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Meßverfahren zur Messung der Quer- und L§ngsaus-
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dehnung eines Werkstücks und Meßsystem zur Durchführung des Verfahrens
Bei Werkstücken,auf die äußere, statische Kräfte aus vorgegebenen Richtungen (Hauptrichtungen)
einwirken, oder bei denen durch Zwängung die freie thermische Ausdehnung ganz oder
teilweise in entsprechenden Hauptrichtungen behindert ist, besteht das Bedürfnis,
über die Messung der Dehnungen in den Hauptrichtungen und der Temperatur mit Hilfe
der linearen Elastizitätstheorie und bei der Querkontraktionszahl Kenntnis des Elastizitätsmoduls
und des linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten die Hauptspannungen zu ermitteln
und ihre änderungen über lange Zeit zu verfolgen.
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Im einfachsten Fall des einachsigen Spannungszustandes, der z.B.
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bei Schienen eines lückenlos verschweißten Gleises vorliegt, kann
die Längsspannung aus der Längsdehnung und der Querdehnung allein ohne Kenntnis
der den Dehnungen zugeordneten Unterschiede der Umgebungstemperatur berechnet werden.
Weiterhin kann beim einachsigen Spannungszustand aus der Längsdehnung und der Querdehnung
der zugehö-ige Temperaturunterschied berechnet und zur Absicherung der Messung mit
dem Unterschied der direkt gemessenen Temperaturen verglichen werden.
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Im Falle des zweiachsigen Spannungszustandes, wie er sich z.B. an
einer Platte einstellt, können die beiden Hauptspannungen (Längs-und Querspannung)
aus der Längsdehnung, der Querdehnung und den
entsprechenden Temperaturunterschieden
berechnet werden. Eine Kontrollbedingung existiert aber in diesem Falle nicht mehr.
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Es ist ein Verfahren zur Messung der Längs- und Querdehnung bekannt,
bei dem die zu vermessenden Meßmarken mechanisch angetastet werden. Zu dem Meßsystem
gehören vier metal:.ische Meßplatten, die auf dem Schienenfuß befestigt werden und
mit halbkugeligen oder kegeligen Vertiefungen versehen sind. Das Meßgerat besteht
aus einem Rahmen und zwei mit diesem einstückig
ausgebildeten Aufstellsäulen
derart, daß diese Anordnung U-förmig über den Schienenkopf stellbar ist. Am Rahmen
ist ein Handgriff vorgesehen, um das Meßgerät in Meßposition halten zu können.
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Am freien Ende der einen Aufstellsäule ist ein starrer Paß stift vorgesehen,
während an dem anderen Ende ein beweglicher Paßstift anaeordnet ist. Der bewegliche
Paßstift ist mit einem Feirteilungs-Abbild des maßstab mechanisch so verbunden,
daß das/Feinteilungsmaßstabsentsprechend der Verschiebung des beweglichen Paßstiftes
in Gesichtsfeld des Meßokulars eines Meßmikroskops verschoben wird, wenn in der
feste PaBstift>'die eine Vertiefung und der bewegliche Paßstift in die andere
Vertiefung eingreift. Die Vertiefungen stellen die Meßmarken dar. Bei dem bekannten
Meßsystem, bei dem das Gerät von Hand gehalten werden muß, besteht die Möglichkeit,
daß sich der Fahmen und die einstückig mit ihm ausgebildeten Aufstellsäulen in einem
Ausmaß deformieren, welches in die Meßgenauigkeit im Bereich von tim eingeht. Auch
besteht dieMöglichkeit, daß bei Temperaturänderungen sich Eigenspannungen im Rahmen
aufbauen, die die Messungen verfälschen. Da die Vertiefungen selbsl die Meßmarken
darstellen, kann eine Verschmutzung der Vertiefungen oder eine ungleichmäßige Abnutzung
bei wiederholter Messung ebenfalls zur Meßungenauigkeit führen. Auch ist ein einwandfreies
Eirrasten der Paßstifte in die Vertiefungen nicht kontrollie Es ist die Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, ein Meßverfahren anzugeben, bei dem eine höhere Genauigkeit
und Reproduzierbarkeit der Messung möglich ist
Diese Aufgabe wird
dadurch gelöst, daß die Abstände der Meßmarken berührungslos gemessen werden, indem
optische Abbilder der Meßmarken erzeugt und deren Lageänderungen bestimmt werden.
