DE816027C - Device for measuring angles between reflective surfaces - Google Patents

Description

Vorrichtung zum Messen von Winkeln zwischen spiegelnden Flächen Bei Kegeln, wie sie heispielsweise in Ziehwerkzeugen, den sogenannten Ziehdüsen oder Ziehsteinen als Innenkegel vorkommen, hat man sich die spiegelnde Eigenschaft der Kegelwände zum Ausmessen der für die Verarbeitung bedeutsamen Neigung zunutze gemacht, indem paralleles Licht längs der Kegelachse in das offene Ende des zu messenden Kegelstumpfes geworfen wurde. Neben einem durch das engere Ende des Kegel stumpfes austretenden Lichtbündel von nichtreflektiertem Licht entsteht dabei durch die Spiegelung an den Kegelwänden ein Strahlenbüschel, dessen Strahlen auf dem Mantel eines Kegels liegen. Der Spitzenwinkel des letzteren ist infolge der Spiegelwirkung doppelt so groß als der von den spiegelnden Kegelwänden eingeschlossene Spitzenxvinkel.Device for measuring angles between reflective surfaces Cones, such as those used in drawing tools, the so-called drawing nozzles or When drawing dies occur as an inner cone, one has the reflective property of the Conical walls used to measure the inclination, which is important for processing, by parallel light along the cone axis into the open end of the to be measured Truncated cone was thrown. In addition to one blunt through the narrower end of the cone The emerging light bundle of non-reflected light is created by the reflection on the walls of the cone a bundle of rays, the rays of which on the mantle of a cone lie. The apex angle of the latter is twice as a result of the mirror effect larger than the apex angle enclosed by the reflective cone walls.

Bei den bekannten Winkelmeßgeräten wird der Spitzenwinkel des Lichtkegels und damit auch der des körperlichen Kegels oder Kegelstumpfes in der Weise ermittelt, daß man den Lichtkegel auf einen Bildschirm wirft, die Maße des entstehenden Bildes, das bei Kegeln mit kreisförmigem Querschnitt ebenfalls ein Kreis ist, feststellt, dann den B,ibdschirm um eine meßbare Strecke verschiebt und schließlich das Schirmbild erneut mit dem gleichen Maßstab ausmißt. Aus den ermittelten Strecken ergibt sich der Tangenowert für den Spitzenwinkel des Lichtkegels, indem der Unterschied der Bildgrößen durch die im gleichen Maßstab gemessene Bildschirmverschiebung geteilt wird. Zur Ermittlung der Tangensfunktion des Winkels müssen also drei Streckenmessungen und eine Rechnung durchgeführt werden. Soll der Winkel in Winkelgraden bestimmt werden, so ist noch ein weiterer Rechengang erforderlich. In the known angle measuring devices, the tip angle of the light cone and thus also that of the physical cone or truncated cone determined in such a way that that the cone of light is thrown onto a screen, the dimensions of the resulting image, that is also a circle in the case of cones with a circular cross-section, then shifts the B, ibd screen a measurable distance and finally the screen image measures again with the same yardstick. The distances determined result the tangential value for the apex angle of the light cone by adding the difference in Image sizes divided by screen shift measured at the same scale will. To determine the tangent function of the angle, three distance measurements must be made and an invoice be performed. Should be the angle in degrees are determined, another calculation is required.

