Ablesevorrichtung, insbesondere für Positionsmessgeräte
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ablesen der Relativstellung zweier zueinander längsoder drehbeweglicher Teile, an deren einem eine diskrete Markierungen aufweisende Hauptteilung und an deren anderem Ablesemittel befestigt sind, welche ihrerseits ein drehbares Mikrometer mit einer sich infolge der Drehung quer über die Hauptteilung bewegenden Markierung und einer Hilfsteilung zum Ablesen der Bruchteilwerte der Intervalle der Hauptteilung enthält.
Ein bekanntes Mikrometer dieser Art weist eine Markierung in Form einer archimedischen Spirale auf.
Das Mikrometer ist hierbei so lange zu drehen, bis ein Stück der Spirale sich mit einem Strich der Hauptteilung deckt. An der Hilfsteilung wird sodann der Bruchteilwert abgelesen. Dieses bekannte Mikrometer hat den Nachteil, dass die spiralförmige Markierung sehr schwer mit der nötigen Genauigkeit herzustellen ist, da sie eine kontinuierlich gekrümmte Kurve darstellt, die an jedem einzelnen Punkt, das ist also theoretisch an unendlich vielen Punkten, genau sein müsste. Ausserdem besteht der Nachteil, dass in Verbindung mit einer nur in Ziffern dargestellten Hilfsteilung, also einer digitalen Hilfsteilung, zweideutige Ablesestellungen möglich sind. Der kontinuierliche Verlauf der Mikrometerspirale macht es ausserdem unmöglich, dass diese streng parallel zu den Markierungsstrichen der Hauptteilung liegt, was aber für eine genaue und bequeme Ablesung wünschenswert wäre.
Die Erfindung setzt sich zum Ziel, die Nachteile der bekannten Einrichtungen zu vermeiden und erreicht dies dadurch, dass die Markierungen des Mikrometers aus einer Mehrzahl sich gleichender Markierungen in diskontinuierlicher Folge besteht, so dass nur in bestimmten Drehstellungen des Mikrometers jeweils eine dieser Markierungen parallel zu den Markierungen der Hauptteilung liegt, und dass diese Drehstellungen mit denjenigen Drehstellungen übereinstimmen, in denen auf der Hilfsteilung die Bruchteilwerte in voll ausgeschriebenen Zahlen angezeigt werden.
Zwar ist es bei sogenannten Transversalskalen bereits bekannt, abgestufte Markierungen zu verwenden. Jedoch befinden sich dabei stets sämtliche Einzelmarkierungen parallel zu den Markierungen der Hauptteilung. Es werden bei der Messung unterschiedliche Stellen dieser sehr langen Striche der Hauptteilung benutzt, was der Genauigkeit abträglich ist.
Ferner ist es bei den bekannten Transversalskalen nicht möglich, ausschliesslich den abzulesenden Zahlenwert ins Gesichtsfeld zu bringen. Die oben gekennzeichnete erfindungsgemässe Anordung vermeidet auch die Nachteile dieser bekannten Transversalskalen.
Eine besonders genaue Herstellung der Mikrometermarkierungen wird dadurch möglich, dass diese aus Geradenabschnitten besteht oder von Geradenabschnitten begrenzt wird. Die Geradenabschnitte können z.B.
Tangenten zu einer archimedischen Spirale sein.
Besonders vorteilhafte Ausführungen der erfindungsgemässen Verrichtung ergeben sich dadurch, dass a) das Mikrometer aus einer Glasscheibe besteht, deren Markierungen unmittelbar auf der Teilungsfläche einer Schieblehre gleiten; b) die Markierungen der Hauptteilung mittels eines optisch abbildenden Systemes auf die Mikrometerscheibe vergrössert abgebildet wird.
Die unter den Punkten a) und b) angeführten Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung, und zwar an Hand der Zeichnungen eingehend erläutert. Es sei darauf hingewiesen, dass die Zeichnungen schematisch und nicht masstäb lich dargestellt sind.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht einer Schieblehre gemäss der
Erfindung;
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1;
Fig. 3 bis 6 einzelne Teile der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform;
Fig. 7 ein im Schnitt dargestelltes, optisches Mess gerät gemäss der Erfindung;
Fig. 8 eine Draufsicht auf das Messgerät gemäss Fig. 7;
Fig. 9 ein Einzelteil zu der in Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsform.
Die Schieblehre besteht, wie in den Fig. 1 bis 6 ersichtlich, aus einem Schaft 1, der die eine Messbacke 2, eine Strichteilung 3 sowie eine Bezifferung 4 trägt.
Auf diesem Schaft 1 gleitet ein Schieber 5, der die andere Messbacke 6 bildet. Mit diesem Schieber 5 ist eine Deckplatte 7 mittels Schrauben 8 verbunden. An der Deckplatte 7 ist ein Lagerzapfen 9 befestigt, der eine Glasscheibe 10 gegen die Oberseite des Schaftes
1 drückt, jedoch nur so stark, dass die Scheibe 10 von Hand leicht gedreht werden kann. Die Glasscheibe 10 trägt auf ihrer Unterseite, welche auf der Oberseite des Schaftes 1 gleitet, kratzfest aufgebracht eine Markierung 11, eine Abdeckplatte 12, sowie eine nur aus Ziffern bestehende Hilfsteilung 13. In dem Ausschnitt 14 der Deckplatte 7 ist eine entsprechend geformte Linse eingekittet, welche als Lupe wirkt und die durch den Ausschnitt 14 sichtbaren Partien vergrössert zu betrachten gestattet.