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Die zu vermessenden Meßmarken müssen nicht mehr mechanisch angetastet
werden, so daß das einwandfreie Einrasten von Paßstiften nicht mehr kontrolliert
werden muß und eine ungleihmäßige Abnutzung von Berührflächen nicht mehr zu Meßfehlern
führen kann.
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Die Erfindung richtet sich auch auf ein Meßsystem zur Durchführung
des Verfahrens und geht dabei von dem vorstehend bechriebenen bekannten Meßsystem
aus.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß neben den Meßrrarken in Längsrichtung
und der weiteren Meßmarke, die der einen der beiden Längsmarkierungen in Querrichtung
zugeordnet ist, Vertiefungen mit Abstand zugeordnet sind, daß am Rahmen vier Aufstellsäulen
vorgesehen sind, die paarweise in die den Längsmarken bzw. zugeordneten Längsvertiefungenln
die der einen Leingsmarke und der einen Quermarke zugeordneten Quervertiefungen
eingreifenund daß die optische Meßeinrichtung mindestens zwei M>ßmikroskopkanäle
aufweist derart, daß die Distanz der optischen Achsen der Meßmikroskopkanäle dem
Abstand der Meßmarken t)ezogen auf den nleßbereich entspricht.
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Beimerfindungsgemäßen System dienen die Vertiefungen nicht mehr als
Meßmarken, sondern der Eingriff zwischen den Aufstellsäulen und den Vertiefungen
stellt nur sicher, daß die Meßmarkep im Meßbereich der Meßmikroskopkanäle liegen.
Eine eventuelle Abnutzung
der mechanisch in Eingriff kommenden
Teile oder eine Verschmutzung der Vertiefungen kann zwar zu Verschiebungen der Meßmarken
in den Gesichtsfeldern der Meßmikroskopkanäle führen; bei der Ermittlung der Abstände
zwischen den Meßmarken fallen diese Verschiebungen jedoch wieder heraus und können
somit die Meßgenauigkeit nicht beeinflussen.
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mit Vorzugsweise ist die optische Einheit den beiden wenigstens vorgesehenen
Meßmikroskopkanälen in einem im Rahmen zwangsfrei gelagerten Träger angeordnet,
der die optischen Meßkanäle im vorgegebenen Abstand voneinander hält. Die Aufteilung
des Meßgeräts in einen Rahmen und einen solchen Träger, sowie die zwängungsfreie
Lagerung des Trägers im Rahmen habeeden Vorteil, daß eine Deformation des Rahmens,
z.B. durch unbedachtes Abstützen mit der Hand auf dem Rahmen, keine Verbiegung des
Trägers und damit keine Fehlausfluchtung zwischen den optischen Achsen der Meßmikroskopkanäle
verursacht. Der Träger ist aus einem Material hergestellt, das einen Vergleich zu
dem Material des auszuiressenden Werkstücks kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten
besitzt. Da wie bereits erwähnt aus den gemessenen Dehnungen ein Wert für die Temperaturdifferenz
zwischen zwei Messungen errechnet werden kann und diese mit der tatsächlich gemessenen
Temperaturdifferenz vergleichen werden kann, ergibt sich durch die vernachlässigbare
Ei(Tendehnung des Trägers die Möglichkeit, durch Vergleich der Temperaturbestimmung
aus den Dehnungswerten und der tatsächlichen Temperaturmessung Defekte am Dehnungsmeßgerät
festzustellen. Bei dem bekannten Gerät, bei dem Rahmen und Aufstellsäulen einstückig
miteinander ausgebildet sind und das Meßmikroskop direkt an einer der Aufstellsäulen
befestigt ist,
kann die Eigendehnung nicht vernachlässigt werden.
Es könnnen daher mit ihm keine Einzeldehnungen in Längs- und Querrichtung, sondern
nur Dehnungsdifferenzen fehlerfrei bestimmt werden. Mit dem erfindungsgemäßen Gerät
hingegen können die Dehnungen in Längs- und Querrichtung unabhängig voneinander
unlerfälsçht erfaßt werden. Bei dem bekannten Meßgerät müßte daher zusätzlich stets
die Eigendehnung als Funktion der Temperatui bekannt sein.
