Kontakte vorgesehen, die beim Drehen der Spindel an einem Gegenkontakt vorbeistreichen, dabei einen Relaisstromkreis schliessen und auf diese Art jeweils einen Impuls auf ein als elektrisches Zählwerk ausgebildetes Messmittel übertragen. Im letzteren Fall wird der Impuls lichtelektrisch übertragen, indem auf der Antriebsspindel für das Objekt eine Anzahl von Spiegeln angebracht sind, die in einer bestimmten Stellung der Antriebs spindel einen Lichtstrahl auf eine Photozelle leiten, welche den Impuls auslöst.
Der Übergang von einem Messmittel zu einem andern kann dabei durch Schliessen des zum Messmittel gehörenden Stromkreises geschehen, doch haben die elektrischen und lichtelektrischen Einrichtungen wiederum den Nachteil, dass mit ihnen nicht kontinuierlich gemessen werden kann, sondern nur in kleinen, durch den Abstand der impulsauslösenden Elemente bedingten Schritten, und dass der konstruktive Aufwand ebenfalls recht gross ist.
Durch die Erfindung werden alle diese Nachteile dadurch beseitigt, dass der Vorschub des Objektes hydraulisch erfolgt. Die Längenmessvorrichtung nach der Erfindung ist so ausgebildet, dass mit dem zu verschiebenden Objekt ein unter veränderbarem hydrostatischem Druck stehender Trieb verbunden ist. Der hydrostatische Druck wird zweckmässig mittels in eine eingeschlossene Flüssigkeit eintauchender, willkürlich zu betätigender Kolben erzeugt und verändert. Die Anwendung der hydrostatischen Druckübertragung bietet in höchst einfacher Weise die Möglichkeit, unabhängig voneinander mehrere verschiebliche Druckkolben über das eingeschlossene Flüssigkeitsvolumen auf einen mit dem Objekt verbundenen Schubkolben einwirken zu lassen. Jeder dieser Druckkolben bewirkt bei seiner Betätigung eine Verschiebung des Objektes.
Jeder der Kolben ist vorteilhaft mit einer Messspindel als Messmittel verbunden, die den Betrag der Verschiebung des Objektes registriert und zugleich die Betätigung des Schubkolbens bewirkt. Benutzt man für jede Komponente des Gefüges eine gesonderte Messspindel, so wird die eingangs gestellte Aufgabe in einfachster Weise ohne jede Umschaltvorrichtung gelöst.
Um das Folgen des Objektes auch bei einer Zugbewegung der Druckkolben einwandfrei zu gewährleisten, steht der die Verschiebung des Objektes bewirkende Kolben zweckmässig unter der Wirkung einer Feder. Zwischen der Bewegung des Objektes und den Bewegungen der einzelnen Messspindeln können, wenigstens teilweise, verschiedene Untersetzungen vorgesehen sein, so dass es möglich ist, für die Ausmessung von Gefügebestandteilen, je nach ihrer Grösse, eine Messspindel geringerer oder grösserer Untersetzung zu verwenden. Aus konstruktiven Gründen sind die Mittel zur Erzeugung und Ver änderung des hydrostatischen Druckes zweckmässig von den Mitteln zum Ausüben des hydrostatischen Druckes räumlich getrennt angeordnet und durch ein biegsames Zwischenglied (Schlauch) verbunden.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Längenmessvorrichtung wird in der nachfolgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung näher erläutert, welche eine solche Längenmessvorrichtung in Verbindung mit dem Objekttisch eines Mikroskopes veranschaulicht:
In der Zeichnung ist mit A ein Objektführer bezeichnet und mit B ein Messgerät. Der Objektführer A lässt zunächst eine Verschiebung eines Objektes 1 durch zwei auf senkrecht zueinanderliegende Schlitten 2 und 3 wirkende Zahntriebe 4 und 5 zum Absuchen des Objektes zu. Durch den Zahntrieb 4 kann ausserdem die Einstellung des Abstandes der einzelnen Messstrecken im Objekt vorgenommen werden.
Um dabei ohne Mühe stets gleiche Abstände einhalten zu können, kann der Knopf mit einem Rastring versehen sein. Dieser kann so ausgebildet sein, dass er abgenommen und auch leicht wieder aufgesetzt werden kann. Zur Erzielung der Messbewegung sind die Schlitten-2 und 3 in einer Schlittenführung 6 angeordnet. Der bewegliche Teil 7 der Schlittenführung 6 trägt einen Fortsatz 8, der durch eine kräftige in einer Federbüchse 10 gelagerte Feder 9 gegen den verschieblichen Kolben 11 gedrückt wird. Der Kolben 11 ist hohl und dicht in einen Führungszylinder 12 gepasst, dessen Hohlraum mit einer geeigneten tÇbertragungsflüssigkeit 13 mit zweckmässig gewählter Zähigkeit gefüllt und durch einen Schlauch 14 mit dem Messgerät B verbunden ist.
Dieses Messgerät B weist einen Behälter 15 auf, der ebenfalls mit der Übertragungsflüssigkeit 13 luftblasenfrei gefüllt ist. In seiner Wand sind willkürlich, über Messspindeln 16 zu betätigende Druckkolben 17 druckdicht eingesetzt. Die Druckkolben sind als Stifte ausgebildet, welche durch eine Dichtung 18 hindurch in die Übertragungsflüssigkeit 13 hineinragen. Die Spindeln 16 sind aussen mit einer Messteilung nach Art der bekannten Schraublehren versehen. Die Messteilungen sind so abgestimmt, dass man die durch Hinein- oder Herausschrauben der Spindeln über die Flüssigkeit 13 (Schlauch 14), den Kolben 11 und den Fortsatz 8 auf das Objekt übertragene Messbewegung in geeigneten Einheiten, z. B. oder mm ablesen kann.
Da die Grösse des sich ergebenden Messweges des Objektes vom Durchmesser des Druckstiftes 17, von dem Weg der Messspindel beim Hinein- und Herausschrauben und von dem Durchmesser des Zylinders 12 abhängig ist, kann man durch passende Wahl des Druckstiftdurchmessers leicht jedes beliebige Verhältnis zwischen Weggrösse des Objektes und dem Messspindelvorschub erzeugen. Es bedarf keines besonderen Aufwandes, verschiedene Ubersetzungsver- hältnisse zu wählen, so dass man es in der Hand hat, für grobe Bestandteile einen grossen Messweg pro Spindelumdrehung zu erzeugen und für feine Bestandteile einen kleinen, indem man jeweils dem betreffenden Gefügebestandteil eine entsprechende Spindel zuordnet.