Diese überstände zu beseitigen, ist Aufgabe der Erfindung, die eine Vorrichtung zum Messen von Winkeln zwischen spiegelnden Flächen betrifft, bei deren Anwendung nur eine einzige Streckenmessung erforderlich ist und die es gestattet, gleichzeitig und ohne jegliche Rechnung sowohl die Größe des gesuchten Winkels in Winkelgraden als auch den zugehörigen Wert der Tangensfunktion oder einer beliebigen anderen Winkelfunktion unmittelbar abzulesen. Erfindungsgemäß wird zu diesem Zweck in der optischen Achse des aus dem Prüfkörper austretenden Strahlenkegels eine senkrecht zu dieser Achse stehende Ring- oder Scheibenblende und im festen Abstand dahinter und parallel dazu ein Bildschirm, vorzugsweise eine Mattscheibe, angebracht. Die Blende hat dabei tunlichst eine dem Querschnitt des Prüflings geometrisch ähnliche Form. Zur Messung wird sodann der Prüfkörper selbst oder die aus Blende und Mattscheibe bestehende Vorrichtung so weit längs der optischen Achse verschoben, bis der Strahlenkegelquerschnitt die gleiche Abmessung hat wie die Blende. Auf der Mattscheibe erkennt man das daran, daß der Schatten der Blende den Lichtkreigs berührt. Ist diese Stellung erreicht, dann wird der Durchmesser des Lichtkrei.ses auf der Mattscheibe mit einem Maßstab ausgemessen, der mit einer aus dem Blendenabstand errechneten Winkel und/oder Winkelfunktionsteilung versehen ist. Der Maßstab trägt außerdem in der der Winkel- oder Funktionsteilung entgegengesetzten Richtung eine Marke, deren Abstand vom Nullpunkt der Teilungen gleich dem wirksamen Blendendurchmesser ist. Beim Anlegen dieser Marke an das eine Ende eines Durchmessers des richtig eingestellten Strahlenkegelbildes ist der Spitzenwinkel dieses Kegels und damit auch der des Kegelkörpers und/oder die zugehörige Winkelfunktion auf dem Maßstab sofort an der Stelle abzulesen, an. der das andere Ende des gleichen Durchmessers die Maßstabteilung schneidet. To eliminate these overhangs is the object of the invention, the one Device for measuring angles between reflective surfaces relates to when Application, only a single distance measurement is required and which allows at the same time and without any calculation both the size of the desired angle in Degrees as well as the associated value of the tangent function or any other angle function can be read directly. According to the invention is for this purpose one perpendicular to the optical axis of the cone of rays emerging from the test specimen to this axis standing ring or disc diaphragm and at a fixed distance behind it and a screen, preferably a screen, attached in parallel. the The aperture has a geometrically similar cross-section to the test specimen as much as possible Shape. The test specimen itself or the one made of the diaphragm and ground glass is then used for the measurement existing device moved so far along the optical axis until the beam cone cross section has the same dimensions as the aperture. You can tell on the screen by that the shadow of the aperture touches the circle of light. When this position is reached, then the diameter of the light circle on the ground glass is measured with a ruler measured with an angle and / or angle function division calculated from the diaphragm spacing is provided. The scale also shows the angular or functional graduation opposite direction a mark whose distance from the zero point of the divisions is equal to the effective orifice diameter. When applying this mark to the one The tip angle is the end of a diameter of the correctly set ray cone image this cone and thus also that of the cone body and / or the associated angle function to be read immediately at the point on the scale. of the other end of the same Diameter intersects the scale division.

Werden zur Verkürzung des Verschiebeweges der Meßvorrichtung Blenden verschiedener Abmessung verwendet, so wird für jede Blende eine entsprechende Marke auf dem Maßstab angebracht. Are to shorten the displacement of the measuring device diaphragms different dimensions are used, a corresponding mark is used for each aperture attached to the rule.

Solange der Blendenabstand zur Mattscheibe unverändert bleibt, ändert sich auch die Grad- oder Funktionseinteiiung des Maßstabes nicht, so daß dann für alle Blendenabmessungen ein einziger Maßstab genügt.As long as the screen distance to the ground glass remains unchanged, changes the degree or functional division of the scale does not change either, so that then for all aperture dimensions a single scale is sufficient.

Ein Ausführungsbeispiel der Winkelmeßvorrichtung nach der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch wie folgt veranschaulicht: Auf die Ziehdüse I, deren Ziehflächen einen abgestumpften Hohlkegel 2 bilden, fällt ein Bündel 3 parallel gerichteter Lichtstrahlen, das in bekannter Weise z. B. durch eine Bogenlampe oder eine Punktlichtglühlampe in Verbindung mit einer Blende undloder einem Kondensor erzeugt wird. An embodiment of the angle measuring device according to the invention is illustrated schematically in the drawing as follows: On the drawing nozzle I, whose drawing surfaces form a truncated hollow cone 2, a bundle 3 falls parallel directed light rays that in a known manner z. B. by an arc lamp or a point light bulb in connection with a diaphragm and / or a condenser is produced.

