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Die Erfindung bezieht sich auf ein Winkelmeßmikroskop mit einer zur
Beleuchtung des zu messenden Gegenstandes dienenden Lichtquelle, die außerhalb der
Hauptachse des Mikroskops an einem am Mikroskopgehäuse befestigten Arm angeordnet
ist und deren senkrecht zur Hauptachse des Mikroskops gerichtetes, die ebenfalls
außerhalb der Mikroskophauptachse liegende Objektebene durchsetzendes Strahlenbündel
von einem am Mikroskop montierten optischen Element in die Hauptachse umgelenkt
wird.
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Außer Winkelmeßmikroskopen mit einer unterhalb des Objekttisches
in der Mikroskophauptachse liegenden Lichtquelle, deren Anordnung den Aufbau des
Mikroskops erschwert und wegen der nur begrenzten möglichen Neigung des Lichtbündels,
das zur Erzielung eines klaren Bildes tangential zur Gewindeflanke gerichtet sein
muß, die Anwendung auf Objekte mit nicht zu großen und steilem Gewindegang begrenzt,
ist auch bereits ein Mikroskop der eingangs beschriebenen Art bekannt. Hierbei sind
Mikroskop und Beleuchtungseinrichtung in einem starken Bügel montiert, an dem eine
Art Brücke vorgesehen ist, mit der sich das Gerät durch drei Kugelzapfen auf dem
zu prüfenden Gewinde abstützt. Die Brücke trägt auch die mechanischen Verstell-
und Meßeinrichtungen, mit denen das Gerät in den Gewindegängen eingesetzt und ausgerichtet
wird. Die erforderliche Abstützung des schweren Bügels auf dem Meßobjekt erschwert
die Justierungsarbeiten, zumal eine einfache Drehung des die Lichtquelle tragenden
Bügels zur exakten Orientierung der Lichtquelle derart, daß der das zu messende
Gewindeprofil streifende Lichtstrahl der Gewindeneigung angepaßt werden kann, nur
nach einer Abhebung des gesamten Mikroskopsystems vom Meßobjekt und Drehung des
gesamten Mikroskops mit dem Bügel möglich ist. Auch kann nicht ohne weiteres ein
Gewindewinkel relativ zu einer Bezugsachse bestimmt werden, weil kein Winkelbezugselement
vorgesehen ist.
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Auch andere bekannte Mikroskope mit außerhalb der Mikroskophauptachse
an einem Arm angeordneten Lichtquellen weisen den Nachteil auf, daß eine mögliche
Rotation der Lichtquelle um die Mikroskophauptachse, wenn überhaupt, nur durch Drehung
des gesamten starren Mikroskopsystems einschließlich Tubus und Okular möglich ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Winkelmeßmikroskop
derart zu schaffen, daß, unter Verzicht auf eine die Einstellung erschwerende Abstützung
von Mikroskopteilen auf dem Meßobjekt, die Richtung des Lichtbündels auf einfache
Weise der Orientierung der Flanken von beliebig stark geneigten Gewinden bei feststehendem
Okular angepaßt werden kann, so daß insbesondere der Beobachter eine Messung sitzend
vornehmen kann und daß der Winkel der Gewindeflanken direkt relativ zu einer Bezugsachse
ablesbar ist.
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Ausgehend von einem Winkelmeßmikroskop der eingangs beschriebenen
Art ist die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe dadurch gekennzeichnet, daß der
die Lichtquelle tragende Arm an einer das optische Element enthaltenden Hülse befestigt
ist, die auf dem das Objektiv enthaltenden Tubus drehbar gelagert und bei feststehendem
Okular und Tubus mitsamt der Objektebene um die Hauptachse des Mikroskops verschwenkbar
ist, und der Arm an seiner Unterseite einen ausklappbaren Halter mit
einem Winkelbezugselement
aufweist, das eine bei ausgeklapptem Halter in der Objektebene liegende und senkrecht
zur Mikroskophauptachse orientierte Kante hat.
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Vorzugsweise ist die erwähnte Hülse zweiteilig und besteht aus einem
starr mit dem Arm verbundenen Ring sowie einem drehfest mit diesem Ring verbundenen,
das optische Element, beispielsweise ein Prisma, enthaltenden Konus.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Vorderansicht des an einer Meßmaschine montierten
Mikroskops nach der Erfindung, F i g. 2 eine Seitenansicht und F i g. 3 eine teilweise
geschnittene Darstellung des Mikroskops in vergrößertem Maßstab.
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Nach den Fig. 1 und 2 stützt sich ein Gestell 1 der Maschine an drei
Punkten auf einem Sockel 2 ab und trägt an seinem vorderen Teil einen in Längsrichtung
verschiebbaren Tisch 3 und auf seinem mittleren Teil einen senkrecht dazu verschiebbaren
Schlitten 4. An der Vorderseite des Schlittens 4 ist vertikal verschiebbar ein Mikroskophalter
5 montiert, der das Winkelmeßmikroskop 6 trägt. Tisch 3 und Schlitten 4 sind durch
Motorantriebe verschiebbar, wobei sich mittels der Knöpfe 8 bzw. 8 a zur Grobeinstellung
eine schnelle und mittels der Knöpfe 7 bzw. 7 a zur Feineinstellung eine langsame
Verschiebungsgeschwindigkeit einstellen läßt. Mit dem Rad 9 ist der Mikroskophalter
5 in der Höhe verstellbar.
