DE2051491A1

DE2051491A1 - Langenmeßgerat

Info

Publication number: DE2051491A1
Application number: DE19702051491
Authority: DE
Inventors: Irven Harold Playa del Rey Sheltra Ronald Clinton Los Angeles Calif Culver (V St A )
Original assignee: Southwestern Industries Inc
Current assignee: Southwestern Industries Inc
Priority date: 1969-10-22
Filing date: 1970-10-20
Publication date: 1971-07-08
Also published as: US3628038A; NL7014596A

Description

SOUTHWESTERN INDUSTRIES, INC.,eine Gesellschaft nach den Gesetzen des Staates California, 5880 Centinela Avenue, Los Angeles, California (V. St. A.)

Längenmeßgerät

Die Erfindung betrifft ein Längenmeßgerät, das mittels eines photoelektrischen Zerhackers die Winkelstellung der Ausgangswelle des Meßgerätes, bezogen auf ein rotierendes Geberrad, und damit die Länge des von dem Geberrad zurückgelegten Weges angibt.

Bekannte Längenmeßgeräte sind zum Beispiel in der US-Patentschrift 3 311 985 "Friction Whell Measuring Apparatus" und in der US-Patentschrift 3 378 929 "Measuring Device" beschrieben.

Aufgabe der Erfindung ist es, Geräte dieser Art hinsichtlich ihrer Bedienung und Genauigkeit zu verbessern. In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist ein Schablonenpaar mit mehreren alternierend angeordneten transparenten und nichttransparenten Bereichen vorgesehen. Eine der Schablonen ist relativ zur anderen Schablone drehbar angeordnet. Die Schablonen sind in der Nähe einer nichtkollimierten Lichtquelle angeordnet. Die

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näher an der Lichtquelle angeordnete Schablone besitzt pro Längeneinheit eine größere Anzahl von transparenten Fenstern als die weiter weg von der Lichtquelle angeordnete Schablone, so daß eine wirksame Zerhackung des nichtkollimierten Lichtes erzielt wird. Zur Einstellung der Phasenverschiebung zwischen getrennten Bereichen benachbarter transparenter Fenster in den beiden benachbarten Schablonen sind erfindungsgemäß Vorrichtungen zur translativen Verschiebung einer der Schablonen in einer Richtung relativ zur anderen Schablone vorgesehen, die Translationsbewegungen in der Normalriehtung zur ersten Richtung verhindern.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen ausführlich beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch das Längenmeßgerät;

Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt eines Teiles des Meßgerätes gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Explosionsdarstellung eines Teiles eines photoelektrischen Zerhackers, der der Meßwertbestimmung dient;

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf den photoelektrischen Zerhacker;

Fig. 5 eine schematische Seitenansicht eines Teiles des photoelektrischen Zerhackers;

Fig. 6 ein Blockschaltbild eines Teiles des photoelektrischen Zerhackers;

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Teiles des photoelektrischen Zerhackers, die die Einstellvorrichtungen zeigt;

Fig. 8 eine Draufsicht einer alternativen Ausführungsform der einstellbaren anordnung der Schablone.

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Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Reibrad-Längenmeßgerät. Dieses besitzt ein Gehäuse 10, an dessen Unterseite eine Schwalbenschwanz-Verbindungsplatte 11 befestigt ist. Die Verbindungsplatte 11 steht vorzugsweise mit einem Befestigungsblock: 12 in Verbindung, wie er in der US-Patentschrift 3 378 929 beschrieben ist. Der Befestigungsblock 12 ist zum Beispiel mit dem Bett einer Drehbank (nicht dargestellt) verbunden. Das Meßgerät ist derart angeordnet, daß eine Stirnfläche 13 des Gehäuses IC gegen eine Meßfläche 14,zum Beispiel die Führungsschiene einer Drehbank, gedrückt wird. Zwischen der Stirnfläche 13 und der Meßfläche 14 ist ein Filzstreifen 16 ο. dgl. angeordnet, um Späne oder anderen Verschnitt am Eindringen in das Meßgerät zu hindern.

Die Drehbank wird in dieser Beschreibung nur als erläuterndes Beispiel verwendet. Es ist offensichtlich, daß das erfindungsgemäße Meßinstrument in Verbindung mit weitgehend jeder Werkzeugmaschine, zum Beispiel einer Hobelmaschine, einer Fräsmaschine, einer Bohrmaschine o. dgl.,einsetzbar ist. Das Meßgerät ist in weitgehend allen Fällen einsetzbar, in denen eine Relativbewegung zwischen zwei benachbarten Elementen mit großer Genauigkeit gemessen werden soll.

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In zwei im Gehäuse 10 einander gegenüberliegenden Drucklagern 17 ist eine Welle 18 gelagert, deren eines Ende mit einem Knopf 19 ausgerüstet ist. Die Welle 18 trägt ein Geberrad 21 mit einem Umfangsring 22 eines exakten Umfanges. Ein Teil des Ringes 22 ragt aus einer öffnung der Stirnwand 13 des Gehäuses 10 heraus und steht mit der Meßfläche 14 derart in reibender Berührung, daß sich, wenn sich das Meßgerät entlang der Meßfläche 14 (in Fig. 1 in die Zeichnungsebene hinein oder aus der Zeichnungsebene heraus) bewegt, der Ring 22 und damit das Geberrad 21 drehen und die Welle 18 antreiben. Da der Ring 22 einen exakt bekannten Umfang besitzt, z.B. 100 mm entspricht jede Umdrehung einem Weg des Meßgerätes entlang der Meßfläche 14 von dieser Länge.

Wenn sich der Ring 22, das Rad 21 und die Welle 18 drehen, dreht sich auch der Knopf 19. Dabei lassen sich Meßmarken 23 auf dem Knopf 19 mit zugeordneten Meßmarken (nicht dargestellt) auf der Gehäusedecke vergleichen, so daß der Operateur den Drehwinkel des Knopfes 19 und damit die entlang der Meßfläche 14 zurückgelegte Entfernung beobachten kann. Da der Knopf 19 jedoch direkt mit dem Ring 22 gekuppelt ist, führt er nur eine Umdrehung bei jeder Umdrehung des Ringes aus; daher liefert er nur eine relativ grobe Messung der zurückgelegten Entfernung. Falls gewünscht läßt sich der Knopf 19 im Reibungsschluß auf der Welle 18 derart befestigen, daß er zwar zuverlässig von der Welle 18 mitgenommen wird, eich jedoch manuell verdrehen läßt, um die Anzeige zu justieren, wenn der Ring 22 im festen Eingriff mit einer Meßfläche 14 ist. Dadurch ist der Operateur in der Lage, falls gewünscht, eine Null-Anzeige einzustellen.

Ein Zahnkranz 26 mit einem großen Teilkreisdurchmeeser auf dem Geberrad 21 kämmt mit einem Ritzel 27 eines re-

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lativ kleineren Teilkreisdurchmessers, das auf eiaer Welle 28 befestigt ist. Die Welle 28 ist in zwei im Gehäuse 10 einander gegenüberliegenden Drucklagern 29 gelagert. Ein zweites Stirnrad 31 eines relativ kleineren Teilkreisdurchmessers ist ebenfalls auf der Welle 28 befestigt und wird von einem Stirnrad 32 eines relativ grossen Teilkreisdurchmessers angetrieben, das ebenso wie das Geberrad 21 auf der Welle 18 befestigt ist. Der Teilkreisdurchmesser des zweiten Stirnrades 32 ist gleich dem Teilkreisdurchmesser des Zahnkranzes 26 auf dem Geberrad 21. Das zweite Stirnrad 32 und mindestens eines * der kleineren Stirnräder 27 und 31 1st frei auf der zugeordneten Welle drehbar. Eine Torsionsfeder 33 drückt das Geberrad 21 und das Stirnrad 32 auseinander, um auf konventionelle Art totes Spiel im Getriebe zu vermeiden.

Stirnräder 34 mit einem großen Teilkreisdurchmesser sind auf jedem der Stirnräder 27 und 31 mit kleinem Teilkreisdurchmesser derart befestigt, daß sie sich mit den Stirnrädern 27 und 31 drehen. Die Stirnräder 34 sind mit relativ kleinen Stirnrädern 36 im Eingriff, die auf einer Welle 37 befestigt sind. Die Welle 37 ist mittels eines | Lagerpaares 38 im Gehäuse 10 gelagert. Die Welle 37 erstreckt sich durch einen fotoelektrischen Zerhacker 39» der später detailliert beschrieben wird, und ist an ihrem einen Ende mit einem Zeiger 41 ausgerüstet. Der Zeiger 41 läuft über eine Skala 42 mit Anzeigemarken (nicht dargestellt) mit deren Hilfe sich die Zeigerstellung ablesen läßt. Ein transparentes Deckglas 43 vorzugsweise aus Kunststoff verdeckt die Skala um den Zeiger 41 zu schützen. Das Deckglas 43 wird von einem mit dem Gehäuse 10 verbundenen Frontring 44 in Position gehalten.

Die spielfreien Getriebestufen 26 und 27 bzw. 32 und 31 und die mit den Stirnrädern 36 kämmenden Stirnräder 34

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bilden einen Wegverstärker mit einem Verstärkungsfaktor von z.B.100 : 1 von der Eingangswelle 18 auf die Aubgangswelle 37, an deren Bade der Zeiger 41 befestigt ist. Dadurch führt der Zeiger 41 bei jeder 1/100-Umdrehung der Eingangswelle 18 eine vollständige Umdrehung aus. Bei einem Geberring 22 mit eines Umfang von 100 am entspricht eine Umdrehung des Zeigers 41 einem entlang der Meßfläche 14 zurückgelegten Weg von 1,0 mm. Bei einer solchen Wegverstärkung lassen sich auf der Skala 42 leicht Anzeigemarken unterbringen, die einen Weg des Ringes 22 entlang der Meßfläche 14 von 0,01 mm anzeigen. Es ist offensichtlich, daß sich für eine größere oder eine geringere Heßgenauigkeit oder für Messungen in anderen Maßsystemen andere Übersetzungsverhältnisse, Durchmesser des Geberrades und andere Skaleneinteilungen wählen lassen.