Ein Teil der parallelen Lichtstrahlen tritt, ohne die spiegelnden Kegelflächen der Ziehdüse getroffen zu haben, im Durchmesser 4 als mchtreflektiertes Lichtbündel aus. Die anderen parallel einfallenden Strahlen werden beim Auftreffen auf die Kegelfläche von dieser reflektiert, wobei ein Lichtkegel entsteht, der durch die Pfeile 5 und 6 angedeutet ist. Verschiebbar in der optischen Achse dieses Lichtkegels ist nun erfindungsgemäß die Winkelmeßvorrichtung angeordnet. Sie besteht im wesentlichen aus dem mit der Blendenöffnung 7 versehenen Blendenträger 8, der über Zwischenwände 9 starr mit der Mattscheibe IO verbunden ist. Verschiebt man diese Vorrichtung oder auch den Prüfling I im Sinne der Pfeile II, so läßt sich eine Stellung erreichen, bei der der Schatten der Blende auf der Mattscheibe den Strahlengang des Lichtkegels gerade abzudecken beginnt. Der Durchmesser des Lichtkreises auf .der Mattscheibe wird nun mit dem in Richtung der Pfeile I2 verschieblichen Maßstab I3 ausgemessen, dergestalt, daß die Maßstabmarke 14, deren Entfernung 15 vom Nullpunkt der Teilung I6 dem Blendendurchmesser 7 entspricht, an das eine Ende des Lichtkreisdurchmessers angelegt wird, wie es die Zeichnung veranschaulicht. Am anderen Ende des Lichtkreisdurchmessers ist dann auf der fortlaufenden Teilung I6 der Durchmesser sofort abzulesen. Unter Berücksichtigung des Abstandes zwischen Blende und Mattscheibenebene kann auf dem Maßstab I3 auch die Steigung und/ oder der Spitzenwinkel bzw. der Wandneigungswinkel aufgetragen sein, so daß deren Größe ebenfalls unmittelbar und ohne jegliche Rechnung ab zulesen ist.Part of the parallel rays of light occurs without reflecting To have hit the conical surfaces of the drawing nozzle, in diameter 4 as a power-reflected Light beam out. The other parallel incident rays are upon impact reflected on the conical surface of this, creating a cone of light that passes through the arrows 5 and 6 is indicated. Movable in the optical axis of this light cone the angle measuring device is now arranged according to the invention. It essentially consists from the diaphragm carrier 8 provided with the diaphragm opening 7, which has partitions 9 is rigidly connected to the ground glass IO. If you move this device or also test specimen I in the direction of arrows II, a position can be achieved in which the shadow of the aperture on the focusing screen is the beam path of the light cone just starting to cover. The diameter of the circle of light on the screen is now measured with the scale I3, which can be moved in the direction of the arrows I2, such that the scale mark 14, the distance 15 from the zero point of the division I6 corresponds to the diaphragm diameter 7, to one end of the light circle diameter as shown in the drawing. At the other end of the light circle diameter the diameter can then be read off immediately on the continuous graduation I6. Under Consideration of the distance between the screen and the ground plane can be done on the Scale I3 also shows the slope and / or the point angle or the angle of inclination of the wall be plotted so that their size is also immediate and without any calculation can be read from.

Auch Winkel zwischen zueinander geneigten spiegelnden Flächen anderer Gestalt lassen sich mit der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung ermitteln. Also angles between inclined reflective surfaces of others Shape can be determined with the measuring device according to the invention.

Bei ebenen spiegelnden Flächen erscheinen z. B. dann auf der Mattscheibe an Stelle der Lichtringe gerade Lichtstreifen, deren Abstand bei richtig eingestelltem Gerät wiederum dem doppelten Neigungswinkel entspricht.In the case of flat reflective surfaces, z. B. then on the screen Instead of the light rings, straight light strips, their spacing when set correctly Device in turn corresponds to twice the angle of inclination.

An Stelle der Mattscheibe kann man nach dem Einstellen des Geräts auch eine photographische Platte einschieben, auf der das Bild des Lichtkreises aufgenommen und festgehalten wird. Durch Vergleich dieser Aufnahme mit späteren Aufnahmen des gleichen Prüflings läßt sich ein genaues Bild über den während der Benutzung des Ziehrings aufgetretenen Verschleiß gewinnen. Bei der praktischen; Ausführung des Geräts wird man vorteilhaft für den Prüfling I eine Halterung vorsehen, die um die optische Achse der Meßvorrichtung drehbar und/oder neigbar und ferner senkrecht zu dieser Achse verschiebbar ist. After setting the device, you can instead of the ground glass also insert a photographic plate on which the image of the circle of light is recorded and held. By comparing this recording with later ones Recordings of the same test item can be an exact picture of the during the Use of the drawing ring to gain any wear and tear that has occurred. In the practical; Execution of the device it is advantageous to provide a holder for the test item I, which can be rotated and / or inclined about the optical axis of the measuring device and furthermore is displaceable perpendicular to this axis.

Des weiteren läßt sich die Lochblende 7 bei der erfindungsgemäßen Winkelmeßvorrichtung durch eine Scheibenblende ersetzen. Furthermore, the perforated diaphragm 7 can be used in the case of the inventive Replace the angle measuring device with a disc cover.

Claims (1)

PATENTANspnücHE: I. Vorrichtung zum Messen von Winkeln zwischen spiegelnden Flächen, insbesondere der Spitzen- bzw. W,andneigung,swinkel von Innen-und Außenkegeln vorzugsweise kreisförmigen PATENT REQUIREMENTS: I. Device for measuring angles between specular Surfaces, in particular the apex or wall inclination, angles of inner and outer cones preferably circular