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Vorrichtung zum Messen von Wandstärken Zur Messung der Dicke von Platten
u. dgl. Körpern sind Geräte im Gebrauch, bei denen das sogenannte Komparatorprinzip
insofern bereits verwirklicht ist, als dabei der Tastpunkt eines gegenüber einem
Zeiger verschieblichen Tastorgans, welches eine mit dem Zeiger gepaarte Teilung
trägt, in der Verlängerung der Geraden angeordnet ist, welche der Zeiger bei den
Bewegungen des Tastorgans auf der Teilung beschreibt. Die Führung des Tastorgans
mit dem Zeiger ist dabei mit der Unterlage, auf welcher die Platte bei der Messung
ruht, fest verbunden. Um die Wandstärke verhältnismäßig großer Platten, von langen
Rohren oder anderen ähnlichen- Meßkörpern an jeder beliebigen Stelle messen zu können,
sind Meßgeräte erforderlich, bei denen die Verbindung der Tasterführung mit der
Unterlage des Meßkörpers die Form eines weit ausladenden Bügels hat. Um elastische
Durchbiegungen des Bügels zu vermeiden, die das Meßergebnis fälschen würden, ist
man gezwungen, unerwünscht schwere Bügelkonstruktionen anzuwenden. Dieser Nachteil
ist beim Gegenstande der Erfindung vermieden. Bei der neuen Vorrichtung zum Messen
von Wandstärken wird von zwei die Meßstrecke verkörpernden Tastorganen Gebrauch
gemacht, von denen das eine einen Zeiger und das andere eine Längenteilung trägt
und von denen wenigstens eins in Richtung der Meßstrecke beweglich ist, wobei nach
der Erfindung der Zeiger und die Teilung wenigstens angenähert in der Verlängerung
der Meßstrecke, die durch die beiden Tastpunkte begrenzt ist, angeordnet sind und
wobei ein optisches Beobachtungsgerät zur Bestimmung der relativen Lage des Zeigers
gegenüber der Teilung dient. An Stelle desjenigen Teils des Bügels, welcher die
eigentliche Meßstrecke überbrückt, tritt also beim Erfindungsgegenstande das optische
Beobachtungsgerät, während die Schenkel des Bügels durch körperlose Abbildungsstrahlen
ersetzt sind. Das optische Beobachtungsgerät verkörpert dabei selbst eine Strecke,
beispielsweise den Abstand der Achsen der beiden eintretenden Abbildungsstrahlenbündel,
der in jedem Falle natürlich bekannt ist und bei der Auswertung der Messung berücksichtigt
werden muß. Das geschieht am einfachsten in der Weise, daß man diese Strecke dem
Abstande des Zeigers vom Nullpunkt der Teilung bei einander in den Tastpunkten berührenden
Tastorganen, also bei der Meßstrecke Null, gleichmacht.
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Als einfachstes Beispiel für die Ausführung eines zur Anwendung in
der neuen Vorrichtung geeigneten optischen Beobachtungsgerätes kommt das Fernrohr
in. Frage. Dieses Fernrohr würde mit einer in, seiner Bildebene angebrachten Markenplatte
auszustatten sein, welche zwei Visiermarken trägt, deren Abstand voneinander beispielsweise
dem obengenannten Abstande des Zeigers vom Nullpunkte der Längenteilung für die
Meßstrecke Null zu entsprechen hätte. Ein, solches Fernrohr würde jedoch nur für
einen kleinen Meßbereich brauchbar sein, und es empfiehlt sich deshalb, ein, optisches
Beobachtungsgerät zu benutzen, welches zwei Fernrohre mit parallelen optischen Achsen
enthält,
deren Lagen, durch in den Bildebenen angebrachte Visiermarken
bezeichnet sind. Diese beiden Fernrohre können beispielsweise so auf einem gemeinsamen
Träger fht angebracht sein, daß der Abstand ihrer parallelen optischen Achsen dem
genannten Abstande für die Meßstrecke Null gleicht.
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Durch Vereinigung der beiden Fernrohre in einem einzigen Fernrohre
läßt sich die Vorrichtung in der Weise vereinfachen, daß man das optische Beobachtungsgerät
nur mit einem Fernrohr ausstattet, vor dessen Objektiv ein Strablenvereinigungssystem
geschaltet ist, welches zwei mittels Spiegelsystemen abgelenkte Abbildungsstrahlenbündel
mit vor der Ablenkung parallelen Achsen dem Fern.rohrobjektive zuführt. Da sich
bei diesem Ausbau des Gerätes die beiden Bilder decken, wird man auf die Aubringung
von Visiermarken im Bildfelde des Fernrohrs verzichten und die Messung nach der
Lage des Bildes des Zeigers gegenüber dem Bilde der Teilung vornehmen.