Längenmeßgeräte mit Geberrädern gemäß der vorangegangenen Beschreibung sind handelsüblich; sie werden z.B. in den TRAV-A-DIAL-Geräten der Southwestern Industries, Inc., Los Angeles, California, USA verwendet. In diesen handelsüblichen Geräten sind der Frontring 44, die Skala 42 und der Zeiger 41 unmittelbar oberhalb der Oberseite des Gehauses 10 angeordnet und nicht wie in den Zeichnungen dargestellt in einem größeren Abstand von der Oberseite des Gehäuses 10. Bei den erfindungsgemäßen Geräten ist die Ausgangswelle 37 gegenüber den handeleüblichen TRAT-A-DIAL-Geräten zur Betätigung des unterhalb der Skala 42 angeordneten fotoelektrischen Zerhackers 39 verlängert.

Da die Funktion des Meßgerätes zum Erfassen des von dem Meßgerät entlang der Meßfläche 14 zurückgelegten Weges nur auf der ReibungsberUhrung des Ringes 22 mit der Meßflache 14 beruht, und da jeder Schlupf des Geberradea relativ zur Meßfläche 14 einen Meßfehler zur Folge hat,

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sollten die Flächentragh'eitsmomente der bewegten Teile des Meßgerätes nicht größer als unbedingt notwendig sein. Die Bedeutung dieser Bedingung wird offensichtlich, wenn man sich vergegenwärtigt, daß das auf das Geberrad 21 bezogene Trägheitsmoment jedes rotierenden Teiles der Mechanik um das Quadrat des Verstärkungsfaktors (Übersetzungsfaktors) zwischen diesem Teil und dem Geberrad 21 vervielfacht wird. Daher sollte das Trägheitsmoment jedes auf der Ausgangswelle 37 befestigten rotierenden Teiles so klein wie möglich sein. Der später beschrie- I

bene erfindungsgemäße photoelektrische Zerhacker 39 ist eine neuartige erfolgreiche Vorrichtung zur Messung der Wellendrehung ohne nennenswerten Einfluß auf das Trägheitsmoment oder die Reibungsberührung des Ringes 22 mit einer Meßfläche 14.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird der photoelektrische Zerhacker z.um Kodieren der Drehwinkelstellung einer Welle verwendet, wodurch elektronisch die Drehung der Welle nach Richtung und Größe derart gemessen wird, daß die erzeugten elektrischen Signale eine Anzeige der Bewegung des Meßgerätes entlang einer Meßfläche und damit λ einen Längenmeßwert bilden. In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Zerhacker ohne weiteres elektrische Signale erzeugen, die einen Weg von 0,001 mm des Gehäuses 10 relativ zur Meßfläche 14 anzeigen. Es ist jedoch offensichtlich, daß das Meßgerät, falls in anderen Anwendungsfällen gewünscht, Signale erzeugen kann, die größere oder kleinere Bewegungsschritte anzeigen.

Fig. 2, 3 und 4 zeigt den photoelektrischen Zerhacker im Detail. Fig. 2 zeigt einen Querschnitt 2-2 des in Fig. 4 im teilweise geschnittenen Grundriß dargestellten Zerhackers. Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht verschiedener Elemente des Zerhackers.

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Gemäß Fig. 2 besitzt der Zerhacker 39 ein Gehäuseunterteil 51, das an seiner Peripherie mit mindestens 3 Bolzen 53 (nur einer der Bolzen ist dargestellt) mit einem< Gehäuseoberteil verschraubt ist. Das Gehäuseunterteil 51 ist vorzugsweise mit Hilfe eines etwas elastischen Materials, z.B. handelsüblichem RTW oder einem anderen elastomerischen Material, mit dem Gehäuse 10 des Meßgerätes verbunden, so daß es, um unzulässige Belastungen der verschiedenen Lager der Welle 37 zu vermeiden, gut gegen Schwingungen gedämpft ist. Eine Hülse 56 ist mit Hilfe eines Lagerpaares 54 im Gehäuseoberteil und im Gehäuseunterteil 51 gelagert. Die gemäß Pig. I den Zeiger 41 tragende Ausgangswelle 37 erstreckt sich durch die Hülse 56. Die Hülse 56 besitzt eine Zahnbohrung 57, die mit der Welle 37 zum Eingriff kommt, wenn die Hülse 56 auf die Welle 37 gepresst wird, um Relativdrehungen zwischen der Welle 37 und der Hülse 56 zu verhindern. Ein radialer Flansch 58 der Hülse 56 trägt eine dünne Kunststoff scheibe 59, die von einem leicht auf den externen Teil der Hülse 56 aufgepressten Kragen 61 in Position gehalten wird. Eine Drehung der Welle 37 bewirkt dadurch eine Drehung der Hülse 56 und der Kunststoffscheibe 59.

Eine erste kreisringförmige Unterlegscheibe 62 ist zwischen dem oberen Lager 54 und dem Kragen 61 angeordnet. Eine zweite Unterlegscheibe 63 ist zwischen dem unteren Lager 54 und einem Federring 64 angeordnet. Der Federring 64 drückt die Hülse 56 gegen die obere Unterlegscheibe 62, so daß die Scheibe 54 in einer sorgfältig vorgewählten Position gehalten wird.

Zwischen dem Gehäuseunterteil 51 und dem Gehäuseoberteil 52 ist derart ein Ring 66 angeordnet, daß, wenn die Bolzen 53 angezogen werden, der Ring 66 fest ein-

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geklemmt wird. Eine später im Detail beschriebene Schablone 67 ist. mit dem Ring 66 verklebt. Ein Stift 68 mit einem exzentrischen Nocken 69 an seinem einen Ende ist in einer Bohrung 71 des Gehäuseoberteils 52 angeordnet. Der exzentrische Nocken 69 steht mit einer Bohrung 72 im Ring 66 derart im Eingriff, daß sich mit seiner Hilfe die Schablone 67 wie später im Detail beschrieben einstellen läßt.

Ein Paar radialer Bohrungen 73 (in Fig. 2 ist eine der Bohrungen dargestellt) im Gehäuseoberteil 52 dienen zur Aufnahme je einer kleinen handelsüblichen Lichtbirne Eine die radiale Bohrung 73 schneidende axiale Bohrung 76 im Gehäuseoberteil 52 ermöglicht die Ausbreitung des Lichtes der Birne 74. Der Glühdraht 77 der Birne 74 ist vorzugsweise so orientiert, daß er sich weitgehend parallel zur Mittellinie der Bohrung 76 erstreckt.

Ein Paar axialer Bohrungen 78 (in Pig. 2 ist eine der Bohrungen dargestellt) im Gehäuseunterteil dienen zur Aufnahme je einer handelsüblichen Fotodiode 79 o.dgl. Die Fotodioden 79 sind gemäß Pig. 3 derart zu den Birnen 74 ausgerichtet, daß Licht jeder Birne 74 auf seinem Weg zur zugeordneten Fotodiode 79 einen Teil der Schablone 67 und einen Teil der Scheibe 59 durchdringt.

Gemäß Fig. 3 besitzt die Scheibe 59 in einem Kreisring nahe ihrer Peripherie mehrere radial ausgerichtete Fenster 81. Zwischen den Fenstern 81 befinden sich nichttransparente Bereiche 82. Die Grenzen zwischen den Fenstern 81 und den nichttransparenten Bereichen 82 liegen auf vom Mittelpunkt der Scheibe 59 ausgehenden radialen Linien, so daß sowohl die Fenster 81 als auch die nichttraneparenten Bereiche 82 keilförmig ausgebildet sind.

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In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Scheibe 59 aus einer dünnen Schicht aus Polyäthylen-Therephtalat (Mylar) ο.dgl. auf die eine nichttransparente Schicht aufgedruckt oder fotografisch aufgebracht ist. Die Scheibe 59 ist dadurch im Bereich der fenster 81 transparent und in den restlichen Bereichen, auf die die Beschichtung aufgebracht worden ist, nichttraneparent. Palis gewünscht, kann die Scheibe 59 dadurch hergestellt werden, daß Fenster in eine dünne Metallschicht gestanzt werden. Bine solche Codierscheibe besitzt typischerweise einen Durchmesser von ungefähr 25 mm, so daß sie unddie kleine Traghülse 56 ein sehr geringes Trägheitsmoment besitzen und dadurch ihr Beitrag zu dem am Geberrad 21 wirksamen Trägheitsmoment trotz des Übersetzungsfaktors zwischen der Auegangswelle 37 und dem Geberrad 21 sehr gering 1st.

Die Schablone 67 ist ähnlich aufgebaut wie die Scheibe 59t d.h. sie besitzt mehrere sich radial erstreckende Fenster 83, die mit mehreren nichttransparenten Bereichen 84 dazwischen alternieren. Sie Schablone 67 lädt sich leicht auf die gleiche Weise herstellen wie die Scheibe 59. Die Schablone 67 unterscheidet sich von der Scheibe 59 in der Anzahl der Fenster pro Längenoder Bogen-Einheit, wie später ausführlich beschrieben wird; und dadurch daß die Fenster 83 der Schablone 67 sich nur über einen begrenzten Bogen der Schablone 67 erstrecken müssen, um im Lichtweg zwischen den Birnen 74 und den Fotodioden 79 zu liegen. Der letztere Unterschied ergibt sich dadurch, daß die Schablone 67 gemäß Fig. 2 mit dem Ring 66 einen Yerbund bildet und dadurch im Gehäuse 10 relativ zu den Birnen 74 und den Fotodioden 79 fixiert Bind, während die Scheibe 59 rotieren kann, so daß die Fenster 81 einen kompletten Kreisring bilden müssen.

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Die Breite der Fenster und der nichttransparenten Bereiche der Schablone und der Scheibe sind so gewählt, daß,wenn sich die Scheibe 59 in einer ersten Stellung befindet, je ein nichttransparenter Bereich 84 der Schablone 67 ein Fenster 81 der Scheibe 59 und je ein nichttransparenter Bereich 82 der Scheibe 59 ein Fenster 83 der Schablone 67 verdunkelt. D.h., in dieser Zuordnung der Scheibe 59 zur Schablone 67 wird kein Licht von der Birne 74 durch die Kombination Scheibe-Schablone zur Fotodiode 79 durchgelassen. Wenn die Scheibe 59 um eine Fensterbreite aus der ersten Stellung heraus in eine zweite Stellung gedreht wird, ist je ein Fenster 81 der Scheibe 59 zu einem Fenster 83 der Schablone 67 und je ein nichttransparenter Bereich 82 der Scheibe 59 zu einem nichttransparenten Bereich 84 der Schablone 67 ausgerichtet. Dadurch ergibt sich ein maximaler Lichtfluß von der Birne 74 zu der Fotodiode.

