DE880510C - Mirror arrangement for measuring twisting or stretching by means of a light pointer controlled by a reading scale - Google Patents

Description

Spiegelanordnung zum Messen von Verdrehungen oder Dehnungen mittels eines über eine Ableseskala gesteuerten Lichtzeigers Die Erfindung bezieht sich auf eine Spiegelanordnung zum Messen von Verdrehungen oder Dehnungen mittels eines über eine Ableseskala gesteuerten Lichtzeigers, bei welcher der von der Lichtquelle kommende Lichtstrahl zunächst von einer Spiegelfläche am Prüfling auf einen abseits von diesem angeordneten Reflexionsspiegel und von hier auf eine zweite, am Prüfling vorgesehene Spiegelfläche und von dieser auf die Ableseskala geworfen wird.Mirror arrangement for measuring twisting or stretching by means of a light pointer controlled by a reading scale The invention relates to a mirror arrangement for measuring twisting or stretching by means of an over a reading scale controlled light pointer, in which the coming from the light source Light beam initially from a mirror surface on the test item to one away from it arranged reflection mirror and from here to a second, provided on the test object Mirror surface and is thrown from this onto the reading scale.

Die Erfindung besteht darin, daß der abseits vom Prüfling angeordnete Reflexionsspiegel als kugeliger oder zylindrischer Hohlspiegel ausgebildet ist, dessen Krümmungsmittelpunkt mit dem Reflexionspunkt des Prüflings zusammenfällt oder mindestens in einer durch diesen Punkt gehenden Geraden innerhalb der durch den Lichtquellenstrahl bestimmten Längsmittelebene liegt, wobei die Primär- und Sekundärspiegelanordnung am Prüfling derart getroffen ist, daß dann, wenn der Sekundärspiegel voreilt, in jedem Augenblick der Drehung, also unabhängig von der jeweiligen Stellung der beiden Wellen gegenüber einem festen Koordinatensystem, in Achsrichtung gesehen der Zeigerstrahl rechts vom Lichtquellenstrahl und beim Nacheilen links von diesem steht. The invention consists in that the arranged away from the test object Reflection mirror is designed as a spherical or cylindrical concave mirror, whose center of curvature coincides with the reflection point of the test object or at least in a straight line passing through this point within the the light source beam is determined longitudinal center plane, the primary and Secondary mirror arrangement on the test object is made such that when the secondary mirror leads at every moment of rotation, regardless of the respective position of the two shafts in relation to a fixed coordinate system, seen in the axial direction the pointer beam to the right of the light source beam and, when lagging, to the left of it stands.

Die Anordnung hat den Vorteil, daß z. B. bei senkrecht einfallendem Lichtquellenstrahl der von dessen Fußpunkt ausgehende Zeigerstrahl zunächst z. B. nach links schräg aufwärts verläuft und bei einer Ver- drehung der beiden Spiegelflächen gegeneinander in eine rechts schräg nach oben liegende Stellung hinüberkippt, so daß zlum Ablesen des Ausschlagwinkels nur der kleine, vom Lichtquellen- und Lichtzeigerstrahl eingeschlossene Winkel und nicht der ganze Ausschlagwinkel abgelesen werden muß, was eine erhöhte Maßgenauigkeit zur Folge hat. The arrangement has the advantage that, for. B. at perpendicularly incident Light source beam of the pointer beam proceeding from its base initially z. B. runs diagonally upwards to the left and rotation of the two mirror surfaces against each other in a right inclined upward position tilts over so that to read off the deflection angle only the small and light pointer ray included angles and not the full deflection angle must be read, which results in increased dimensional accuracy.