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Die von dem optischen Beobachtungsgerät verkörperte Strecke, d. h.
der Abstand der Achsen der in, das optische Beobachtungsgerät eintretenden Abbildungsstrahlenbündel,
kann eine unveränderliche Größe haben.. Macht man diesen Abstand veränderlich, dann
erzielt riian den Vorteil, den Meßbereich über die Länge der Teilung hinaus erweitern
zu können. Auch kann die Veränderlichkeit des Abstandes zur Berichtigung des Gerätes
benutzt werden und überdies schließlich zur Ausführung von Wandstärkenmessungen
selbst, wobei es genügt, auf jedem der beiden Tastorgane einen Zeiger anzubringen,
wenn die Größe der Abstandsänderungen am optischen Beobachtungsgeräte abgelesen
werden kann.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der Vorrichtung zur Messung
von Wandstärken als Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Abb. i zeigt
in einer schematischen Aufrißansicht das erste Ausführungsbeispiel. Abb. 2 und 3
geben die vom Benutzer der Vorrichtung im optischen Beobachtungsgeräte wahrgenommenen
Bilder wieder. In Abb. q. ist das zweite Ausführungsbeispiel im Mittelschnitt im
Aufriß dargestellt, während in Abb. 5 ein Teil dieses Beispiels in abgeänderter
Form im Seitenriß im Schnitt gezeichnet ist.
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Beim ersten Beispiel (Abb. i bis 3) besteht das optische Beobachtungsgerät
aus zwei Fernrohren i und 2, die mit je einer in der Bildebene angebrachten planparallelen
Glasplatte 3 bzw. q. ausgestattet und so auf einem gemeinsamen Träger 5 befestigt
sind, daß ihre optischen Achsen parallel sind. Zur Vorrichtung gehören weiterhin
zwei in Richtung ihrer Längsachsen beweglich gelagerte Taststifte 6 und 7. Der Taststift
6 trägt einen Zeiger 8, der Taststift 7 eine Längenteilung 9, die so aufgetragen
sind, daß dann, wenn sich die Taststifte 6 und 7 in ihren Tastpunkten berühren,
der Abstand des Zeigers 8 vom Nullstriche der Teilung 9 gleich dem Abstande der
optischen Achsen der Fernrohre i und 2 ist. Die Glasplatte 3 trägt eine die optische
Fernrohrachse bezeichnende Marke =o, die aus zwei Winkeln besteht, zwischen deren
Scheiteln der bezeichnete Punkt liegt. Auf der Glasplatte q. ist die optische Ferurohrachse
durch eine Pfeilspitze =i bezeichnet.
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Um mit dem Geräte eine Wandstärke, beispielsweise die Dicke eines
Bleches i2, zu messen, wird das Blech 12 so zwischen die beiden Taststifte 6 und
7 eingeführt, daß ihre beiden Tastpunkte das Blech =2 an der gewünschten Stelle
in zwei auf einer Senkrechten zur Oberfläche des Bleches 12 gelegenen Punkten berühren.
Der Träger 5 wird parallel zu den Taststiften 6 und 7 aufgestellt und in seiner
Längsrichtung verschoben, bis das Bild des Zeigers 8 im Fernrohre i mit dem durch
die Marke =o auf der Glasplatte 3 bezeichneten Punkte übereinstimmt. Alsdann. gibt
im Fernrohre q. die Pfeilspitze =i auf dem Bilde der Teilung 9 -die gesuchte Dicke
des Bleches an.