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Bei dem bekannten Meßsystenerfolgt in der Optik des Meßmikroskops
eine Vergrößerung um den Faktor 50. Eine höhere Veggrö-Berung ist wegen der Verwendung
des Feinteilungsriaßstabes auch nicht sinnvoll. Bei der optischen Antastung der
Meßmarkep, die vorzugsweise als kleine Diamanteinsenkungen ausgebildet wind, kann
mit 100- bis 200-facher Vergrößerung gearbeitet werden, wodurch die Meßgenauigkeit
empfindlich angehoben werden kann.
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Bei diesen hohen Vergrößerungen wird vorzugsweise jedem Meßmikroskopkanal
ein Auflichtilluminator zugeordnet.
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Weitere Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen des
erfindungsgemäßen Meßsystems. Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Figuren
genau beschrieben werden. Es zeigt: Fig. 1 eine Untersicht auf den im Rahmen gelagerten
Träger zur Darstellung der Zuordnung der Aufstellsäulen zu den Meßmikroskopen und
zur Darstellung der zwängungsfreien Lagerung des Trägers, Fig. 2 eine als Teilschnitt
dargestellte Seitenansicht des Meßgeräts gemäß Fig. 1 mit zwei gesonderten Meßmikroskopen,
Fig.
3 eine Aufsicht und einen Längsschnitt durch ein'nMeßstreifen, Fig. 4 einen Querschnitt
durch Fig. 1 in Blickrichtung der Pfeile 4-4, Fig. 5 eine Aufsicht auf eine Eisenbahnschiene
mit aufgeklebten Me ßstreifen, Fig. 6 eine Darstellung des Trägers bzw. des Distanzstücks
der beiden Meßmikroskope und der zugeordneten Querträger zer Erläuterung der zwängungsfreien
Dreipunktlagerung, Fig. 7 eine Seitenansicht eines vollständig ausgeführten Meßgerätes
gemäß Fig. 1, das quer über die Schiene ngeoi-dnet ist, Fig. 8 das Meßgerät gemäß
Fig. 7 bei Längsanordnung, Fig. 9 eine Seitenansicht des Meßgeräts in Längsanordnung,
Fig. 10 eine Aufsicht auf das Meßgerät in Längsanordnung, Fig. 11 eine Prlnzipschnittdarstellung
der Meßmikroskope für das Gerät gemäß Fig. 1 - 10, Fig. 12 eine perspektivische
Darstellung einer beim Anbringen der aB streifen an der Schiene verwendeten Lehre,
Fig. 13 eine Queransicht der Abdeckeinrichtung und Halterung derselben am Schienenfuß,
Fig. 14 eLne der Fig. 13 entsprechenden Seitenansicht, Fig. 15 e-ne Aufsicht auf
eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßgerätes' wobei jeder Meßmarke
ein Meßmikroskop zugeordnet isto Fig. 16 eLne Untersicht des Gerätes gemäß Fig.
15, Fig. 16a -md 16b Seitenansichten bzw. Teilschnittdarstellungen dzr vier Aufstellsäulen
zur Erläuterung der Bewegungsmöglichkeiten
der am freien Ende
der Aufstellsäulen angeordneten Paß stücke und Fig. 17 eine Prinzipdarstellung einer
weiteren optischen Beobachtungseinheit.
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Anhand der Figuren 1 bis 5 soll zunächst im Prinzip ein Meßverfahren
und ein Meßsystem beschrieben werden, mit deren Hilfe das Ausdehnungsxterhalten
von länglichen Metallwerkstücken - hier in Form einer Eisenbahnschiene - in Längsrichtung
x und in Querrichtung y erfaßt werden können. Genausogut könnte aber auch das Ausdehnungsverhalten
an horizontal angeordneten Platten, z.B.