-Auf der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt, und zwar zeigt die Abb. I die Enden zweier miteinander im gleichen Drehsinn und mit gleich hoher Winkelgeschwindigkeit umlaufenden Wellen in Seitenansicht, Abb. 2 das Schema nach Abb. I in Stirnansicht, Abb. 3 ein weiteres Schema der Draufsichtsskizze nach Abb. 2, Abb. 4 eine weitere Ausführungsform der Spiegelanordnung nach Abb. I und die Abb. 5 die Anordnung nach Abb. I in schaubildlicher Darstellung. -In the drawing, the invention is in several embodiments shown schematically, namely the Fig. I shows the ends of two together shafts rotating in the same direction of rotation and at the same high angular speed in side view, Fig. 2 the scheme according to Fig. I in front view, Fig. 3 another Scheme of the top view sketch according to Fig. 2, Fig. 4 a further embodiment of the Mirror arrangement according to Fig. I and Fig. 5 the arrangement according to Fig. I in diagrammatic form Depiction.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Abb. I, 2 und 5 ist in die Enden der mit hoher Winkelgeschwindigkeit umlaufenden Wellen A, B je ein Planspiegel a und b eingeschliffen. In einiger Entfernung von den Planspiegeln a, b bzw. von den zu prüfenden Wellen A, B ist ein kugeliger oder zylindrischer Konkavspiegel c ortsfest angebracht, und zwar vorzugsweise derart, daß er in der Symmetrieebene S-S von Abb. I der Spiegelanordnung liegt. Von einer auf der Zeichnung nicht dargestellten Lichtquelle wird ein Strahl I auf den Planspiegel a, von diesem als Strahl 2 auf den Hohlspiegel c, von diesem als Strahl 3 auf den zweiten Planspiegel b und von diesem schließlich als Strahl 4 auf eine Ableseskala d geworfen. Der Krümmungsmittelpunkt des Hohlspiegels c liegt im Reflexionspunkt des Strahles I auf dem Spiegel a (s. Abb. 2) . Wie die Abb. 2 zeigt, ist der Winkel 97 = 2 a + 2 ß. Die Winkel a + ß entsprechen dem Winkel y. Daher ist -2a+2(7--a)oder4-2y; d.h. d.h. In the embodiment according to Figs. I, 2 and 5 is in the ends of the waves A, B rotating at high angular speed each have a plane mirror a and b ground in. At some distance from the plane mirrors a, b or from the Shafts A, B to be tested is a spherical or cylindrical concave mirror c stationary attached, preferably in such a way that it is in the plane of symmetry S-S of Fig. I is the mirror assembly. From a light source not shown in the drawing a beam I is on the plane mirror a, from this as beam 2 on the concave mirror c, from this as beam 3 to the second plane mirror b and from this finally thrown as beam 4 onto a reading scale d. The center of curvature of the concave mirror c lies at the point of reflection of ray I on mirror a (see Fig. 2). As the Fig. 2 shows, the angle 97 = 2 a + 2 ß. The angles a + ß correspond to the angle y. Hence -2a + 2 (7-a) or 4-2y; i.e. i.e.

I. der Ausschlag (P ist nur vom Verdrehungswinkel y abhängig, und 2. ist der Ausschlag 99 doppelt so groß wieder Verdrehwinkel y; 3. hängt die Lichtstärke vom Verhältnis des Spiegeldurchmessers c zum Umfang, d. h. vom Öffnungswinkel dieses Spiegels ab, da der Lichtzeiger während der ganzen Zeit vorhanden ist, die der Lichtstrahl 2 zur Durcheilung des Hohlspiegels c benötigt. I. the deflection (P is only dependent on the twist angle y, and 2. the deflection 99 is twice as large again as the angle of rotation y; 3. depends on the light intensity the ratio of the mirror diameter c to the circumference, d. H. from the opening angle of this As the light pointer is present the whole time that the light beam 2 required for dividing the concave mirror c.