Es ist offensichtlich, daß, wenn sich die Scheibe 59 dreht, eine weitgehend sinusförmige Änderung der Lichtintensität auftritt, in dem Maße, in dem sich die Fenster aus ihrer Durchlaßstellung durch eine Verdunkelungsstellung durch einen nichttransparenten Bereich und wieder zurück in die mit dem nächsten Fenster fluchtende Durchlaßstellung bewegen. Es ist ferner offensichtlich, daß beim Überstreichen dieses Drehwinkels entsprechend der Änderung der Lichtintensität ein elektrisches Signal einer vollen Wellenlänge von der Fotodiode erzeugt wird. D.h., wenn z.B. 1000 Fenster 81 und 1000 nichttransparente Bereiche 82 in einem Kreisring auf der Scheibe 59 untergebracht sind, treten 1000 Signal der vollen Wellenlänge bei einer Umdrehung der Scheibe 59, d.h. bei einer Umdrehung der die Scheibe 59 tragenden Welle 37, auf. Bei dem bereits erwähnten Zahlenbeispiel' mit einem Umfang des Meßringes 22 von 100 mm, einem

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Übersetzungsfaktor von 100 : 1 und 1000 Penstern am Umfang der Scheibe werden je 1 mm Weg des Meßgerätes entlang einer Meßfläche 14 1000 Signale der vollen Wellenlänge erzeugt. Jedes Signal der vollen Weglänge durchläuft während seiner Periode zwei mal ein Bezugsniveau (d.h. eine gewählte vorgegebene Spannung), so daß zwei Auegangsimpulse erzeugt werden. Durch die Einstellung der Phasenverschiebung der beiden von den beiden Potodioden erzeugten Signalen wird die Anzahl der Impulse nochmals verdoppelt, so daß je 1 mm Weg 4000 Impulse erzeugt werden. Palis gewünscht, lassen sich in der richtigen Fhasenrelation zu den Penstern weitere Fotosensoren einsetzen, um eine größere Empfindlichkeit zu erhalten.

In der vorangegangenen Beschreibung ist das Zusammenspiel der Fenster mit den nichttransparenten Bereichen so beschrieben worden, als ob die Scheibe und die Schablone je nur ein einziges Fenster und einen einzigen nichttransparenten Bereich besitzen wurden. Tatsächlich wird in der Praxis bevorzugt, daß mehrere Penster und mehrere nichttransparente Bereiche der Schablone mit mehreren Penstern und mehreren nichttransparenten Bereichen der Scheibe zusammenwirken. Diese Anordnung wird bevorzugt, da die Größe des Ausgangssignale s der Fotodiode von der absoluten Lichtintensität abhängt; wenn die Fenster sehr schmal sind, kann das die Fotodiode erreichende Licht für einen optimalen Betrieb zu schwach sein. Relativ breite Fenster, die mehr Licht zur Potodiode durchlassen, wären daher scheinbar zu bevorzugen. Andererseits sollte der fotoelektrische Zerhacker eine große Anzahl von Fenstern eines kleinen Umfangswinkels besitzen, um eine empfindliche Anzeige der Winkelstellung der Welle zu gewährleisten; um eine große Anzahl von Fenstern in einem Kreisring

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auf einer Scheibe kleinen Durchmessers unterzubringen, müssen diese Fenster schmal sein.

Diese sich widersprechenden Forderungen lassen sich erfüllen, wenn sowohl in der Scheibe als auch in der Schablone im optischen Bereich jeder Fotodiode mehrere schmale Fenster vorgesehen werden, d.h. auf dem Lichtweg zwischen der Birne und der Fotodiode. Bei einer exakten Ausrichtung zueinander wirken mehrere Fenster 81 und mehrere nichttransparente Bereiche 82 in der Scheibe mit mehreren Fenstern 83 und mehreren nichttransparenten Bereichen 84 in der Schablone auf die gleiche Art zusammen, wie ein einzeInder Satz von Fenstern und nichttransparenten Bereichen. Auf diese Art läßt sich ausreichend Licht durch mehrere Fenster zu einem Fotosen-Bor bringen, um ein starkes Ausgangssignal zu erhalten. Dabei durchläuft die Lichtintensität jedesmal eine volle Periode, wenn sich die Scheibe um den Winkelabstand zwischen zwei benachbarten Fenstern dreht, ohne daß Winkelgenauigkeit geopfert werden muß.

Wenn bei der beschriebenen Anordnung einer Schablone und einer Scheibe eine kollimierte Lichtquelle verwendet wird, können die transparenten und die nichttransparenten Bereiche der Scheibe und der Schablone gleich breit sein und die Anzahl der Fenster pro Bogeneinheit kann bei der Scheibe und der Schablone gleich sein. Se ißt jedoch etw%schwierig von einer praktischen Lichtquelle kollimiertes Licht zu erhalten, insbesondere dann, wenn der optische Weg zur Erzielung geringer Gerätedimensionen kurz sein muß. Wenn das Licht nicht kollimiert ist, divergieren (oder konvergieren) die Lichtstrahlen, so daß gleichförmige Reihen von Fenstern und nichttransparenten Bereichen der Scheibe und der Schablone in weitgehend der gleichen Ebene liegen

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müßten, um ein funktionsgerechtes Zusammenwirken der Fen-Bter und der nichttransparenten Bereiche, d.h. ein vollständige β öffnen und Schließen der fenster, zu gewährleisten.

Die Anordnung der Fenster, der Scheibe und der Schablone in der gleichen Ebene ist praktisch unmöglichj selbst eine sehr dichte Anordnung führt gerätetechnisch zu einer nennswerten Schwierigkeit, da zwischen der sich bewegenden Scheibe und der feststehenden Schablone beträchtliche Reibungskräfte auftreten, die durch das Übersetzungsverhältnis verstärkt werden und dadurch einen Schlupf zwischen dem Meßgerät und der Meöflache bewirken können. Sie Reibung zwischen der Scheibe und der Schablone hat ferner einen beträchtlichen Verschleiß dieser Elemente zur folge und führt schnell zu einer Zerstörung der kleinen nichttransparenten Bereiche und fenster, so daß eine exakte Zerhackung des Lichtes nicht mehr gewährleistet ist.

Erfindungsgemäß wird daher eine einfache Anordnung vorgeschlagen, mit der sich eine gute Zerhackung des Lichtes einer nichtkollimierten Lichtquelle erreichen läfit. Biese Anordnung ist in flg. 5 schematisch dargestellt. Sie Maske 67 ist vor der Birne 74 an dem Ring 66 befestigt. Sie Scheibe 59 ist in einem Abstand B parallel zur Schablone 67 angeordnet. Sie fotodiode 79 ist der Birne 74 gegenüber auf der gegenüberliegenden Seite der Schablone 67 und der Scheibe 59 angeordnet, so daß das Licht der Birne 74 die Schablone 67 und die Scheibe 59 passieren muß, bevor es die fotodiode 79 erreicht. Ser Glühfaden 77 der Birne 74 ist in fig. 5 schematisch als Rechteck dargestellt. Wie bereits erwähnt, sollte die Haupterstreckungsrichtung des Glühfadens 77 parallel zur Mittellinie der Bohrung 76 im Gehäuse, d.h. normal zur Ebene der Schablone 67, liegen. Bei dieser Anordnung kann

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unterstellt werden, daß der Glühfaden 77 einen in einem Abstand A von der Schablone 67 liegenden Wirkungemittelpunkt besitzt. Der Abstand zwischen der Fotodiode 79 und der Scheibe 59 ist für die Punktion des Zerhackers nicht von Bedeutung; er sollte jedoch so kurz wie möglich sein, um die Lichtverluste des Systems minimal zu halten.

Zur Bestimmung der Fenster-Geometrie kann der Glühfaden 77 gemäß Fig. 5 als Rechteck betrachtet werden, ohne daß gegenüber einem wirklichen Glühfaden nennswerte Unterschiede auftreten. Da das Licht des Glühfadens 77 divergiert, muß die Anzahl(M) der Fenster 83 in der Schablone 67 pro Bogeneinheit größer sein als die Anzahl (N) der Fenster 81 in der Scheibe 59. Diese Forderung ergibt sich aus der Tatsache, daß der von den divergierenden Strahlen eingeschlossene Winkel konstant ist und die Entfernung von der Lichtquelle zunimmt, so daß die gleiche Anzahl der Fenster in einer größeren Entfernung von der Lichtquelle sich über einen größeren linearen Abstand erstreckt.

Die Anzahl M der transparenten Bereiche 83 je Bogeneinheit in der der Lichtquelle näher gelegenen Schablone 67 ist durch die Formel M == N (B/A + 1) bestimmt. Dabei ist N die Anzahl der Fenster 81 pro Bogeneinheit in der von der Lichtquelle weiter entfernteren Scheibe 59, B der Abstand zwischen der Schablone 67 und der Scheibe 59 und A der Abstand zwischen der Schablone 67 und dem Wirkungsmittelpunkt des Glühfadens 77 der Birne 74.

Bei einer Konstruktion dieser Art ist vorzugsweise die Breite der transparenten Fenster 81 der Scheibe 59 gleich der Breite der dazwischenliegenden nichttransparenten Bereiche 82. (In Fig. 5 sind die Fenster und

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die nichttransparenten Bereiche quer zu ihrer größten Abmessung dargestellt, d.h. der schematische Schnitt gemäß Fig. 5 läuft entlang des Umfanges eines Kreises durch die Fenster. Es ist ferner offensichtlich, daß der verwendete Ausdruck "Breite" tatsächlich die Winkelbreite der Fenster und nichttransparenten Bereiche betrifft, da diese Keilform besitzen.) Dadurch, daß die Breite der Fenster und der nichttransparenten Bereiche gleich ist, können 50 # des Lichtes die Fenster frei passieren, während die restlichen 50 & von den nichttransparenten Bereichen der Scheibe zurückgehalten werden.