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bei Brücken erfaßt werden. Auf beiden Seiten des Schienenfußes SF
sind zwei Meßstreifen S1 und S2 befestigt, vorzugsweise verklebt. Als Material für
die Meßstreifen S1 und S2 eignet sich insbesondere metallüberzogener Kunststoff,
wie er z.B. in der Elektronik verwendung findet. Wie aus dem Schnitt durch den Meßstreifen
S1 (vergl. Fig. 3) hervorgeht, sind auf dem Meßstreifen S1 zwei Vertiefungen V1
und V2 an den Enden ausgebildet. Dazwischen liegen Meßmarken El und E2 in Form von
in die Metallschicht eingebrachten Diamanteindrücken.
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Die entsprechenden Vertiefungen und Meßmarken in dem Meßstreifen S2
sind mit V3, v4 und E3, E4 bezeichnet.
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Wie aus der Figuren 1, 2 und 4 ersichtlich ist, sind mindestens zwei
Meßmikroskopkanale erforderlich, die bei der gezeigten Ausführungsform durch zwei
Meßmikroskope M1 und M2 verwirklicht sind.
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Die Meßmikroskope M1 und M2, die mit den Objektiven und Okularen rein
schemEttisch dargesteLlt sind, sind mit ihren Tuben ip einem Distanzstück D gehalten,
z.B. mittels Feststellschrauben.
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Das DistanPstUck D (Träger) ist mittels zweier Querträger 1 und 2,
welche vorzugsweise aus einem Material mit geringem Ausdehnungskoeffizienten
hergestellt
worden sind, in einem Rechteckrahmen R gelagert. Die Querträger 1 und 2 sind mit
dem Rahmen verschraubt. Wie insbesondere aus der Figur 6 ersichtlich ist, erfolgt
über die Querträger 1 und 2 eine zwängungsfreie Dreipunktlagerung des Distanzstückes
D im Rahmen, wobei der Querträger 1 die Funktion eines festen und der Querträger
2 einen x-Richtung längsverschieblichen Auflagers erfüllt. Das Distanzstück D liegt
auf dem Querträger 1 auf zwei Kunststoffwinkeln 3 tnd 4 auf. Beim Querträger 2 liegt
das Distanzstück D mittig auf einer Kunststoffplatte 5 auf, deren Oberfläche vorzugsweise
leicht ballig ausgebildet ist, während eine Kantenführung über Kilnststoffblöcke
6 und 7 erfolgt. Das Distanzstück D wird an dem Querträger 1 mittels zweier Schraubbolzen
8 und 9 niedergehalten, die in zugeordnete Gewindebohrungen 8a und 9a in dem Distanzstück
eingreifen. Ein Paßstift 10 greift durch eine Bohrung 1c Ln dem Querträger 1 in
eine entsprechende Bohrung 10a des Dis--anzstückes D ein, um dieses bezüglich des
Querträgers 1 zu fi:<ieren. Auf dem Querträger 2 wird das Distanzstück D durch
einen Schraubbolzen 11 gehalten, der durch eine sich konisch zu:n Distanzstück D
hin erweiternde Bohrung 2a, die den Querträger 2 ßnd die Kunststoffplatte 5 durchsetzt,
in eine StufenbDhrung 11a in dem Distanzstück D eingreift. Der Bolzen 11 ist so
ausgelegt, daß er mit einem kurzen Gewindeabschnitt in den Bodenabschnitt der Stufenbohrung
11a eingreift. Durch diese Konstruktion erzeugt der Bolzen 11 einerseits die nötige
Kraft zum Niederhalten des Distanzstückes D, andererseits ist eine Längsverschiebung
des Distanzstückes D relativ zum Querträger 2 möglich, indem sich der längliche
Bolzen 11 s-förmig verformt.
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Der für die Blöcke 3,4,6 und 7 und die Platte 5 verwendete Kunststoff
besitzt einen niedrigen Reibungskoeffizienten. Die Kunststoffbauteile 3,4,6 und
7 gestatten ein leichtes Einführen des Distanzstückes D bei der Montage und die
Blöcke 5,6 und 7 lassen eine Gleitbewegung zwischen dem Distanzstück D und dem relativ
zu ihm beweglichen Auflager zu.
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Durch diese Anordnung ist eine zwängungsfreie Dreipunktlagerung des
Distanzstückes D in x-y- und z-Richtung gemäß Figuren 5,7 und 8 gewährleistet.