Die Messung eines unbekannten Masses geht wie folgt vor sich: Nach Antasten des zu messenden Gegenstandes mit den Messbacken 2 und 6 steht der Schieber 5 in der abzulesenden Position. In dem Ausschnitt 14 ist mindestens einer, höchstens aber zwei der Striche 3 und Bezifferungen 4 sichtbar. Durch Drehen der Scheibe 10 (bei stillstehendem Schieber 5) wird diejenige Markierung 11 einem der Striche 3 überlagert, welche die bestmögliche Symmetrierung dieses Striches 3 in den Doppelstrich 11 ergibt. Der richtige Bruchteilwert erscheint sodann als eine Zahl aus der Reihe 13 im Ausschnitt 14. Durch die erfindungsgemässe Ausbildung der Markierung ist sichergestellt, dass stets ein eindeutiger Wert aus der Reihe 13 ablesbar ist.
Zum Einstellen des Schiebers 5 auf ein vorgegebenes Mass wird einfach diejenige Zahl aus der Reihe 13 in den Ausschnitt 14 gebracht, welche dem gewünschten Bruchteilwert entspricht. Sodann braucht nur der gewünschte Strich aus der Reihe 3 mit Hilfe der parallel zu diesem Strich stehenden Markierung 11 durch Verschieben des Schiebers 5 eingefangen werden.
Um Irrtümer zu vermeiden, welche beim Übergang von einem der Striche 3 zum nächsten entstehen könnten, ist die Abdeckblende 12 vorgesehen. In der in Fig. 1 gezeigten Lage deckt die Blende 12 die Zahl 04 zu aus der Reihe 4 ab. Wird die Scheibe 10 jedoch um einen Schritt weiter gedreht, so dass aus der Reihe
13 nicht mehr die Zahl ao , sondern die Zahl 95 erscheint, so gibt die Kante 15 der Blende 12 (siehe
Fig. 5) die Zahl zu (04) aus der Reihe 4 frei, während nunmehr aus dieser Reihe die Zahl 05 durch die
Blende 12 abgedeckt wird.
Das optische Messgerät ist in den Fig. 7 bis 9 dar gestellt. An einer im Gehäuse 15 befestigten Scheibe
16 ist die Achse 17 befestigt. Auf der Achse 17 ist die
Glasscheibe 18 mittels einer Büchse 19 und Lager 20 drehbar gelagert. Am Aussendurchmesser der Glas scheibe 18 ist der Verstellring 21 aufgekittet, der mit tels der Feder 22 gegen die Unterseite der Scheibe 16 gedrückt wird, jedoch nur so stark, dass die mit dem Verstellring 21 verbundene Glasscheibe 18 von Hand leicht verdreht werden kann.
Die Glasscheibe 18 trägt, wie in Fig. 9 ersichtlich, auf ihrer mattierten Unterseite eine Markierung 23, sowie eine nur aus Ziffern bestehende Hilfsteilung 24.
In den Ausschnitt 25 des Gehäuses 15 ist eine entsprechend geformte Linse 26 eingekittet, welche als Lupe wirkt und die durch den Ausschnitt 25 sichtbaren Partien vergrössert zu betrachten gestattet.
Die auf dem Massstabkörper 27 der Hauptteilung aufgebrachten Strichmarken 28 sowie die dazu gehörigen Bezifferungen 29 werden durch ein optisches System, welches aus Lampe 37, Kondensor 38, teildurchlässigem Spiegel 30 und Objektiv 42 besteht, auf die mattierte Unterseite der die Markierung 23 tragenden Glasscheibe 18 vergrössert abgebildet, und zwar dermassen, dass das durch den Abstand zweier Strichmarken 28 definierte Teilungsintervall der Hauptteilung der Ganghöhe der archimedischen Spirale entspricht.
Die Hilfsteilung 24 wird von der Lampe 37 über den Kondensor 38, teildurchlässigem Spiegel 30, Spiegel 31 und Mattscheibe 32 beleuchtet. Das von der Mattscheibe 32 erzeugte diffuse Licht ist gegen den Strahlengang des optisch abbildenden Systems mittels der Trennwand 47 abgeschirmt. Der Strahlengang wird von der im Gehäuse 34 befestigten Blende 35 begrenzt.
Der teildurchlässige Spiegel 30, Spiegel 31 und Mattscheibe 32 sind auf dem vorspringenden Lappen 33 des Gehäuseteiles 34 montiert.
Das Objektiv 42 ist im Gehäuse 34 mittels der Gewindebüchse 36 befestigt.
Der Kondensor 38 ist im Halter 39 befestigt, die Fassung der Lampe 37 mittels der Mutter 40 im Teil 41.
Die Messung eines unbekannten Masses geht wie folgt vor sich: In der Blendenöffnung 45 sind, wie in Fig. 8 ersichtlich, zwei der Striche 28 und Bezifferungen 29 sichtbar. Durch Drehen des mit der Glas- scheibe 18 verbundenen Ringes 21 wird diejenige Markierung 23 einem der Striche 28 überlagert, welche die bestmögliche Symmetrierung dieses Striches 28 in dem Doppelstrich 23 ergibt.
Der richtige Bruchteilwert erscheint sodann als eine Zahl aus der Reihe 24 in der Blendenöffung 46.
Zum Einstellen eines gewünschten Masses wird einfach diejenige Zahl aus der Reihe 24 in die Blendenöffnung 46 gebracht, welche dem gewünschten Bruchteilwert entspricht. Sodann braucht nur der gewünschte Strich aus der Reihe 28 mit Hilfe der parallel zu diesem Strich stehenden Markierung 23 durch Verschieben des Messgerätes relativ zum Teilungsträger 27 eingefangen werden.
In weiterer Ausgestaltung des vorstehend erläuterten ist die Koinzidenzfeststellung zwischen der Mikrometermarkierung 23 und der Markierung 28 der Hauptteilung auf auch photo elektrischem, induktivem oder kapazitivem Wege möglich.