Von den äußeren Kanten des Glühfadens 77 lassen eich nun Strahlenwege zu den Kanten der Fenster 81 der Scheibe 59 ziehen. Es ist zu beachten, daß in Fig. 5 zwei Stellungen der Scheibe 59 dargestellt sind. Im oberen Teil der Fig. 5 ist die Scheibe 59 in einer Position dargestellt, in der die nichttransparenten Bereiche 82 der Scheibe 59 mit Fenstern 83 der Schablone 67 und die nichttransparenten Bereiche 84 der Schablone 67 mit Fenstern 81 der Scheibe 59 fluchten, so daß jeglicher Lichtdurchfluß gesperrt ist. Im unteren Teil der Fig. 5 fluchten die Fenster 81 der Scheibe 59 mit Fenstern 83 der Schablone 67 und die nichttransparenten Bereiche 82 der Scheibe 59 mit nichttransparenten Bereichen 84 der Schablone 67, so daß ein maximaler Lichtdurchlaß durch die Fenster 81 und 83 gegeben ist. Die in Fig. 5 eingezeichneten Strahlenwege zwischen den äußersten Kanten des Glühfadens 77 und den Kanten der Fenster 81 der Scheibe 59 bestimmen die Geometrie der Fenster 83 der Schablone 67.

Im unteren Teil der Fig. 5 verläuft ein Strahlenweg von der unteren Kante jedes Fensters au der von diesem Punkt aus sichtbaren obersten Kante des Glühfadens 77·

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Auf gleiche Weise läuft ein Strahlenweg von der oberen Kante jedes Fensters zu der von dieses Punkt aus sichtbaren untersten Kante des Glühfadens 77. Diese beiden Strahlenwege schneiden sich irgendwo «wischen der Scheibe 59 und des Glühfaden 77 in einen Punkt.

Sa nur zwischen diesen beiden Strahlenwegen befindliches Licht die Fenster 81 der Scheibe 59 passieren kann, Bossen die zugeordneten Fenster 83 der Schablone 67 nur so breit sein, wie der Abstand zwischen den Strahlenwegen in der Schablonenebene 67· Bei der dargestellten Anord- " nung sind die Fenster 83 der Schablone 67 darher schnuller als die Fenster 81 der Scheibe 59* DeageBäß sind die nichttransparenten Bereiche 84 der Schablone 67 breiter als die nichttransparenten Bereiche 82 der Scheibe 59. Bei dieser Anordnung passiert all das ein Fenster 83 der Schablone 67 passierende Licht das zugeordnete Fenster 81 der Scheibe 59» wenn die beiden Fenster 83 unü 81, wie im unteren Teil von Fig. 5 dargestellt, Miteinander fluchten.

Wenn die Scheibe 59 üb die Breite eines Fensters 81 (oder eines nichttransparenten Bereiches 82) gedreht A

(d.h. in Fig. 5 verschoben) wird, erreicht sie die Ib oberen Teil von Fig. 5 dargestellte Stellung. In dieses Fall dunkelt der nichttransparente Bereich 82 der Seheibe 59 all das das Fenster 83 der Schablone 67 passierende Licht ab. Ebenso verhindert der nichttransparente Bereich 84 der Schablone 67 jeden Lichtdurchtritt durch dl· Fenster 81 der Scheibe 59. Das ist deswegen der Fall, weil die Fenster 81 und die nichttransparenten Bereiche 82 der Scheibe 59 gleich breit sind, so dad Symmetrie zwischen der Ganz-Offen-und der Qmnz-Geschloeeen-Stellung herrscht. Bs ist ferner offensichtlich, da? infolge der Breitengleichheit der nicht-

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transparenten und der transparenten Bereiche der Scheibe 59 die IntensitätBänderung des die Fenster passierenden Lichtes eine volle symmetrische Welle durchläuft, wenn sich die Scheibe 59 an der Schablone 67 vorbeidreht. Biese Anordnung lädt einen Abstand zwischen der Scheibe 59 und der Schablone 67 zu, so daß sie selbst dann nicht aneinander reiben, wenn eine nichtkollimierte Lichtquelle verwendet wird.

Es ist offensichtlich, daß die durch die Formel M=N (B/A +1) ausgedrückte Beziehung der Anzahl der Fenster pro Bogen- bzw. Längeneinheit nicht nur für eine vor einer Schablone rotierende Scheibe gilt, sondern auch auf eine Anordnung von zwei linear angeordneten, in linearer Richtung relativ zueinander bewegbaren Fensterreihen anwendbar ist. Se ist ferner offensichtlich, dafi sich die Funktionen der Schablone und der Scheibe relativ zur Entfernung von der Lichtquelle vertauschen lassen, d.h. die der Lichtquelle näher gelegene Fensterreihe wird bewegt, während die der Lichtquelle ferner gelegene Fensterreihe feststeht. Die Wirkung des Fotosensors ist in beiden Fällen weitgehend, gleich.

Ein optimaler Lichtdurchlass wird dann erreicht, wenn in der von der Lichtquelle entfernter angeordneten Reihe die Breite der Fenster und der nichttransparenten Bereiche gemäß Fig. 5 gleich ist. In der näher an der Lichtquelle angeordneten Reihe sind vorzugsweise die Fenster relativ schmalerund die nichttransparenten Bereiche relativ breiter als in der entfernteren Reihe. Bei einer solchen Anordnung ergibt eich ein maximaler Lichtdurchlass durch die miteinander fluchtenden Fenster; wenn eine Reihe relativ zur anderen Reihe verschoben wird, werden die Fenster gerade vollständig verdunkelt. Bei jeder anderen Anordnung let, wenn die

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Fenster miteinander fluchten, der Durchlass des auf die Reihe fallenden Lichtes geringer als 50 %, oder aber das Licht wird nicht vollständig abgedunkelt, wenn die beiden Reihen relativ zueinander verschoben werden.

Obwohl vorzugsweise in der von der Lichtquelle entfernteren Fensterreihe die Fenster und die nichttransparenten Bereiche gleich breit sind und in der anderen Reihe die Fenster relativ schmaler und die nichttransparenten Bereiche relativ breiter sind, läßt sich auch ein funktionsfähiges System zusammenstellen, bei dem die Fenster und die nichttransparenten Bereiche in beiden Reihen {

gleich breit sind, oder aber ein System, bei dem die Fenster und die nichttransparenten Bereiche beider Reihen ungleich breit sind. Einige dieser Systeme können am Ausgang der Fotodioden brauchbare, jedoch weitgehend nichtsinusförmige Wellenformen bei einem geringeren als dem maximalen Lichtdurchlass erzeugen. Eine angenähert sinusförmige Änderung der Lichtintensität oder zumindest eine symmetrische Änderung der Lichtintensität wird definitiv bevorzugt.

Da die Ausgangswelle der Fotodiode symmetrisch ist, ist es mit einer einzelnen Fotodiode nicht möglich, festzustellen ob sich die Scheibe im Uhrzeigersinn oder im Ge- " genuhrzeigersinn dreht. Sofern nur ein individueller Fotosensor betroffen ist, geht das Licht nur an und aus und erzeugt dabei eine Serie von Impulsen: in .jeder vollen Periode zwei Impulse (einen für Aus und einen für An). Um zu unterscheiden, ob die Drehung im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn erfolgt, sind bei der erfindungsgemäßen bevorzugten Ausführungsform zwei Fotodioden 79 und zwei Lichtquellen 74 vorgesehen. Zwischen Jeder Birne und der zugeordneten Fotodiode liegt ein Schablonen- und ein Scheiben-Sektor mit je mehreren Fenstern. Der

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einer Fotodiode zugeordnete Schablonen- und Scheiben-Sektor ist am Umfang der Scheibe gegenüber dem der anderen Fotodiode zugeordneten Schablonen- und Scheiben-Sektor versetzt. Bei einer bevorzugten Ausführungeform sind die beiden Fotodioden entlang der Feneterreihe der Scheibe gemäß Fig. 4 um einen Winkel von 30 ° versetzt; d.h. von einer Linie durch den Scheibenmittelpunkt und durch den Mittelpunkt einer Fotodiode und einer durch den Scheibenmittelpunkt laufenden Normalen zur Sehne zwischen den Fotodioden wird ein Winkel von ungefähr 15 ° eingeschlossen. Bei anderen Ausführungsformen können andere Winkelabstände gewählt werden; bevorzugt wird jedoch ein relativ kleiner Winkelabstand zwischen den beiden Fotodioden, um, wie nachfolgend detailliert beschrieben, eine exakte Einstellung der Fenster relativ zueinander zu ermöglichen.

Wie bereits erwähnt liefert der Ausgang jeder Fotodiode 79 eine symmetrische Welle. Wenn nun der Zerhacker 39 exakt eingestellt ist, sind die Wellensignale der beiden Fotodioden gemäß Fig. 6 um 90 ° phasenverschoben, so daß sich eine Drehriehtungsbestimmung durchführen läßt. Diese Art der Schaltung, bei der die beiden Signale um 90 ° phasenverschoben sind, wird üblicherweise als "Quadraturschaltung" bezeichnet und zur Richtungsbestimmung verwendet.

Gemäß Fig. 6 ist der angenähert sinusförmige Auegang jeder Fotodiode 79 auf einen separaten, den Stand der Technik gemäßen Impulsumformer 86 geschaltet. Der Iapulsumformer 86 formt die Sinuewelle in eine Rechteckwelle um. Die verwendeten Impulsumformer 86 sind vorzugsweise separat einstellbar, so daß eich die relativen Ein- und Aus-Zeiten der beiden Rechteckwellen weitgehend gleich lang einstellen lassen. Da die Ein-

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gangs-Sinuswelle der Impulsumformer 86 um 90 ° phasenverschoben sind, sind die Rechteckwellen an den Aubgängen der Impulsumformer 86 ebenfalls um 90 phasenverschoben. Die Rechteckimpulse der beiden Impulsumformer 86 wirken auf einen dem Stand der Technik gemäßen Aufwärts- und Abwärts-Zähler 87» der die Phasenverschiebung der Rechteckwellen ermittelt und demgemäß entweder aufwärts oder abwärts zählt, um die Drehung der Scheibe und damit den Weg des Meßgerätes entlang einer Meßfläche zu verfolgen.