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Da mittels der beiden Meßmikroskope M1 und M2 das Auswandern der Meßmarken
E1-E4 erfaßt werden soll, wird das Distanzstück D aus einem Material mit sehr kleinem
Wärmeausdehungskoeffizienten gefertigt. Hierfür eignen sich z.B. Invar mit α
= 1,5 x 10-6°C-1 oder Glaske-ramik mit einem Wärmeausdehungskoeffizienten i im '7
-1 Bereich vor 1 x 10-7°C-1. Dieselben Materialien können auch für die Querträger
verwendet werden.
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Auf der Unterseite des Rahmens sind vier Aufstellsäulen Pl, P2, P3
und P4 vorgesehen. Die Aufstellsäulen P1 und P4 liegen in x-Richtung gesehen in
der durch die optischen Achsen der Meßmikroskope aufgebauten Ebene, während die
Aufstellsäulen P2 und P3 jeweils in einer die optische Achse des zugeordneten Meßmikroskops
M1 bzw. M2 enthaltenden Querebene in y-Richtung liegen. An den unteren Enden der
Aufstellsäulen sind halbkugelige Paßstücke PS1, PS2, PS3 und PS4 ausgebildet.
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Der Abstand der optischen Achsen der Meßmikroskope Ml und M2 und der
Abstand der Aufstellsäulen P2 und P3 entspricht in etwa dem Abstand der Diamanteindrücke
El und E2. Der Ausdruck 'in etwa" bedeutet, daß die Meßmarken El und E2 im Meßbereich
der Meßmikroskope liegen.
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Der Abstand der Aufstellsäulen Pl und P4 entspricht dem Abstand der
Vertiefungen Vl - V2.
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Die beiden Meßstreifen S1 und S2 werden so auf der. Schienenfuß aufgeklebt,
daß der Abstand V1 - V3 bzw. V2 - V4 dem Abstand der Aufstellsäulen P2 - P3 entspricht'
d. h. der Abstand der Meßmarken El - E3 entspricht dem Abstand El - E2.
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Selbstverständlich muß für die Streifen S1 und S2 ein Material gewählt
werden, das weich gegenüber dem Material des Werkstücks, d.h. hier der Schiene ist,
um eine Rückwirkung auf das Ausdehnungsverhalten des Schienenstahls zu vermeiden.
Nach dem Aufkleben
können die Streifen S1 und 52 zusätzlich längs
der Linien L1, L2 bzw. L3 und L4 durchschnitten werden, so daß die Diamanteindrücke
El - E4 tragenden Bereiche SB ungehindert die tatsächliche Dehnungsbewegung des
Schienenfußes auf beiden Seiten wiedergeben können.
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Die Streifen können auch aus anderen Werkstoffen gefertigt werden,
z.B. Metallstreifen geeigneten Querschnitts sein. Außerdem können neben dem bereits
erwähnten Verkleben auch andere Befestigungstechniken eingesetzt werden, um die
Meßstreifen mit dem Werkstück zu verbinden. Die Meßmarken können auch direkt in
das Werkstück eingedrückt werden. Es ist auch möglich, die Meßarken auf den Streifen
oder dem Werkstück auf andere Weise zu erZeugen, z.B. durch ?hotoStzen, Bedrucken
oder dergleichen.
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In der Figur 11 ist der Strahlengang bei zwei Meßmikroskopkanälen
in Form getrennter Meßmikroskope aufgeführt, wobeidie Auflichtillumination zunächst
außer Betracht bleiben soll. Das vom Objektiv 12 kommende Licht durchsetzt eine
Meßplatte 13, ehe es durch ein Okular 14 in das menschliche Auge 15 eintritt. Wie
in der Figur lla dargestellt ist, kann die Meßplatte 13 mittels Mikrometerszhrauben
16 und 17 in der Meßebene verfahren werden, so daß mit 1em Meßkreuz 13a die lagemäßige
Änderung des Bildes der Meßmarke E auf dem Meßstreifen S in der Ebene der Meßplatte
erfaßt werden kann. Vor Durchführung der Messung wird die Nullage des Meßkreuzes
13a in beiden Meßmikroskopen M1 und M2 mittels eines Eichmaßstabs absolut kalibriert.