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Mit Tisch, Schlitten und Mikroskophalter fest verbundene Gradeinteilungen
werden durch optische Einrichtungen auf die Bildschirme 10, 10 a bzw. 10 b projiziert
und dienen der Feinablesung, während die Grobeinstellung von Tisch und Schlitten,
beispielsweise in ganzen Millimetern, auf drehbaren Walzen hinter den Fenstern 12
und 12 a abgelesen werden kann. Durch Knöpfell, lla und 11 b verstellbare Markierungen
vor den Bildschirmen 10, 10 a und 10 b erlauben eine exakte Einstellung der Skalenstriche
der Gradeinteilungen.
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Auf dem Tsich 3 sind zwei mittels Schrauben 13 blockierbare Halterungen
14 angeordnet, zwischen deren miteinander fluchtenden Spitzen 15 das Meßobjekt,
im betrachteten Beispiel eine Schraube 16, eingespannt wird.
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Im Mikroskophalter 5 ist nach Fig. 3 mit Gleitreibung der Tubus 19
gelagert, der das Objektiv 21 enthält und ein Kopfteil mit dem Okular 18 trägt.
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Mittels eines Fingers 20 können Tubus 19 und Kopfteil winkelmäßig
relativ zum Mikroskophalter 5 fixiert werden. Auf dem unteren, aus dem Mikroskophalter
5 herausragenden Ende des Tubus 19 ist eine zweiteilige, aus einem Ring 29 und einem
drehfest mit diesem verbundenen unteren Konus 23 bestehende Hülse drehbar gelagert,
die an ihrem oberen Ende zur Einstellung und Ablesung ihrer Lage relativ zu den
feststehenden Teilen des Mikroskops, nämlich Objektiv21, Tubus 19 und Okularkopf,
eine Gradeinteilung24 trägt, welche einer am unteren Ende des Mikroskophalters 5
angebrachten Skala 25 gegenüberliegt. Im Okularkopf sowie im unteren Konus 23 sind
je ein Prisma 22 bzw. 26 zur Ablenkung des Strahlenganges senkrecht zur Tubusachse,
d. h. zur Mikroskophauptachse, angeordnet. Am Ring 29 ist ein Arm 28 befestigt,
der eine Lichtquelle 17 mit einer Glühbirne 30 und zwei Sammellinsen 31 trägt, wobei
die Anordnung derart getroffen ist, daß das
von der Lichtquelle
17 ausgehende Strahlenbündel senkrecht zur Mikroskophauptachse gerichtet ist, die
ebenfalls außerhalb der Mikroskophauptachse liegende Objektebene durchsetzt und
durch ein Fenster 27 auf das Prisma 26 fällt, durch das es in die Hauptachse des
Mikroskops umgelenkt wird. Durch Drehung der aus den Teilen 26 und 29 bestehenden
Hülse auf dem Tubus 19 kann die Lichtquelle 17 bei feststehendem Okular 18 und Tubus
19 mitsamt der Objektebene beliebig um die Hauptachse des Mikroskops gedreht werden.
An der Unterseite des Arms 28 ist ein ausklappbarer Halter 32 mit einem Winkelbezugselement
33 angeordnet, das eine bei ausgeklapptem Halter in der Objektebene liegende und
senkrecht zur Mikroskophauptachse orientierte Kante als Bezugslinie aufweist, die
beispielsweise in der auf F i g. 3 dargestellten, einem Drehwinkel Null entsprechenden
Lage des Arms 18 parallel zur Achse der Spitzen 15 gerichtet sein kann.
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Im Mikroskop sind in bekannter Weise ein festes und ein bewegliches
Fadenkreuz angeordnet. Wahlweise kann auch eine Markierung vorgesehen sein, die
das Soll-Profil des zu messenden Gewindes darstellt und zum Vergleich dem beobachteten
Bild des Gewindes überlagert wird.
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Zur Messung eines Gewindeprofils ist, um ein klares Bild zu erhalten,
der Lichtstrahl tangential zum beobachteten Gewinde zu orientieren, wozu einfach
die Hülse 23, 29 mit der Lichtquelle um einen dem Steigungswinkel des Gewindes entsprechenden
Winkel gedreht wird. Die erforderlichen Einstellungen und Messungen werden durch
Längsverschiebungen des Tisches, des Schlittens und/oder des Mikroskophalters vorgenommen.
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Wenn der Winkel relativ zu einer Bezugsachse bestimmt werden soll,
muß, da eine Drehung des Armes 18 eine entsprechende Drehung des Bildes in der Okularebene
zur Folge hat, die Messung in bezug auf die Kante des Winkelbezugselementes 33
erfolgen,
welche eine horizontale Linie definiert.
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Dazu wird der Halter 32 heruntergeklappt, die Kante des Winkelbezugselementes
33 scharf eingestellt, das bewegliche Fadenkreuz orientiert, das Bild der Kante
mit dem horizontalen Strich des Fadenkreuzes in Übereinstimmung gebracht und die
Winkelstellung abgelesen. Anschließend wird der Halter wieder eingeklappt.