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Beim zweiten Ausführungsbeispiel (Abb. q.) handelt es sich um die
Bestimmung der Wandstärke eines mit Kühlrippen 13 versehenen Rohres =q.. Die Vorrichtung
ist wie das erste Ausführungsbeispiel mit zwei Taststiften 6 und 7 ausgestattet,
die gleichfalls einen Zeiger 8 bzw. eine Längenteilung 9 tragen. Der Taststift 6
ist gegen den Druck einer Feder 15 in einem Gehäuse 16 verschieblich gelagert,
welches mit einem Fenster 17 und einer Laufrolle 18 versehen ist. Am Gehäuse =6
ist ferner ein als Bandgriff dienender Stab =g angebracht. Der Taststift 7 ist in
eine= mit eiuem,Fenster 2o versehenen Führung 9,1 gelagert, wobei eine Zugfeder
22 das dem Tastpunkte gegenüberliegende Ende des Taststiftes 7 in die Führung 21
hineinzuziehen strebt. Das optische Beobachtungsgerät dieses Beispiels hat einen,
Fuß 23, auf welchem in Stützen 24 ein T-förmig ausgebildetes Gehäuse 25 um eine
waagerechte Achse drehbar gelagert ist. Zur Ausführung dieser Drehungen dient eine
Schraube 26, mit welcher ein Ansatz 27 am Deckel 28 gegen den Druck einer Feder
29 tangential verscbieblich ist. Am Deckel 28 ist ein fünfseitiges Spiegelprisma
3o und im anderen T-Schenkel des Gehäuses 25 an einem Führungsstück 31 ein fünfseitiges
Spiegelprisma 32 so befestigt, daß die durch im` Gehäuse 25 angebrachte Fenster
33 und 34 eintretenden Abbildungsstrahlen, welche parallel zueinander und senkrecht
zur Verbindungslinie der beiden Prismen. eintreten, einem Strahlenvereinigungssystem
35 zugeführt werden, welches die Strahlen in eine zum Strahleneintritt parallele
Richtung ablenkt, die mit dem an den T-Schenkeln befindlichen Ansatzstutzen, des
Gehäuses
25 übereinstimmt. Der Stutzen enthält ein. Fernrohrobjektiv
36 und ein in der Achsenrichtung verschiebliches Okular 37. Am Führungsstück 31
ist eine Schraube 38 angebracht, welche den. Deckel 39 des zweiten T-
Schenkels
durchsetzt und gegen den Druck einer Feder 40 mittels einer Mutter 41 verschieblich
ist.
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Beim Gebrauche der Vorrichtung wird das Rohr 14 mit der zu messenden.
Wandstelle auf den Taststift 7 gestützt und gleichzeitig das Gehäuse 16 am Handgriffe
=9 in das Rohr 14 eingeführt, wobei die Rolle 18 die Wand berührt und die Feder
15 den Taststift 6 gegen die Wand drückt. Mit Hilfe der Mutter 41 wird das Prisma
32 so eingestellt, daß der Abstand der Achsen. der in die Fenster 33 und 34 eintretenden
Abbildungsstrahlenbündel dem Abstaude des Zeigers 8 vom Nullpunkte der Teilung 9
gleicht, wenn man sich die beiden Taststifte 6 und 7 in, ihren Tastpunkten berührend
denkt. Alsdann wird durch Drehen der Schraube 26 das Gehäuse 25 gegenüber dem Fuße
23 geschwenkt, bis die optische Achse des aus dem Objektiv 36 und dem Okular 37
bestehenden Fernrohrs mit der Bewegungsrichtung der Taststifte 6 und 7 einen rechten
Winkel bildet. Die vom Taststifte 6 kommenden Abbildungsstrahlen werden vom Prisma
32, die vom Taststifte 7 kommenden Abbildungsstrahlen vom Prisma 3o dem Strahlenvereinigungssystem
35 und von diesem dem Fernrohrobjektive 36 zugeführt, so daß sich die entstehenden
Bilder des Zeigers 8 und der Teilung 9 im Bildfelde des Fernrohrs überdecken. Das
Okular 37 ist zu verschieben, bis der Beobachter diese Bilder scharf sieht. Er kann
nun unmittelbar die gesuchte Wandstärke ablesen, indem er die relative Lage des
Bildes des Zeigers 8 am Bilde der Teilung 9 ermittelt.
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In Abb.5 ist eine andere Ausführungsform des Teils der Vorrichtung
wiedergegeben, welche mit den Taststiftern ausgerüstet ist. Hierbei ist der Taststift
6 in einem Gehäuse 42 verschieblich, welches sich mit zwei Laufrollen 43 gegen die
gegenüberliegende Wand des Rohres 14 stützt. Der Taststift 7 ist mit einer Hülse
44 verbunden, in welcher ein Maßstab 45 mittels einer Schraube 46 gegen den Druck
einer Feder 47 verschieblich gelagert ist. Die Hülse 44 ist in, einem Gehäuse 48
gelagert, wobei eine Feder 49 diese Hülse 44 nach der Seite des T#istpunktes hin
zu verschieben strebt. Am Gehäuse 48 sind Stützen 5o angebracht, mit welchen das
Gehäuse 48 auf das Rohr 14 so aufgesetzt werden kann., daß die Bewegungsrichtung
des Taststiftes 7 radial verläuft. Der Maßstab 45 trägt eine Längenteilung 9, der
Taststift 6 einen Zeiger B.
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Bei der Benutzung dieser Vorrichtung kann die Anpassung des Abstandes
des Zeigers 8 vom Nullpunkte der Teilung 9 an den Abstand der Achsen der in das
Beobachtungsgerät eintretenden Abbildungsstrahlenbündel durch Drehen der Schraube
46 erfolgen. Im übrigen geht der Meßvorgang in der gleichen Weise vor sich wie bei
dem Geräte in, der vorher beschriebenen Ausführungsform.