DE2530163C3 - - Google Patents
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/262—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with optical projection of a pointer or a scale
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- G—PHYSICS
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- G12B—CONSTRUCTIONAL DETAILS OF INSTRUMENTS, OR COMPARABLE DETAILS OF OTHER APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G12B11/00—Indicating elements; Illumination thereof
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Description
Die Erfindung betrifft eine optische Meßeinrichtung zur Lagebestimmung zweier Objekte, bestehend
aus einem Maßstab, einer Beleuchtungseinrichtung und einer stark vergrößernden, kurzbrennweitigen
Abbildungsoptik, die sich mit konstantem Abstand zur Teilungsebene des Maßstabes direkt an diesem
abstützt und mit der ein Teilungsabschnitt des Maßstabes auf einen ortsfesten Ableseindex abgebildet
wird.
Bei derartigen optischen Meßeinrichtungen wird vielfach die Verwendung stark vergrößernder, kurzbrennweitiger
Abbildungsoptiken angestrebt. Die Verwendung derartiger Abbildungsoptiken ist aber
problematisch. Wegen deren geringer Schärfentiefe bewirken nämlich bereits geringe Abstandsschwankungen
zwischen der Abbildungsoptik und der l"eilungsebene
des Maßstabes Unscharfen in der Abbildung. Die Forderung nach hoher Abbildungsgüte
bedingt daher nicht nur eine hohe Qualität in der Optik,
sondern auch eine hohe Präzision in der beteilieten
& Mechanik.
Ϊ Aus der CH-PS 398 Ü98 ist es bei einer optischen
f Meßeinrichtung bereits bekannt, daß sich die Abbil-
dungsoptik bzw. deren TrägeΓköφer über Gleitschuhe
direkt an der Teilungsfläche des Maßstabes
-, abstützt. Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, daß
ι- der Arbeitsabstand zwischen der Abbildungsoptik
' und der Teilungsfläche des Maßstabes stets konstant
bleibt. Als Nachteil dieser optischen Meßeinrichtung ist anzusehen, daß durch den geringen Arbeitsabstand
zwischen der Abbildungsoptik und dem Maßstab eine Reinigung dieser Baugruppen nur schwer möglich sein
wird. Außerdem besteht die Gefahr, daß im rauhen Werkstattbetrieb eier Maßstab eine Beschädigung erfährt.
Der weiteren Erhöhung der Genauigkeit steht die gleichzeitig steigende Störanfälligkeit der bekannten
Bauform entgegen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine optische Meßeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen,
die sich durch höhere Genauigkeit auszeichnet und die trotzdem störunanfällig und kostengünstig herstellbar
ist.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß sowohl der Maßstab als auch die Abbildungsoptik
mit ihrem Trägerkörper in einem allseitig geschlossenen Hohlkörper gekapselt sind, der in einer Wand
über eine nachgiebige Dichtung verfügt, durch die ein Mitnehmer hindurchragt, der über eine bewegliche,
in Meßrichtung spielfreie Kupplung am Trägerkörper angekoppelt ist, wobei der Beleuchtungsstrahlengang
ins Innere des Hohlkörpers und der Abbildungsstrahlengang aus dem Hohlkörper auf eine am Mitnehmer
angebrachte Mattscheibe durch diesen Mitnehmer hindurch geführt ist, und daß die Abbildungsoptik
bzw. deren Trägerkörper an Hilfsführungsflächen im Hohlkörper geführt ist.
Zusätzliche, die Erfindung weiter ausgestaltende Merkmale findei, sich in den Unteransprüchen.