Der Ausgang des Aufwärts- und Abwärts-Zählers 87 wirkt ™ vorzugsweise auf ein dem Stand der Technik gemäßes Anzeigegerät 88, das sich an einer vom Maschinenoperateur bequem einzusehenden Stelle anbringen läßt. Als Anzeigegerät 88 läßt sich jedes beliebige Gerät der vielen handelsüblichen mechanischen oder elektronischen Anzeigegeräte einsetzen; es hat sich jedoch gezeigt, daß unter Werkstattbedingungen numerische Zählröhren oder "Nixie"-Lichter am geeignetsten sind. Falls gewünscht, läßt sich der Zählerausgang zur dauerhaften Registrierung der durchgeführten Messungen auf ein Registriergerät schalten.

Wie bereits erwähnt, erzeugt jede volle Welle jedes Fotosensors zwei Ausgangsimpulse. Diese Impulse dienen zum Bin- und Aus-Schalten der Rechteckwelle. Die Winkel- (bzw. Weg-) Auflösung des Zerhackers wird durch die Gesamtanzahl der Impulse pro Umdrehung bestimmt, daher werden die Bin- und Aus-Impulse beider Fotosensoren gezählt. Falls gewünscht, läßt sich eine größere Winkelauflösung ohne Vergrößerung der Anzahl der Fenster in der Reihe durch eine Vergrößerung der Anzahl der Fotosensoren und Birnen erreichen, wenn die Phasenverschiebung richtig eingestellt wird, um

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eine weitere Vergrößerung der Anzahl der Impulse zu ,erhalten. Wenn z.·. drei Fotosensoren eingesetzt werden, müßten sie um 60 bzw. 120 phasenverschoben sein, um 50 % mehr Impulse aK .wei Fotosensoren zu liefern. Die Schwierigkeit der Einstellung der Phasenverschiebung zwischen den Fensterreihen der Schablone und der Scheibe wächst mit steigender Anzahl der Fotosensoren.

Die Einstellung der elektronischen Impulsumformer 86 gewährleistet, daß die Ein- und Aus-Zeiten aller Rechteckimpulsfolgen gleich sind. Diese Einstellung verschiebt jedoch nicht die Phasenverschiebung der Impulse zweier Ausgangskanäle relativ zueinander; diese Phasenverschiebung hängt ausschließlich von der Phasenverschiebung der auf die Eingänge der Impulsumformer 86 wirkenden Impulse ab. Daher läßt sich die Phasenverschiebung nur dadureh einstellen, daß die Fenster der Schablone mechanisch so positioniert werden, daß die Fenster der Schablone mit den Fenstern der Soheibe sinngemäß derart vor den beiden Fotodioden zur Deckung kommen, dafl die beiden Signalwellen sich in Quadratur befinden. Eine solche Quadratureinstellung wird durch eine translative Verschiebung der Fenster der Schablone in einer Richtung normal zu der die beiden Fotodioden verbindenden Sehne erreicht. Gleichzeitig muß eine Translation in der normalen zur ersten Translationsrichtung verhindert werden.

Der Grund, warum eine solche Verstellung der Position der Fenster der Schablone relativ zu den Fenstern der Scheibe eine Änderung der Phasenlage zur Folge hat, ist aus Fig. 7 ersichtlich. Fig. 7 zeigt schematises eine in einem erfindungsgemäßen Zerhacker eineetzbar· bevorzugte Ausführungsform einer Schablone 90, die jedoch zum Zweck der Erläuterung vereinfacht dargestellt ist. Die Schablone 90 besitzt auf jeder Seite An. YUh-

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rungen 92 anliegende Ebenen 91, die eine seitliche Translation der Schablone 90 verhindern, jedoch eine Translation der Schablone 90 in einer Richtung entlang der Ebenen 91 ,z.B. mit Hilfe einer Schraube 93,zulassen.

Zur Illustration der Punktion der Schablone 90 sind auf der Mittellinie der Schablone 90 zwei Fenster 94a und 94b als radiale sich weitgehend normal zu den Ebenen 91 erstreckende Schlitze dargestellt. Hinter der Schablone 90 ist eine drehbare Scheibe (nicht dargestellt) angeordnet; zwei Scheibenfenster 96a und 96b befinden sich auf der Mittellinie in ungefähr der gleichen Stel- ^ lung wie die Fenster 94a und 94b. Die Scheibenfenster 96 sind gegenüber den Schablonenfenstern 94 derart versetzt, als ob der Mittelpunkt der Scheibe in Fig. 7 um eine halbe Fensterbreite nach oben geschoben worden wäre.

Wenn die hinter der Schablone 90 versteckte Scheibe mit dem gemäß Fig. 7 angeordneten Fenstern 96a und 96b im Uhrzeigersinn gedreht wird, nimmt die Intensität des durch das Fensterpaar 94a und 96a dringenden Lichtes in dem Maße ab, in dem die nichttransparenten Bereiche progressiv die Fenster verdunkeln, d.h. die Fenster fluchten nicht mehr miteinander. Gleichzeitig nimmt die Licht- " intensität des Fensterpaares 94bund 96b bu, da kontinuierlich eine größere Fensterfläche freigegeben wird. D.h. die Fenster 94a und 96a sind gegenüber den Fenstern 94b und 96b phasenverschoben.

Wenn der Mittelpunkt der Schablone 90 in Fig. 7 z.B. ait Hilfe der Schraube 93 nach oben bewegt wird, lassen sich die Fenster 94a und 96a gleichzeitig mit de» Fenstern 94b und 96b exakt zur Deckung bringen. So auegerichtet sind die beiden Fensterpaare in Phase, wenn

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z.B. die Scheibe im Uhrzeigersinn gedreht wird, nimmt die Lichtintensität beider Fensterpaare gleichsinnig zu oder ab.

Auf diese Weise läßt sich durch eine Verschiebung des Mittelpunktes der Schablone relativ zum Mittelpunkt der Scheibe in einer Richtung normal zu einer die Fenster verbindenden Linie mit Hilfe der Schraube 93 die Phasenlage der beiden Fensterpaare relativ zueinander auf jeden gewünschten Wert einstellen. So muß z.B., um die Fenster aus einer Position, in der sie exakt in Phase sind, in eine Position zu schieben, in der sie um 90 phasenverschoben sind, die Schablone um den Betrag einer halben Fensterbreite verschoben werden.

Wenn die Fenster sehr schmal sind, ist, wenn die Fenster gemäß Fig. 7 auf dem Durchmesser der Schablone und der Scheibe angeordnet sind, eine sehr präzise Einstellung der Schablonenposition erforderlich, um eine sehr präzise Phasenlage der Fenster zu erzielen. Bei einer typischen Ausführungsform sind die Fenster ungefähr 0,02 mm breit, so daß eine Verschiebung von 0,01 mm eine Phasenverschiebung von 90 ° ergibt. Diese Einstellung der Phasenlage mit der gewünschten Präeision ist in der Praxis schwierig. Daher ist bei einer bevorzugten AusfUhrungsfora die Schablone mit 2 Fenstern 97a und 97b ausgerüstet, die in einem geringen Winkelabstand D (z.B. 15 °) su beiden Seiten der Iranslationsrichtung der Schablone, d.h. in einem großen Winkelabet and C von dem durch die Fenster 94a und 94b lautenden Durchmesser, angeordnet sind.

Wenn die Schablone 90 eit Hilfe der Schraube 93 verschoben wird, werden die Fenster 97a und 97b auf die bleiche Weise relativ zu zugeordneten Fenstern (nicht

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dargestellt) der unter der Schablone 90 liegenden Scheibe verschoben, wie die Fenster 94 und 96. Wenn die Fenster 97 mit Fenstern einer darunter liegenden Scheibe exakt in Deckung sind, sind sie in Phase. Wenn z.B. die Schablone 90 in Fig. 7 nach unten verschoben wird, läuft die Phase des einen Fenstersatzes 97a nach und die Phase des anderen Fenstersatzes 97b vor.

Der Vorteil der Anordnung der Fenster 96a und 97b in einem großen Winkelabetand C von dem Durchmesser bzw. in einem kleinen Winkelabotand D von der Translationsrichtung ist offensichtlich, wenn man sich vergegenwärtigt, daß die für eine Phasenverschiebung von 90 ° erforderliche Verschiebung der Schablone 90 um einen dem Sinus des kleinen Winkels D umgekehrt proportionalen Faktor gegenüber der für die Fensterpaare 94 und 96 erforderlichen Verschiebung vergrößert wird. Wenn z.B. der Winkel D ungefähr 15 ° beträgt, ist für eine Phasenverschiebung von 90 elektrischen Graden für die Fenster 97a und 97b eine Verschiebung erforderlich, die um das vierfache größer ist als die erforderliche Verschiebung für die Fenster 94a und 94b. Da für die gleiche Phasenverschiebung eine wesentlich größere translative Verschiebung erforderlich ist,,läßt sich eine exakte Einstellung einer Phasenverschiebung von 90 ° zwischen den beiden Signalen leichter erreichen.

Da der translative Weg zur Erzielung einer gewünschten Phasenverschiebung dem Sinus des Winkels zwischen dem Fenster und der Translationsrichtung umgekehrt proportional ist, ist es zweckmäßig die Fenster in einer Richtung zu verschieben, zu der dieser Winkel klein ist, und eine Verschiebung in einer Richtung, zu der dieser Winkel groß ist, zu verhindern. In Fig. 7 wird daher eine Verschiebung entlang des zwischen den Pen-

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stern 97a und 97o liegenden Durchmessers bevorzugt, da der Winkel D nur unge^'hr Ib ° beträgt. Bei diesem Winkel ist zur Erzielung einer gewünschten Phasenverschiebung ein translativer Weg des Fensterringes und der Schablone in einer Normalrichtung zu der zwischen den Penstern liegenden Sehne erforderlich, der das Vierfache des in einer Richtung, parallel zur Sehne erforderlichen Translationsweges beträgt. Durch die Verhinderung von Translationsbewegungen parallel zur Sehne werden ungewollte Änderungen der Phasenlage vermieden. Oder anders ausgedrückt, die Translationsbewegung in der bevorzugten Richtung gestattet die Einstellung der Phasenlage mit einer vierfachen Genauigkeit gegenüber einer Translationsbewegung einer Richtung normal zur bevorzugten Translationsrichtung.