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Ehe nun weitere konstruktive Einzelheiten beschrieben werden, und
11 bis 11a en -soll anhand der Figur 1 bis 5/ein Meßablauf erläutert werden.
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Das Meßgerät kann längs zur Schienenachse x oder quer zur Schienenachse
y aufgesetzt werden. Beim Aufsetzen längs der Schienenachse x - vergl. auch Fig.
9 und 10 - rasten die Paßstücke PS1 und PS4 entweder in die Vertiefungen V1 und
V2 des Meßstreifens S1 oder in die Vertiefungen V3 und V4 ces zweiten Streifens
S2 ein.
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Beim Aufsetzen des Gerätes quer zur Schiene (y-Richtung) können die
Aufstellsäulen P2 und P3 entweder in die Vertiefungen V1 -V3 oder in die Vertiefungen
V2 - V4 eingreifen.
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Durch das Einrasten der Paß stücke PS in die Vertiefungen V ist stets
gewährleistet, daß die als Meßmarken gesetzten Diamanteindrücke E im Mittenbereich
der Gesichts felder der Meßmikroskopkanäle zu liegen kommen.
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In jeder der Aufsetzmöglichkeiten wird durch Verstellung der zugeordneten
Mikrometerschrauben das Meßkreuz in ilberdeckunq mit dem Bild der Meßmarke gebracht
und danach wird die neue Stellung der Mikrometerschrauben abgelesen. Es soll darauf
aufmerksam gemacht werden, daß auch elektronische Meßokulare bekannt sind, bei denen
die Lage des Bildes bezüglich des Meßfixpunktes elektrooptisch erfaßt werden kann.
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Zur Bestimmung der Querdehnung und der Längsdehnung ist an und für
sich je nur eine Aufsetzung in Quer- bzw. Längsrichtung erforderlich. Durch die
doppelte .Aufsetzmöglichkeit sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung können
Dehnungen, deren Ursache eine reine Biegung der Schiene ist, aber herausgemittelt
werden.
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Zusammenfassung: Die zu mecsenden Meßmarken E werden nicht mechanisch
angetastet; die Bestimmung ihrer der jeweiligen Dehnung entsprechenden Lage erfolgt
berührungslos auf optischem Wege. Eventuelle Abnutzung der Enden der Paß stücke
PS bzw. Verschmutzunq der Streifenvertiefungen V bewirken zwar Verschiebungen der
Meßmarken in den Gesichtsfelctern der Meßmikroskopkanäle, die jedoch bei Ermittlung
der Abstände wieder herausfallen und somit ohne Einfluß auf die Meßgenaui<lkeit
sind. Die Aufteilung des Gerätes in Rahmen R und Distanzstiick D>sowie die zwängungsfreie
Dreipunktlagerung des Distanzstückes haben den Vorteil, daß eine Deformation des
Rahmens, z.B. durch ein unbedachtes Abstützen mit der Hand auf dem Rahmen ke:Lne
Verbiegung des Distanzstückes D und damit keine Meßfehler verursacht Die Figuren
7 - 10 zeigen nun ein Gerät gemäß Fig. 1 - 3 mit weiteren sinzelheiten.
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Wie aus der Figur 7, rechts, zu ersehen ist, sind die halbkugeligen
Paßstücke PS3 und PS4 nicht fest an den zugeordneten Aufstellsäulen P3 bzw. P4 befestigt,
sondern in einer Richtung verschieblich. Bei der in der Figur 7 gezeigten Ausführungsform
wird die Verschieblichkeit durch eine schwenkbare Lagerung erzielt. Die Paßstücke
PS3 und PS4 sind in den unteren Enden der zugeordneten Auf-18 stellsäulen P3 bzw.
P4 um zueinander parallele Achsen bzw 19 schwenkbar gelagert. Damit ist das Paßstück
PS3 in seiner Arbeitsstellung gemäß Figur 7 in y-Richtung und das Paßstück PS4 in
Arbeitsstellung nach Figur 8 in x-Richtung verschwenkbar. Damit ist ein Einrasten
der Paßstücke auch bei stark gedehnten bzw. gestauchten Streifen S1 bzw. S2 möglich.