Die optische Meßeinrichtung nach der Erfindung bietet folgende wesentliche Vorteile:
1. Hohe Genauigkeit bei kleiner kompakter Bauform,
2. besonders leichte Handhabung, da der Meßwert ohne Verstellung irgendwelcher Bauteile sofort
ablesbar ist,
3. konstruktiv einfacher Aufbau und somit kostengünstige Herstellung möglich,
4. unkomplizierte Montage der Meßeinrichtung an der Maschine, da die Meßeinrichtung im werksseitig
optimal justierten Zustand angeliefert wird,
5. vielseitige Anwendbarkeit, u. a. wegen der Unabhängigkeit von Maschinenführungen,
6. keine Verschmutzung und Beschädigung der empfindlichen Baugruppen (Maßstab/Optikteüe)
möglich,
7. Möglichkeit zur Vollwerteinstellung.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht der optischen Meßeinrichtung nach der Erfindung,
Fig. 2 eine Draufsicht auf Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 2, Fig. 4einenSchnitt nach det Linie C-D der Fig. 1, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie E-F der Fig. 4. Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie G-H der Fig. 4. Im Ausführungsbeispie! ist mit der Positionsnummer 1 das Ableseeer ; und mit 2 die den "■' !ΐ·ΐ·'' Λ tragende Baueinheit bezeichnet. Das Abiesegerät 1 und die Baueinheit 2 sind an einem Maschinenbett bzw. Maschinenschlitten befestigt. Die Baueinheit 2 besteht zweckmäßig aus einem stranggezogenen AIu-
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 2, Fig. 4einenSchnitt nach det Linie C-D der Fig. 1, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie E-F der Fig. 4. Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie G-H der Fig. 4. Im Ausführungsbeispie! ist mit der Positionsnummer 1 das Ableseeer ; und mit 2 die den "■' !ΐ·ΐ·'' Λ tragende Baueinheit bezeichnet. Das Abiesegerät 1 und die Baueinheit 2 sind an einem Maschinenbett bzw. Maschinenschlitten befestigt. Die Baueinheit 2 besteht zweckmäßig aus einem stranggezogenen AIu-
> miniuin-Hohlkörper 4 und einem Glasmaßstab 3, der
im Hohlkörper 4 durch Kleben befestigt ist. Der biegesteife Hohlkörper 4 ist mittels biegsamer, dachförmig
angeordneter Dichtlippen 5/6 verschlossen.
Bei der am Maßstab 3 aufgebrachten Teilung sind
> im Ausführungsbeispiel die »Zehntel-Intervalle« beziffert. Die Fig. 2 zeigt ein vollständiges Bild der benutzten
Teilung Tim Ablesefeld LdesGerätes 1. Die Ablesemöglichkeit in Zahlen beträgt demnach
»0,1 mm«, durch unbezifferte Teilstriche »0,01 mm«.
■ Der Ablesewert am Index J beträgt genau 220,2 mm.
Am Hohlkörper 4 ist auch noch eine Grobteilung Tc vorgesehen, die an einem Index J1. des Gerätes 1
abgelesen werden kann.
Die Abbildungen eines Teilungsausschnittes des Maßstabes 3 erfolgt mittels eines kurzbrennweitigen
Objektivs 7, das an einem Trägerkörper 8 angebracht ist (Fig. 3). Das Objektiv 7 besitzt eine sehr hohe
Vergrößerung (50fach). Der Objektivträger 8 stützt sich über reibungsarme Gleitschuhe 9 direkt auf der
Teilungsfläche des Glasmaßstabes 3 ab. Dadurch ist sichergestellt, daß der durch die kurze Brennweite des
Objektivs 7 bedingte sehr geringe Arbeitsabstand zwischen dem Objektiv 7 und der Teilungsfläche des
Maßstabes 3 stets konstant ist. Am Trägerkörper 8 sind auch noch Laufrollen (Kugellager) 10 vorgesehen,
über die sich dieser am Hohlkörper 4 abstützt.
Der Trägerkörper 8 ist über eine insgesamt mit 11 bezeichnete spielfreie Kupplung (Fig. 4) an dem als
Mitnehmer ausgebildeten Bauteil 1 angekoppelt. Der Mitnehmer 1 durchdringt die Dichtlippen 5/6 und besitzt
in diesem Abschnitt einen schwertförmigen Querschnitt (Fig. 6). In dem gegenüber dem Hohlkörper
4 vorspringenden Bereich ist der Mitnehmer 1 als Gehäuse 12 ausgebildet. Im Gehäuse 12 Miid die
Beleuchtungseinrichtung 21, Umlenkspiegel 16 u. 17. eine Mattscheibe 18, eine Ableselupe 19 (Fig. 5) sowie
die mechanischen Teile der Baugruppe 20 für die Vollwerteinstelluug untergebracht. Die Beleuchtungseinrichtung
21 enthält eine Lampe 13 und einen Kondensor 14. Das die vorgenannten Teile aulnehmende
Gehäuse 12 ist mittels eines Deckels 22 verschlossen.
Im Gehäuse 12 befindet sich ein Durchbruch 23 für den Beleuchtungsstrahlengang, ein Durchbruch 24
für den Abbildungsstrahlengang und ein Durchbruch 25 für den Winkelhebel 26 der Baugruppe 20. Der
Beleuchtungsstrahlengang ist auf der Rückseite des Maßstabes 3 über Spiegel 27 und 28 umgelenkt. Der
Spiegel 27 ist über einen Halter (nicht dargestellt) am schwertförmigen Abschnitt des Gehäuses 12 befestigt.