Wenn die Schablone in allen Richtungen translativ bewegungsfrei wäre, wurden sich bei der Einstellung einer gewünschten Phasenlage zusätzliche Schwierigkeiten dadurch ergeben, daß Schiefstellungen der Fenster der Schablone relativ zu den Fenstern der Scheibe auftreten könnten.Dies ist ein sehr ernsthaftes Problem, da solche Schiefstellungen die Symmetrie der auf die Fotosensoren wirkenden Wellenform zerstören. Wenn die Symmetrie der Wellenform verloren geht, sinkt die Meßgenauigkeit des Drehwinkels. Durch diese Schiefstellungen werden ferner die Fenster, daran gehindert, ihre Vollofen- und Vollgeschloesen-Positionen zu erreichen; dadurch wird die Differenz zwischen der Aus- und der Ein-Lichtintensität verringert.

Wenn für eine größere Winkelempfindlichkeit 3 Fenster und Fotosensoren eingesetzt werden, wird das dritte Fenster vorzugsweise auf der Normalen zu der Sehne zwischen den beiden Fenstern 97a und 97b angeordnet; d.h.

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mittig zwischen den beiden Fenstern 97a und 97b. Bei dieser Anordnung ändert eine Translationsbewegung der Schablone entlang der durch das Fenster laufenden Geraden die Phasenlage des Fensters nicht. Die Phasenlagen der zu beiden Seiten angeordneten Fenstern 97a und 97b werden jedoch gegensinnig verschoben; die Phasenlagen aller drei Fenster lassen sich so leicht einstellen. Es ist offensichtlich, daß Translationsbewegungen der Schablone in einer Normalrichtung zur durch das mittlere Fenster laufenden Geraden unbedingt verhindert wer- ä den müssen.

Gemäß Fig. 7 führt die Schablone 90 Translationsbewegungen in einer Normalrichtung zur Sehne zwischen den beiden Fenstern 97a und 97b aus; Translationsbewegungen in einer Richtung parallel zu dieser Sehne werden verhindert. Ferner treten keine Drehungen der Schablone auf. Es ist jedoch offensichtlich, daß die Scheibe Drehbewegungen ausführt, ohne die Phasenlage der Fenster zu verändern. Daraus folgt, daß Drehbewegungen der Schablone relativ zu den Fenstern die Phasenlage der Fenster ebenfalls nicht beeinflussen. Auf dieser Basis wird erfindungsgemäß eine einfache Mechanik zun Ausrichten der Schablone für eine gewünschte Phasenlage vorgeschlagen.

Fig. 4 zeigt teilweise geschnitten einen Grundriß der in der Ausführungsform gemäß Fig. 2 eingesetzten Schablone 67 und des die Schablone 67 tragenden Ringes 66. Der Ring 66 und die Schablone 67 sind oberhalb der Schei be 59 und des Gehäuseunterteiles 51 angeordnet. Wie bereits erwähnt ist die Schablone 67 mit Fenstern 83 und nichttransparenten Bereichen 84 ausgerüstet, die oberhalb zweier mit Abetand zueinander angeordneter Bohrungen 78 im Gehäuseunterteil 51 angeordnet sind. Durch die Boh-

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rungen 78 dringt Licht von 2 Birnen zu 2 Fotodioden (in Fig. 4 nicht dargestellt). Die Bohrungen 78 sind je um ungefähr 15 ° gegenüber einem zur Verbindungseehne der Mittelpunkte der beiden Bohrungen 78 normalen Durchmesser versetzt.

Ferner ist auf der den Bohrungen 78 gegenüberliegenden Seite des Ringes 16 auf dem mittig zwischen den Bohrungen 78 verlaufenden Durchmesser eine Bohrung 72 angeordnet. Gemäß Fig. 2 steht ein exentrischer Nocken 69 (in Fig. 4 nicht dargestellt) mit der Bohrung 72 im Eingriff. Der Ring 66 ist ferner mit einem Paar einander gegenüberliegender nach innen gerichteter ebener Flächen 99 ausgerüstet. Die ebenen Flächen 99 sind parallel zu dem mittig zwischen den Bohrungen 78 verlaufenden Durchmesser angeordnet. Sin Paar an dem Gehäuseoberteil 52 (in Fig. 4) befestigter zylindrischer Stifte 100 steht mit den beiden ebenen Flächen 99 im Eingriff. Die Stifte 100 können als Nocken und die ebenen Flächen 99 als Nockenführungen betrachtet werden. Diese Anordnung gestattet Translationsbewegungen des Mittelpunktes des Ringes 66 in einer Richtung entlang des mittig zwischen den Bohrungen 78 verlaufenden Durchmessers und verhindert Translationsbewegungen des Mittelpunktes des Ringes 66 in einer Normalrichtung zu diesem Durchmesser. Diese Anordnung der ebenen Flächen 99 und der Stifte läßt ferner begrenzte Drehungen des Ringes 66 ua seinen Mittelpunkt zu.

Gegenüber der beschriebenen Anordnung der ebenen Flä chen 99 und der Stifte 100 sind verschiedene modifi- * zierte Aueführungsformen möglich, die Translationen in einer Richtung zulassen und Translationen in einer lor-■alriehtung dazu verhindern. Z.B. kennen die Stifte an dem Ring befestigt und die ebenen Flächen la Oehaue·

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vorgesehen sein; oder aber bei einer Ausführungsform, bei der sich die Welle der Scheibe nicht durch die Schablone erstreckt, kann ein zentraler Stift in einem Langloch vorgesehen sein der die gleiche Wirkung erzielt. Wenn ein Stiftepaar und ein Flächenpaar verwendet wird, werden sie vorzugsweise in einem nennenswerten Abstand zueinander angeordnet, um Drehbewegungen der Schablone ohne Neigung zum Pestfressen zu verhindern.

Zum Verschieben des Ringes 66 wird der Stift 68 (Pig.2) gedreht, so daß der mit der Bohrung 72 im Eingriff stehende exzentrische Nocken 69 dem der Bohrung 72 benachbarten Teil des Ringes weitgehend entlang eines Kreisbogens bewegt. Durch die Führung der Stifte 100 und der ebenen Flächen 99 führt der Mittelpunkt des Ringes 66 unter dem Einfluß dieser Bewegung nur eine translative Bewegung in einer Richtung aus; ebenso wird die Drehung des Ringes 66 um seinen Kittelpunkt gestattet. Durch diese Bewegung wird gemäß Fig. 7 die Phasenlage der Fenster 83 und der nichttransparenten Bereiche 84 der Schablone 67 relativ zu den Fenstern 81 und den nichttransparenten Bereichen 82 der Scheibe 59 vor den Bohrungen 78 eingestellt. Diese Einstellung der Phasenlage läßt sich leicht dadurch ausführen, daß gemäß Fig. 2 die Bolzen 53 gelockert werden, der exzentrische Nocken 69 verdreht wird, bis der Ring 66 in eine der gewünschten Phasenlage entsprechende Position gebracht worden ist, und anschließend die die beiden Gehäusehälften 51 und 52 zusammenhaltenden Bolzen 53 wieder angezogen werden, so daß der Ring zwischen den Gehäusehälften 51 und 52 eingeklemmt und in seiner Position fixiert wird.

Sine besonders vorteilhafte erfindungsgemäße Anordnung zur Freigabe von Translationsbewegungen in einer Richtung und zur Verhinderung von Translationsbewegungen in

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einer Normalric cung dazu und zur Freigabe von Drehbewegungen der Schablone ist Fig. 8 dargestellt. Gemäß Fig. 8 ist in einem Gehäuse 45 ein kreisförmiger Ring 46 angeordnet, der eine Schablone (nicht dargestellt) trägt. Der Ring 46 ist mit öffnungen 47 ausgerüstet, durch die Licht den Ring passieren kann. Eine Bohrung 48 steht mit einem Exzenter (nicht dargestellt) im Eingriff. Die Innenseite des Gehäuses 45 ist mit einem Paar einander gegenüberliegender ebenen Flächen 49 ausgerüstet, die dicht an der Außenseite des Ringes 46 anliegen. Die Flächen 49 gestatten Translationsbewegungen des Ringes 66 in einer Normalrichtung zur Verbindungslinie der öffnungen 47 und ferner Drehbewegungen des Ringes 46 um den Mittelpunkt des Ringes 46. Sie verhindern Translationsbewegungen des Ringes 46 seitlich zur Normalrichtung und haben daher die gleiche Wirkung wie die Stifte 100 auf den Ring 66 gemäß Fig. 4. Die Vorteile der Ausführungsform gemäß Fig. 8 sind: eie ist einfach zu fertigen und zu montieren und besitzt eine große Anlagefläche für den Ring 46, so daß die Möglichkeit des Auftretens von Schäden reduziert wird. Ferner wird die Möglichkeit, daß sich der Ring 46 während des Drehens festfrisst, eliminiert.

Um den fotoelektrischen Zerhacker einzustellen, wird die Scheibe 59 mit einer beliebigen Winkelgeschwindigkeit In Rotation versetzt, so daß die Fotodioden 79 Signale erzeugen, die auf die Impulsumformer 86 wirken.Die Rechteckwellen der Impulsumformer'86 können auf einem Oszilloskop o.dgl.angezeigt und die beiden Impulsumformer 86 einzeln auf übliche Art derart eingestellt werden,daß die Ein- und Aus-Zeiten beider Rechteckwellen gleich sind.Danach wird der exzentrische Nocken 96 gedreht,um den Ring 66 und damit die Fenster 83 der Schablone 67 *u verschieben, bis die gewünschte Phasenverschiebung zwischen den bei-

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den Rechteckwellen erreicht ist. Bs hat eich gezeigt, daß sich eine solche Einstellung mit großer Präzision leicht innerhalb einiger Minuten durchführen läßt. Falls gewünscht kann statt eines Oszilloskops ein automatisches Gerät verwendet werden, das eine größere Phasenempfindlichkeit besitzt, ao daß die Ein- und Aus-Zeiten und die Phasenlage mit größerer Präzision als durch visuelle Beobachtung auf einem Oszilloskop eingestellt werden kann.