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Da nur ein Paar der Aufstellsäulen P1,P2,P3,P4 sich in Eingriff mit
den Meßstreifen befindet und ein Abstützen oder ein Halten des Geräts von Hand nicht
wünschenswert ist, sind Maßna?men vorgesehen, um das Gerät in den verschiedenen
AufsetzmögLichkeiten an der Schiene zu halten.
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Wie aus den Figuren 9 und 10 besonders deutlich wird, ist zur Sicherung
des Gerätes beim Aufsetzen in Schienenlängsrichtung x an einem Ansatz RA des Rahmens
R ein Schwenkhaken 20 befestigt, der über die von den Aufstellsäulen abgewandte
Seite des Schienenkopfes SK greifen kann. Durch den Ansatz RA ist eine festlegbare
Stellschraube 21 geführt, deren freies Ende auf der Lauffläche des Schienenkopfes
SK auf sitzt. Weiterhin sind seitlich am Rahmen sich horizontal erstreckende Stellschrauben
22 und 23 vorgesehen, die an der den Auf stellschrauben zugewandten Flanke des Schienenkopfes
SK
angreifen. Durch Betätigung der Schrauben 22,23 und 21 ist ein Ausrichten des Meßgerätes
auf die Schiene möglich. Nach Ausrichten des Meßgeräts können die Stellschrauben
durch zugeordnete Kontermuttern festgelegt werden. Der Schwenkhaken ist ebenfalls
durch eine Schraube 24 festlegbar.
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Zur Handhabang des Gerätes sind an dem Rahmen noch seitliche Handgriffe
RH und RH' vorgesehen.
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Beim Aufsetzen des Meßgeräts in Querrichtung rasten die Aufstellsäulen
P2 und P3 jeweils in einem der Streifen ein und das Gerät kann durch Betätigung
der Stellschraube 21 ausgerichtet und gehalten werden.
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Wie aus deri Figuren 7 - 10 und aus der Figur 11 ersichtlich ist,
ist jedem der Mikroskope M1 und M2 ein Auflichtilluminator AI1 und AI2 zugeordnet,
dessen Bau aus der Figur 11 ersichtlich ist. Der AufsichtilLuminator AI besteht
aus einem am Rahmen R befestigten Beleuchtungstubus 25, in dem eine Lichtquelle
26, eine Linse 27 und ein Umlenkspiegel 28 angeordnet sind. Am unteren Ende des
Tubus ist ein seitlicher Ansatz 25a vorgesehen. Diesem seitlichen Ansatz 25a steht
ein entsprechender Ansatz des Mikroskoptubus 29 gegenüber. Da somit Beleuchtungstubus
und Mikroskoptubus voneinandlr getrennt sind, sind die beiden Tuben mechanisch und
thermisch v<>neinander entkoppelt. Im Mikroskoptubus ist ein UmlenkspiegEl
29b mit mittiger Öffnung angeordnet, der das aus dem Beleuchturgstubus 25 kommende
Licht über eine Linse 29c auf das Beobachtungsfeld abbildet.
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Der Beleuchtungstubus ist mit entsprochenden aQühlscalitzen 25b versehen.
In der Figur 8 sind die Stromversorgungskabel K für die Auflichtilluminatoren AI
dargestellt. Den Aufstellsäulen sind Abschirmbleche KT zugeordnet, die die Mikroskoptuben
29 Gegen Stoß und/oder Wärmeeinstrahlung von außen schützen. Vorzugsweise können
die Mikroskoptuben29 ebenfalls aus einem Material geringer Warmeausdehnung gefertigt
werden.
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In der Figur 12 ist eine Lehre 30 dargestellt, die beim Aufkleben
der Meßstreifen S1 und S2 auf den Schienenfuß Verwendung findet.
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Die Lehre besitzt entsprechenden den Aufstellsäulen des Meßgeräts
Aufstellsäulen PL1, PL2, PL3 und PL4 mit entsprechenden aßstücken am unteren Ende.