Bei der Anordnung nach den Abb. I, 2 und 5 ist allerdings mit einer gewissen Ungenauigkeit der Strahlanordnung zu rechnen, die nach Abb. 3 den Wert beträgt. Wird der Öffnungswinkel des Hohlspiegels c nicht allzu groß gewählt und werden die Planspiegel a, b derart eingestellt, daß der reflektierte Strahl 2 um den feststehenden Strahl I pendelt, so wird cos cr as I und die Abweichung x nahezu 0.With the arrangement according to Figs. 1, 2 and 5, however, a certain inaccuracy of the beam arrangement is to be expected, which is the value according to Fig. 3 amounts to. If the opening angle of the concave mirror c is chosen not to be too large and the plane mirrors a, b are set in such a way that the reflected beam 2 oscillates around the fixed beam I, cos cr as I and the deviation x become almost 0.

Ordnet man die Planspiegel a, b unmittelbar in der Drehachse der Wellen A, B an, so nimmt die Abweichung x genau den Wert 0 an. Es kann dann der Hohlspiegel sich über den halben Umfang des zu untersuchenden Drehkörpers erstrecken, wodurch die Lichtstärke bedeutend ansteigt. If one arranges the plane mirrors a, b directly in the axis of rotation of the Waves A, B, the deviation x takes exactly the value 0. It can then Concave mirrors extend over half the circumference of the rotating body to be examined, whereby the light intensity increases significantly.

Soll mit dem Erfindungsgegenstand die Verwindung einer Drehfeder eines Prüfstabes od. dgl. gemessen werden, so bringt man zweckmäßig den zweiten Planspiegel b auf einer Büchse e an, wie die Abb. 4 zeigt. The aim of the subject of the invention is to twist a torsion spring a test rod or the like are measured, it is expedient to bring the second Planar mirror b on a sleeve e, as Fig. 4 shows.

Diese Büchse wird auf den Drehfederstab f derart aufgeschoben, daß die beiden Spiegel a und bin einem geringen Abstand nebeneinander zu liegen kommen. An dem Ende e1 sitzt die Büchse e auf dem Stab f fest, während am Ende e der Büchse e ein geringes Spiel g vorhanden ist. Soll ein Anschleifen des zu prüfenden Stabes überhaupt vermieden werden, so kann auf diesen vor der Büchse e ein Ring mit einer Spiegelfläche a aufgeschoben werden. This sleeve is pushed onto the torsion spring bar f in such a way that the two mirrors a and am come to lie a short distance apart. At the end e1 the sleeve e sits firmly on the rod f, while at the end e the sleeve e there is a slight play g. Should a grinding of the rod to be tested can be avoided at all, a ring with a Mirror surface a can be pushed.

Praktisch wird man den Lichtstrahl I derart steuern, daß sein Brennpunkt gerade in der Spiegelfläche a liegt. Dann trifft auch der vom Hohlspiegel c reflektierte Strahl 3 in Punktform auf den Spiegel b. Kurz zuvor wird jedoch der kegelförmig gegen die Spiegelfläche b sich verjüngende Strahl 3 durch eine Konkavlinsen in einen Strahl mit paralleler Begrenzung umgewandelt, so daß der Strahl in dieser Form vom Spiegel b gegen die Ableseskala d reflektiert wird. In practice, the light beam I will be controlled in such a way that its focal point lies straight in the mirror surface a. Then the one reflected by the concave mirror c also hits Beam 3 in point form on the mirror b. Shortly before, however, it becomes conical towards the mirror surface b tapering beam 3 through a concave lens in a Beam with parallel limitation converted so that the beam is in this shape from the Mirror b is reflected against the reading scale d.

Durch ein in den Strahlengang angeordnetes Bildfenster, das zweckmäßig in den Strahl I eingeschoben wird, kann man weiterhin dafür sorgen, daß auf der Ableseskala ein Lichtzeiger erscheint. Besonders vorteilhaft sind beim Erfindungsgegenstand der stillstehende Lichtzeiger auf der Ableseskala und die große Lichtstärke, beides Eigenschaften, die für genaue Messungen von ausschlaggebender Bedeutung sind. Through a picture window arranged in the beam path, which is expedient is inserted into the beam I, you can continue to ensure that on the A light pointer appears on the reading scale. Are particularly advantageous in the subject matter of the invention the stationary light pointer on the reading scale and the high light intensity, both Properties that are essential for accurate measurements.