Der Spiegel 28 ist zusammen mit einem Kondensor 29 über einen Halter 30 (Fig. 3) am Trägerkörper 8
für das Objektiv 7 angebracht.
Die Kupplung 11 zwischen Objektivträger 8 und Mitnehmer 1 besteht aus einem flachen Verbindungsteil
31, das über ein spielfreies Kugelgelenk 32 am Objektivträger 8 und über ein weiteres Kugelgelenk
33 ar. einem am Mitnehmer 1 angebrachten Winkelhebel 26 angekoppelt ist. Der Mittelpunkt des Kugelgelenkes
32 bzw. 33 liegt in Höhe de; neutralen Faser
des Maßstabes 3. Damit ist sichergestellt, d;.;!i der Objektivträger
8amschwertföiinigcü ΛΙ chnitt des Mitnehmers
1 in Höhe de; ... !raten Faser de* Malista-
lies 3 angekoppelt ist. Durch diese Ankopplung weiden durch Deformationen des Maßstabes 3 hervorgerufene
Fehler kompensiert.
Hine vorgespannte Feder 34. die zwischen dem
Bcfcsli^ungsschaft dos Kugelgelenkes 33 und einer
Bohrung im Verbindungsteil 31 eingebracht ist. bewirkt, daß der Objektivträger 8 sowohl gegen die
!•'ührungsfläche am Glasmaßstab 3 als auch gegen
die Führungsfläche um Hohlkörper 4 gedrückt wird.
Die Baugruppe 20, die eine Vollwerteinstellung ermöglicht, enthält einen Winkelhebel 26, eine Betätigungsschraube
36 sowie eine Feder 37. Der Winkel hebel 26, an dem das Kugelgelenk 33 befestigt is!
ist über eine Drehachse 35 am Mitnehmer 1 schwenk bar gelagert. Die Verstellung des Winkelhebels 26 er
folgt mittels der Schraube 36 gegen die Wirkung de Feder 37. Beim Betätigen der Schraube 36 wird dii
Kupplungsbaueinheit 11 ausgelenkt und der Objek tivträger 8 relativ zur Teilung des Maßstabes 3 ge
ringfügig verschoben, und zwar so weit, bis ein bezif
fertes Teilungsintervall, von dem bei der Messunj ausgegangen werden soll, am Ableseindex J einge
stellt ist.
Hierzu 2 HLu Zeichnungen
Claims (11)
1. Optische Meßeinrichtung zur Lagebestimmung zweier Objekte, bestehend aus einem Maßstab,
einer Beleuchtungseinrichtung und einer stark vergrößernden, kurzbrennweitigen Abbildungsoptik,
die sich mit konstantem Abstand zur Teilungsebene des Maßstabes direkt an diesem
abstützt und mit der ein Teilungsabschnitt des Maßstabes auf einen ortsfesten Ableseindex abgebildet
wird, dadurch ge kennzeich net, daß sowohl
der Maßstab (3) als auch die Abbildungsoptik (7) mit ihrem Trägerkörper (8) in einem
allseitig geschlossenen Hohlkörper (4) gekapselt sind, der in einer Wand über eine nachgiebige
Dichtung (S/6) verfügt, durch die ein Mitnehmer (1) hindurchragt, der über eine bewegliche, in
Meßrichtung spielfreie Kupplung (11) am Trägerkörper (8) angekoppelt ist, wobei der Beleuchtungsstrahlengang
ins Innere des Hohlkörpers (4) und der Abbildungsstrahlengang aus dem Hohlkörper
(4) auf eine am Mitnehmer (1) angebrachte Mattscheibe (18) durch diesen Mitnehmer (1)
hindurch geführt ist, und daß die Abbildungsoptik (7) bzw. deren Trägerkörper (8) an Hilfsführungsflächen
im Hohlkörper (4) geführt ist.
2. Optische Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Teilungsfläche
des Glasmaßstabes (3) sowie an einer etwa rechtwinklig dazu liegenden Fläche des Hohlkörpers
(4) der Trägerkörper (8) für die Abbildungsoptik (7) geführt ist, daß der im Bereich des Hohlkörpers
(4) schlanke, vorzugsweise schwertförmig ausgebildete Mitnehmer (1) zwischen biegsamen,
dachförmig angeordneten Dichtlippen (5/6), die den Hohlkörper (4) verschließen, hindurchgeführt
ist und daß ferner der Mitnehmer (1) in dem gegenüber dem Hohlkörper (4) vorspringenden Bereich
so ausgebildet ist, daß er ein Gehäuse (12) des Ablesegerätes verkörpert.