Eine der Spulen (in Fig. 2 die Säule PL2) ist höhenverstellbar. Dies kann auf einfache
Weise dadurch erreicht werden, daß ein Teil PL2' in den anderen Teil PL2" einschraubbar
ist. Beim Aufkleben der Streifen S1 und S2 wird die Lehre mit ihren Paß stücken
in die Vertiefungen V der Streifen eingerastet. Damit ist gewährleistet, daß die
Streifen bezüglich der Schiene und relativ zueinander eine Lage einnehmen, die der
Lage der Auf stellsäulen des Meßgeräts entspricht.
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Wie aus den Figuren 15,16, 1-6a und 16b ersichtlich ist, kann ein
unter die Erfindung fallendes Meßgerät auch vier Meßmikroskopkanäle M1, M2, M3 und
M4 aufweisen, so daß ein Umsetzen des Geräts in die einzelnen Meßlagen, wie bei
der vorbeschriebenen Ausführungsform nicht mehr erforderlich ist. Bei der in den
Fig.
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15 - 16b gezeigten Ausführungsform ist jeder der Meßmikroskopkanäle
durch ein gesondertes Meßmikroskop verwirklicht. Die Aufstellsäulen
P5,
P6, P7, P8, die mit dem Rahmen R verbunden sind, sind dann vorzugsweise so ausgelegt,
daß P5 kein bewegliches Paßstück besitzt, während das Paß stück zu P6 in y-Richtung
verschwenkbar ist (vgl. Fig. 16a). Das Paßstück zu P 7 ist in x-Richtung verschwenkbar,
während das Paßstück zu P8 in allen Richtungen verschwenkbar ist Das Verschwenken
der Paßstücke zu P6 und P7;kann in der bereits beschriebenen Weise mittels Schwenkachsen
31 bzw. 32 erfolgen, während für die Beweglichkeit des Paßstückes zu P8 ein Kugelgelenk
33 Verwendung finden kann.
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Wie aus der Fig. 17 hervorgeht, braucht zum Aufbau eines jeden Meßmäkroskc>pkanals
kein gesondertes Meßmikroskop vorgesehen zu werden. Be: der in der Fig. 17 gezeigten
Ausführungsform ist nur ein eßokuar mit einer Meßplatte 13' vorgesehen. Die von
den Objektiven 12' bzw. 12'' kommenden Strahlen werden mittel fester Umlenkspiegel
34, 35, 36 umgelenkt. Unter dem Meßokular befindet sich ein Schwenkspiegel 37, so
daß einmal das Bild vom Objektiv 12' oder das Bild vom Objektiv 12'' in das Meßokular
eingeblendet werden können. Es ist auch vorstellbar, daß anstelle des Schwenkspiegels
37 ein teildurchlässiger Spiegel verwendet wird, der gleic zeitig die Bilder beider
Meßmarken in das Meßokular einblendet.
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Eine vergleichbare Strahlführung zu zwei Meßokularen oder auch nur
zu einem einzigen Meßokular hin ist bei der Ausführungsform gemäß Figur 16 auch
möglich. Dabei besteht insbesondere die Möglichkeit, die vier Objektive paarweise
zwei Meßokularen zuzuordnen.
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Um die Meßstreifen an den einzelnen Meßstellen vor Beschädigungen
zu schützen, d.h. insbesondere eine Beeinträchtigung der sehr kleinen Meßmarken
E und eine Zusetzung der Vertiefungen V zu vermeiden, ist vorgesehen, die Meßstreifen
mittels einer Abdeckung, wie sie in den Fig. 13 und 14 dargestellt ist, zu schützen.
Die Abdeckung besteht aus einem Deckbalken 40 und einem Kunststoffpolster 41 das
auf der Oberseite des Mef.streifens S aufliegt und diesen seitlich ebenfalls sichert.
i)i,e Abdeckungen werden durch unter dem Schienenfuß durch einen Spannbolzen 42
zusammengezogene Winkelelemente 43 und 44 bzw. 45 und 46 gehalten. An den oberen
Schenkeln der Winkelelemente sind die Balken 40 derart mittels Schraubbolzen 47
verschraubt, daß das Kunststoffpolster 41 mit vorgegebenem Druck auf die Oberfläche
des Meßstreifens einwirkt.
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