Es ist wünschenswert, daß jedes Instrument zur Messung einer Wellenposition diese Wellenposition auch dann exakt anzeigt, wenn die Winkelgeschwindigkeit der Welle sehr ' groß ist. Es hat sich gezeigt, daß, wenn die Fenster eines fotoelektrischen Zerhackers nicht exakt zueinander ausgerichtet und nicht exakt zueinander phasenverschoben sind, das Zählen der Impulse bei sehr hohen Winkelgeschwindigkeiten nicht möglich ist. Diese Tatsache ist durch Unsymmetrien der Wellenformen zu erklären, die von minimalen Differenzen zwischen den Lichtintensitäten in den Ein- und den Aus-Positionen der Fenster erzeugt werden. Auf alle Fälle ist die Grenze der Meßgenauigkeit eher durch die mögliche Exaktheit der Einstellung der Fenster als durch die zugeordnete elektronische Schaltung bedingt. Die elektronische Schaltung kann wesentlich schnei- M lere Impulsfolgen verarbeiten, als infolge der mechanischen Begrenzungen möglich sind.

Bei einem erfindungegemäßen Längenmeßgerät z.B. ist die zulässige Winkelgeschwindigkeit groß genug, um entlang einer Meßfläche Geschwindigkeiten von ungefähr 1500 mm/ see. zuzulassen. Dem Stand der Technik gemäß ist es üb lich, die Phasenlage durch Verschieben einer Schablone mit Hilfe von 4 Schrauben einzustellen, so daß Translationsverschiebungen in allen Richtungen auftreten.

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Dieses Einstellungsverfahren iet äußerst zeitraubend, manchmal werden mehrere Stunden benötigt, um die gewünschte Phasenverschiebung einzustellen. Ferner ist die Präzision so gering, daß durch die zulässige Winkelgeschwindigkeit die Translationsgeschwindigkeit entlang der Meßfläche auf ungefähr 500 mm/see begrenzt wird.

Obwohl nur eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Meßgerätes beschrieben worden ist, sind weitere Modifikationen und Variationen möglich. Z.B. lassen sich andere Mechaniken zum Drehen der die Zerhackerscheibe tragenden Welle verwenden. D.h. der fotoelektrische Zerhacker läßt sich statt des bevorzugten Längenmeßgerätes auch mit anderen Geräten koppeln. Bei einigen Ausführungeformen erfindungsgemäßer Längenmeßgeräte läßt sich statt des beschriebenen Zerhackers zur Messung der Wellenposition eine lineare Anordnung von Fenstern verwenden. Es ist ferner offensichtlich, daß die elektrischen Signale des fotoelektrischen Zerhackers auf die verschiedensten Arten verarbeitet werden können, so daß der Ausgang z.B. statt der Wellenpositionen Winkelgeschwindigkeiten oder Winkelbeschleunigungen anzeigt. Die mechanischen Einzelheiten der Schabloneneinstellmechanik lassen sich auf die verschiedensten Arten modifizieren und variieren. Abweichungen der Fensterkonfiguration von den radialen, länglichen, keilförmigen Schlitzen sind möglich. Die Fenster lassen sich z.B. in einem Schachbrettmuster in Verbindung mit mehreren Fotosensoren anordnen. Ferner kann eine Scheibe mit mehreren konzentrischen Fensterringen ausgerüstet werden, denen entsprechende Fenster in einer Schablone zugeordnet sind, so daß in einem Meßgerät verschiedene Winkelempfindlichkeiten und eulässige Winkelgeschwindigkeiten kombiniert sind.

Bei einer weiteren modifizierten AuefUhrungsform sind

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die Fenster der Schablone vor dem einen Fotosensor anders positioniert als vor dem anderen Fotosensor. D.h. in einem Sektor der Schablone ist die Fensterreihe entlang des Umfangsbogens uia einen Betrag verschoben, der einer Phasenverschiebung der Lichtintensität von 90 ° entspricht. Bei dieser Ausführungsform sind die beiden Fotosensoren ohne jede Einstellung um ungefähr 90 ° phasenverschoben; ein Einstellnocken läßt sich zur Feineinstellung verwenden, um eine exakte Phasenverschiebung zu erhalten.

Die Erfindung besteht also in folgendem: ein Rad eines Längenmeßgerätes steht reibungsschlüssig mit einer Oberfläche im Eingriff, entlang der Längenmessungen vorzunehmen sind. Eine Welle verbindet das Geberrad mit demjenigen Teil eines fotoelektrischen Zerhackers, der eine Anzeige von Intervallschritten des Geberradweges liefert. Der Zerhacker besitzt eine auf der Welle befestigte Scheibe mit mehreren in einem Kreisring nahe der Peripherie der Scheibe angeordneten Fenstern, die mit nichttransparenten Bereichen alternieren. In einer geringen Entfernung von der Scheibe ist eine Schablone mit einem Kreiering ähnlicher Fenster angeordnet. Ein Leuchtbirnenpaar und ein Fotosensorenpaar ist auf gegenüberliegenden Sei- ^ ten des Schablonen-Scheiben-Satzes angeordnet. Jeder Fotosensor empfängt das durch verschiedene Gruppen mehrerer Fenster der Schablone und der Scheibe dringende Licht. Wenn die Scheibe rotiert tritt eine weitgehend symmetrische Änderung der Lichtintensität auf. Die Birnen bilden eine nichtkollimierte Lichtquelle geringer Ausdehnung i die Schablone ist der Lichtquelle näher angeordnet, als die Scheibe. Die Schablone besitzt pro Winkeleinheit eine größere Fensterzahl als die Scheibe, so daß ein nichtkollimierter Lichtstrahl auch dann erfolgreich ser- hackt wird, wenn die Schablone und die Scheibe mit Abstand zueinander angeordnet sind. Sie Schablone ist an

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einem Ring befestigt, ''sr mit Hilfe eines Exzenters verschiebbar und so geführt ist, daß er nur Winkelbewegungen um seinen Mittelpunkt und Translationsbewegungen entlang einer Normalrichtung zu einer die beiden Potosensoren verbindenden Sehne ausführt. Dadurch ist die Phasenlage der Eingangssignale der beiden Fotosensoren leicht und mit großer Präzision einstellbar. Die präzise Einstellung der Phasenlage und die exakte Fertigung der Schablone und der Scheibe gewährleisten auch bei sehr hohen Winkelgeschwindigkeiten brauchbare Ausgangssignale des Zerhackers.

Mit dem Wort "Zerhacker" ist in der Beschreibung und den Ansprüchen ein "chopper" bezeichnet, um deutlicher zu machen, daß die Meßwerte durch unterbrochenes Abtasten gewonnen werden.

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Claims

ANSPRÜCHE

1. Längenmeßgerät mit einem Gehäuse, Vorrichtungen zum Befestigen des Gerätegehäuses an einem ersten Körper, einem drehbar im Gerätegehäuse gelagerten Geberrad mit einem Umfangsteil einer bekannter. Länge, von dem ein Segment aus dem Gerätegehäuse herausragt, so daß es sich mit einem zweiten relativ zum ersten Körper in einer Richtung in der Ebene des Geberrades bewegbaren Körper Λ

zum Eingriff bringen läßt, einer in dem Gerätegehäuse gelagerten Welle, das Geberrad und die Welle verbindende Bewegiings-Verstärkungs-Vorrichtungen, die die Welle in Abhängigkeit von dem Geberrad mit einer höheren Drehzahl als das Geberrad antreiben, und einem mit der Welle gekuppelten optischen Anzeiger, gekennzeichnet durch eine mit der Welle (37) verbundene und mit der Welle (37) rotierende Schablone (59) mit mehreren sich radial erstreckenden, in einer kreisringförmigen Reihe konzentrisch zur Schablone (59) angeordneten und mit nichttransparenten Bereichen (82) alternierenden Fenstern (81); durch eine im Gerätegehäuse (10) befestigte Schablone (67) mit mehreren sich radial erstreckenden, in % einem Kreisring des gleichen Radius¹ wie die Fenster " (81) auf der Schablone (59) den Fenstern (81) benachbart angeordneten und mit nichttransparenten Bereichen (84) alternierenden Fenstern (83) ; durch eine in dem Gerätegehäuse ("!O) angeordnete erste nichtkollimierte Lichtquelle (74) und einen ersten im Gerätegehäuse (10) angeordneten Fotosensor (79), der relativ zur ersten Lichtquelle (74) so angeordnet ist, daß das Licht zwischen ihnen durch die Fenster (83, 81) eines ersten Teiles (97a) der Schablone (67) und eines ersten Teiles (97a) der Schablone (59) dringt; durch eine zweite in dem Gerätegehäuse (10) angeordnete nichtkollimierte

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Lichtquelle und einen zweiten im Gerätegehäuse (10) angeordneten Fotosensor (79), der relativ zur zweiten Lichtquelle (74) so angeordnet ist, daß das Licht zwischen ihnen durch einen zweiten Teil (97b) der Fenster (83) der Schablone (67) und einen zweiten Teil(97b) der Fenster (81) der Schablone (59) dringt, wobei der zweite Teil (97b) der Fenster (83, 81) um einen Winkel gegenüber dem ersten Teil (97a) der Fenster (83, 81) versetzt ist und die Anzahl der näher an den Lichtquellen (74) angeordneten Fenster (83) pro Bogeneinheitslange gegenüber der Anzahl der näher an den Fotodioden (79) angeordneten Fenstern (81) pro Bogeneinheitslange abweicht, so daß nicht-kollinierte, vorzugsweise divergierende Lichtstrahlen gleichzeitig durch mehrere benachbarte Fenster (81, 83) beider Schablonen (59, 67) dringen.

2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der näher an den Fotodioden (79) angeordneten Fenster (81) gleich der Breite der näher an den Fotodioden (79) angeordneten nichttransparenten Bereichen (82) ist; und daß die Breite der näher an den Lichtquellen (74) angeordneten Fenster (83) von der Breite der näher an den Lichtquellen (74) angeordneten nichttransparenten Bereiche (84) abweicht.

3. Meßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Lichtquellen (74) einen beheizten Glühfaden (77) besitzt, dessen Länge größer ist als seine Breite und der so ausgerichtet ist, daß die größere Länge normal zur Ebene der Schablone (67) angeordnet ist; und daß der Wirkungsmittelpunkt des Glühfadens (77) in einem Abstand A von der Schablone (67) und die Schablone (59) auf der der Lichtquelle (74) abgekehrten Seite der Schablone (67) in einem Abstand B von dieser angeordnet ist; und daß die Anzahl der Fenster (83) pro Bogeneinheitslange der Schablone (67) M « N (B/A + 1) ist, wenn N die Anzahl der Fenster (81) pro Bogeneinheitslange der Schablone (59) ist.

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4. Meßgerät nach einem der Ansprüche 1-3, gekennzeichnet durch Vorrichtungen (68, 69) zum translativen Verschieben des Bogenmittelpunktes der transparenten Bereiche (83) der Schablone (67) in einer Normalrichtung zur Verbindungslinie zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil (97a, 97b) der Fenster (83) der Schablone (67); durch Vorrichtungen (99, 100; 49) zum Verhindern von Translationsbewegungen des Bogenmittelpunktes der Fenster (83) der Schablone (67) in einer λ Normalrichtung zur Richtung der translativen Verschiebung; und durch Vorrichtungen (69) zum Verdrehen der Schablone (67) relativ zur Schablone (59) um den gemeinsamen Mittelpunkt.

5. Meßgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen (68, 69, 72) zum translativen Verschieben aus einem mit seiner Achse normal zur Ebene der .'chablone (67) angeordneten Stift (68), einem exzentrischen Nockenteil (69) des Stiftes (68) und einer mit der Schablone (67) verbundenen und mit dem Nokkenteil (69) im Eingriff stehenden Nockenberührungsflache (72) bestehen; und daß die Vorrichtungen (99, 100, 49) zum Verhindern von seitlichen Translationsbewegungen aus einem auf einer durch den Bogenmittelpunkt der Fenster (83), parallel zu einer Verbindungslinie zwischen dem ersten und dem zweiten Fotosensor (79) verlaufenden Geraden im Gerätegehäuse befestigten Stiftepaar (100) und einem mit der Schablone (67) verbundenen, zur Verbindungslinie der Stifte (100) normalen und im führenden Eingriff mit den Stiften (100) stehenden Paar paralleler Führungsebenen (99) bestehen.

6. Meßgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen (68, ...) zum translativen Ver-

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schieben aus einem exzentrischen Nocken (69) und einer mit der Schablone (67) verbundenen und mit dem Nocken (69) im Eingriff stehenden Nockeneingriffsfläche (72) bestehen; und daß die Vorrichtungen (99, 100, 49) zum Verhindern von seitlichen Translationsbewegungen aus einem Paar normal zur Verbindungslinie zwischen dem ersten und dem zweiten Fotosensor (79) angeordneter paralleler Führungsflächen (49) des Gehäuses (10, 45) und einem mit der Schablone (67) verbundenen und mit den Führungsflächen (49) im Eingriff stehenden kreisförmigen Teil (46) bestehen.

7. Meßgerät nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der näher an den Lichtquellen (74) angeordneten Fenster (83) pro Bogeneinheitslänge größer ist als die Anzahl der näher an den Fotodioden (79) angeordneten Fenster (81) pro Bogeneinheit.

8. Meßgerät nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche jedes transparenten Bereiches (83) der näher an der Lichtquelle (74) angeordneten Schablone (67) relativ kleiner ist als die Fläche der benachbarten nichttransparenten Bereiche (84)' der näher an der Lichtquelle (74) angeordneten Schablone (67)

9. Meßgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche jedes transparenten Bereiches (81) der entfernter von der Lichtquelle (74) angeordneten Schablone (59) gleich der Fläche jedes benachbarten nichttransparenten Bereiches (82) der entfernter von der Lichtquelle (74) angeordneten Schablone (59) ist.

10. Meßgerät nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiteSchablone (59) aus einer mit

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Abstand zu der ersten Schablone (67) angeordneten Scheibe besteht; daß die transparenten Bereiche (83, 81) und die nichttransparenten Bereiche (84, 82) der ersten Schablone (67) und der Scheibe (59) sich radial von einem weitgehend gemeinsamen Mittelpunkt weg erstrecken; und daß die Scheibe (59) drehbar in ihrer Ebene gelagert ist.

11. Meßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Lichtquelle (74) und der zweite Fotosensor (79) auf entgegengesetzten Seiten der ersten und der zweiten Schablone bzw. Scheibe (67, 59) angeordnet sind, so daß zwischen ihnen ein zweiter Teil (97b) der transparenten Bereiche (83, 81) der ersten und der zweiten Jchablone (67, 59) liegt, der von dem ersten zwischen der ersten Lichtquelle (74) und dem ersten Fotosensor (79) liegenden Teil (97a) der transparenten Bereiche (83, 81) der ersten und der zweiten Schablone (67, 59) derart entfernt liegt, daß mit ihm die Bewegungsrichtung der Scheibe (59) bestimmbar ist.

12. Meßgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hälfte (D) des von dem ersten und dem zweiten Teil (97a, 97b) der vor den Fotosensoren (79) liegenden transparenten Bereiche (83, 81) eingeschlossenen Winkels erheblich geringer ist als das Komplement (C) der einen Hälfte (D) des eingeschlossenen Winkels.

13. Meßgerät nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch Vorrichtungen (91, 92, 93; 68, 69, 72, 99, 100; 48, 49) zum Verschieben der ersten Schablone (67) relativ zur Scheibe (59) zum Einstellen der Phasenlage des ersten zwischen der ersten Lichtquelle (74) und dem

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ersten Fotosensor (79) liegenden Teiles (97a) der transparenten Bereiche (81, 83) und des zweiten zwischen der zweiten Lichtquelle (74) und dem zweiten Fotosensor (79) liegenden Teils (97b) der transparenten Bereiche (81, 83).

14. Meßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen (91, ...) zum Einstellen der Phasenlage aus Einrichtungen (93, 96, 48) zum translativen Verschieben des Mittelpunktes des Ringes transparenter Bereiche (83) der ersten Schablone (67) in einer Normalrichtung zur Verbindungslinie zwischen dem ersten und dem zweiten Teil (97a, 97b) transparenter Bereiche (83) der Schablone (67), aus den Einrichtungen (91, 92, 99, 100; 49) zum Verhindern von translativen Bewegungen des Mittelpunktes des Ringes transparenter Bereiche (83) der ersten Schablone (67) in einer Normalrichtung zur Richtung der translativen Verschiebung, und aus den Einrichtungen (69) zum Drehen der ersten Schablone (67) relativ zur Scheibe (59) um den c,'emeinsamen Mittelpunkt bestehen.

15. Meßgerät nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen (91, ...) zum Einstellen der Phasenlage aus dem Paar mit Abstand zueinander auf einer durch den Mittelpunkt der Scheibe (59) laufenden und zu einer Verbindungslinie des ersten und des zweiten Fotcsensors (79) parallelen Geraden angeordneter Stifte (100), aus dem Paar zur Verbindungslinie der Stifte (100) normaler, paralleler, ebener Flächen (99), die mit der ersten Schablone (67) verbunden sind und im führenden Eingriff mit den Stiften (100) stehen, und aus dem exzentrischen Nocken (69) mit einem Nockenteil bestehen, der wit der ersten Schablone (67) derart in Eingriff steht, daß er die translative Verschiebung und die begrenzte Drehung der ersten Schablone (67)

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16. Meßgerät nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen (91 ...) zum Einstellen der Phasenlage aus Montageeinrichtungen (45) für die mit einem kreisförmigen Teil ausgerüstete erste Schablone (67), aus dem Paar feststehender paralleler, mit dem kreisförmigen Teil im Eingriff stehender,ebener Flächen (49), und aus Einrichtungen (48) zum translativen Verschieben des kreisförmigen Teiles in einer Richtung parallel zu den ebenen Flächen (49) bestehen.

17. Meßgerät nach den Ansprüchen 2-16, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der transparenten Bereiche bzw. Fenster (83) der ersten Schablone (67) relativ kleiner ist als die Breite der nichttransparenten Bereiche bzw. Fenster (84) der ersten Schablone (67).

18. Meßgerät nach einem der Ansprüche 1 - 17, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Verhindern von Translationsbewegungen des Mittelpunktes des Kreisbogens der trans— lativ verschiebbaren Fenster (83) in einer Richtung normal zur Richtung der translativen Verschiebung und zur Freigabe einer begrenzten Drehung der ersten Fenster

(83) relativ zu den zweiten Fenstern (81) um den Mittelpunkt des Kreisbogens der translativ verschiebbaren Fenster (83).

19. Meßgerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (99, 100; 49) zum Verhindern von seitlichen Translationsbewegungen aus einem Paar bogenförmiger Oberflächen (46) mit weitgehend normal zu einer Parallelen zu der mittig zwischen den Lichtquellen (74) und den Fotodioden (79) und durch den Mittelpunkt des Kreisbogens laufenden Geraden verlaufenden Tangenten und aus einem Paar paralleler, zu der Verbindungs-

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linie zwischen den bogenförmigen Oberflächen (46) normaler und mit den bogenförmigen Oberflächen (46) im führenden Eingriff stehender Führungsflächen (49) bestehen, und daß die bogenförmigen Oberflächen (45) mit den Fenstern (83) und die Führungsflächen (49) mit den anderen Fenstern (81) verbunden sind.

20. Meßgerät nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (99, 100; 94) zum Verhindern von seitlichen Translationsbewegungen aus einem mit den ersten Fenstern (83) verbundenen Nocken,und einer mit den zweiten Fenstern bzw. der Scheibe (59) verbundenen Nockenführung enthalten, die aus einem Paar paralleler Flächen besteht, welche eine Gerade durch den Mittelpunkt des Bogens und parallel zur Verbindungslinie zwischen den Lichtquellen (74) und den Fotodioden (79) normal schneiden.

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