Claims (4)

PATENTANSPRüCHE: 1. Spiegelanordnung zum Messen von Verdrehungen oder Dehnungen mittels eines über eine Ableseskala gesteuerten Lichtzeigers, bei welcher der von der Lichtquelle kommende Lichtstrahl zunächst von einer Spiegelfläche am Prüfling auf einen abseits von diesem angeordneten Reflexionsspiegel und von hier auf eine zweite, am Prüfling vorgesehene Spiegelfläche und von dieser auf die Ableseskala geworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der abseits vom Prüfling (A, B) angeordnete Reflexionsspiegel (c) als kugeliger oder zylin-- - drischer Hohlspiegel ausgebildet ist, dessen Krümmungsmittelpunkt mit dem Reflexionspunkt des Prüflings (A) zusammenfällt oder mindestens in einer durch diesen Punkt gehenden Geraden innerhalb der durch den Lichtquellenstrahl (I) bestimmten Längsmittelebene liegt, wobei die Primär- und Sekundärspiegelanordnung (a, b) am Prüfling (A , B) derart getroffen ist, daß dann, wenn der Sekundärspiegel (b) voreilt, in jedem Augenblick der Drehung, also unabhängig von der jeweiligen Stellung der beiden Wellen (A, B) gegenüber einem festen Koordinatensystem, in Achsrichtung gesehen der Zeigerstrahl (3) rechts vom Lichtquellenstrahl (I ) und beim Nacheilen links von diesem steht. PATENT CLAIMS: 1. Mirror arrangement for measuring rotation or expansion by means of a light pointer controlled by a reading scale which the light beam coming from the light source initially from a mirror surface on the test specimen to a reflection mirror arranged away from it and from here on a second mirror surface provided on the test object and from this on the Reading scale is thrown, characterized in that the away from the test object (A, B) arranged reflection mirror (c) as spherical or cylindrical concave mirror is formed, the center of curvature with the reflection point of the test specimen (A) coincides or at least within a straight line passing through this point the longitudinal center plane determined by the light source beam (I), the Primary and secondary mirror arrangement (a, b) on the test item (A, B) taken in this way is that if the secondary mirror (b) leads, at every moment of rotation, thus regardless of the respective position of the two shafts (A, B) in relation to one fixed coordinate system, seen in the axial direction, the pointer ray (3) to the right of the Light source beam (I) and is to the left of this when lagging behind. 2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Strahlengang, und zwar in dem vom Hohlspiegel (c) auf den Sekundär- spiegel (b) geworfenen Strahl (3) eine Konkavlinse (lot.) angeordnet ist, welche den kegelig gegen den Sekundärspiegel (b) sich verjüngenden Strahl (3) in einen solchen mit einer parallelen Begrenzung verwandelt. 2. Apparatus according to claim I, characterized in that in the Beam path, namely in the direction from the concave mirror (c) to the secondary mirrors (b) thrown beam (3) a concave lens (lot.) is arranged, which the conical towards the secondary mirror (b) tapering beam (3) in such with transformed into a parallel boundary. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Strahlengang, insbesondere in dem von der Lichtquelle herkommenden Strahl (I), ein pfeilförmiges Bildfenster angeordnet ist. 3. Device according to claims I and 2, characterized in that that in the beam path, especially in the beam coming from the light source (I), an arrow-shaped picture window is arranged. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärspiegel (b) auf einer Büchse (e) angeordnet und diese auf den Prüfling (f) derart aufgeschoben ist, daß der Sekundärspiegel (b) unmittelbar neben Primärspiegel (a) zu liegen kommt. 4. Device according to claims I to 3, characterized in that that the secondary mirror (b) is arranged on a sleeve (e) and this on the test object (f) is pushed on in such a way that the secondary mirror (b) is immediately next to the primary mirror (a) comes to rest.