3. Optische Meßeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper
(8) für die Abbiktungsoptik (7) federnd gegen die Führungsflächen am Glasmaßstab (3)
und Hohlkörper (4) gedrückt wird und sich an der Fiihrungsfläche des Glasmaßstabes (3) über
Gleitschuhe (9), vorzugsweise aus Kunststoff, und an der Fiihrungsfläche des Hohlkörpers (4)
zweckmäßig über Kugellager (10) abstützt.
4. Optische Meßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der biegesteife
Hohlkörper (4) aus Metall, vorzugsweise Aluminium, besteht und daß der Glasmaßstab (3) im
Hohlkörper (4) längsverschieblich befestigt ist.
5. Optische Meßeinrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinrichtung
(21) ini Gehäuse (12) des Mitnehmers (1) vorgesehen ist und daß der Beleuchtungsstrahlengang
durch einen Durchbruch (23) im Mitnehmer (1) ins Innere des Hohlkörpers (4)
geführt ist und im Hohlkörper (4) über Spiegel (27 und 28) umgelenkt ist, die an der der Abbildungsoptik
(7) abgewandten Seile des Maßstabes (3) vorgesehen sind und von denen einer am
schlanken Abschnitt des Mitnehmers (i) und der andere zusammen mit einem Kondensor (29) am
rrcincrkörncr ^8} für die Abbildun°sonrik (7) angebracht
ist und daß ferner der Abbildungsstrahlengang durch einen Durchbruch (24) im Mitnehmer
(1) über einen Umlenkspiegel (16) auf eine im Gehäuse (12) angebrachte Mattscheibe (18)
geführt ist.
6. Optische Meßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die spielfreie
Kupplung(ll)zwischen dem Trägerkörper (8) für die Abbildungsoptik (7) und dem Mitnehmer (1)
eine gelenkartige Baugruppe (31/32/33) ist.
7. Optische Meßeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (11)
aus einem knicksteifen Verbindungsteil (31) besteht, das über ein spielfreies Kugelgelenk (32)
am Trägerkörper (8) für die Abbildungsoptik (7) angekoppelt ist und über ein weiteres Kugelgelenk
(33) am Mitnehmer (1) angekoppelt ist und daß der Kugelmittelpunkt der vorgenannten Gelenke
(32/33) in Höhe der neutralen Faser des Maßstabes (3) liegt.
8. Optische Meßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vollwerteinstellung
das gelenkartige Kupplungselement (11) geringfügig ausgelenkt wird und daß durch
die Auslenkung des Kupplungselementes (11) eine Verstellung des Trägerkörpers (S) für die
Abbildur.gsoptik (7) relativ zur Teilung des Glasmaßstabes
(3) bewirkt wird.
9. Optische Meßeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gelenk (32) der
Kupplung (11) direkt an einem Winkelhebel (26) befestigt ist, der im Gehäuse (12) des Mitnehmers
(1) drehbar gelagert und gegen die Wirkung einer Feder (37) mittels eines Betätigungselementes
(36) geringfügig verstellbar ist.
H). Optische Meßeinrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung
als optimal vorjustierte Baueinheit ausgebildet ist.
11. Optische Meßeinrichtung nach Anspruch 1.
dadurch gekennzeichnet, daß die Teilung des Maßstabes (3) zwischen den bezifferten Teilungsintervaiien
noch unbezifferte Feinteilungen aufweist.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752530163 DE2530163A1 (de) | 1975-07-05 | 1975-07-05 | Optische messeinrichtung |
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AT422976A AT368282B (de) | 1975-07-05 | 1976-06-10 | Optische laengen- oder winkelmesseinrichtung |
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GB2769476A GB1549637A (en) | 1975-07-05 | 1976-07-02 | Optical measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752530163 DE2530163A1 (de) | 1975-07-05 | 1975-07-05 | Optische messeinrichtung |
Publications (3)
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DE2530163A1 DE2530163A1 (de) | 1977-02-03 |
DE2530163B2 DE2530163B2 (de) | 1978-11-09 |
DE2530163C3 true DE2530163C3 (de) | 1979-08-02 |
Family
ID=5950817
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE3602620A1 (de) * | 1986-01-29 | 1987-07-30 | Grob Gmbh & Co Kg | Vorrichtung an laengenmesseinrichtungen fuer werkzeugmaschinen |
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1975
- 1975-07-05 DE DE19752530163 patent/DE2530163A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE2530163A1 (de) | 1977-02-03 |
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