Neigungsmessgerät
Die Erfindung behandelt ein Neigungsmessgerät mit einer mechanisch arbeitenden Feinableseeinrichtung.
Die üblichen Neigungsmessgeräte bzw. Winkellibellen für mechanische Feinmessungen sind meistens mit einem gradunterteilten Glasring versehen, an dem sich mittels einer überdeckenden Feinteilung und eines kleinen Messmikroskops die Werte ablesen lassen. Ein solches Messgerät mit einer optischen Ableseeinrichtung benötigt jedoch einen verhältnismässig grossen Teilring, womit es für manche Messungen unhandlich wird oder überhaupt nicht angewendet werden kann. Ausserdem ist die Messwertermittlung durch das Mikroskop, besonders für die Werkstatt, sehr unpraktisch und wirkt bei Kontrollarbeiten im dauernden Gebrauch durch den kleinen, abgeschlossenen Blickfeldwinkel auf die Augen ermüdend.
Es sind ferner auch Messgeräte bekannt, an denen sich über eine pendelnde Masse ein Nonius einstellt bzw. seine senkrechte Lage einhält und der Winkelwert auf einer sich drehenden, gradunterteilten Trommel ersichtlich ist. Das direkte Ablesen am Nonius gestaltet sich aber sehr schwierig oder schränkt eine feine Unterteilung desselben bedeutend ein. Zudem wird infolge der Lagerreibung die Richtigkeit des angezeigten Wertes nicht immer gewahrt.
Man hat bereits schon Neigungsmessgeräte mit einer Zahnradübersetzung vorgeschlagen, die ihre Feinmesswerte auf eine separate Trommel oder Skalenscheibe übertragen. Durch das tJbersetzungsmo- ment und die -reibung ergibt sich jedoch hierbei ein gewisser Trägheitswtiderstand, welcher kleine Feinmesswertschwankungen beträchtlich übersteigt, woraus das Übersetzungsverhältnis sehr niedrig bleiben müsste.
Im Aufbau waren die bisherigen Geräte mit einer mechanischen Feinteilung immer nur für ihren speziellen Einsatzbereich geeignet.
Das erfindungsgemässe Neigungsmessgerät ist gekennzeichnet durch eine drehbar gelagerte Pendelmasse, durch Mittel, um die Lage der Masse gegen über einer Bezugsebene zu kontrollieren und durch Einstellmittel zum Nachregulieren dieser Lage.
Das Eingliedern einer Kontrollbezugsebene ist deshalb unbedingt erforderlich, weil die Einpendelung durch die Schwerkraft einem gewissen Trägheitsmoment unterliegt, das durch die Gleit- und Rollreibung sowie durch die Massenträgheit bedingt ist.
Den grössten Teil der Reibung, die an der Pendelmassenlagerung auftritt, kann man zwar mit Hilfe von kleinen Wälzlagern herabsetzen. Da der Reibungswiderstand nach einer längeren Betriebszeit infolge des Alterns des Schmiermittels und einer hinzukommenden Verunreinigung eher zunimmt, ist es notwendig, eine Flüssigkeitslibelle oder eine sonstige Lotmesseinrichtung nach aussen sichtbar einzugliedern. Für eine eventuelle Nachjustierung lässt sich die Libelle mit einer üblichen Kippverstellung versehen.
Zeigt nun die Libelle eine Abweichung von der Lotrechten an, so wird die Pendelmasse über das Einstellelement von aussen nachreguliert. Mit dem Einstellelement kann jedoch ein bestimmter Winkelwert festgehalten bzw. im voraus eingestellt werden.
Das Messgerät wird danach zweckmässig beim Über- tragen des Wertes so lange geschwenkt, bis die Libelle sich wieder einspielt bzw. ihre eingeschlossene Luftblase die Mittellage einnimmt.
Im Grundaufbau besteht das Neigungsmessgerät vorteilhaft aus einer Neigungsmessuhr, die einer Längenmessuhr ähnlich ist und ohne technische Schwie rigkeiten bis zur Grösse einer Taschenuhr verkleinert werden kann.
Damit sind auch an kleinen Werkstücken oder Flächen direkte Winkelmessungen ausführbar, welche sich vordem nur begrenzt im Projektionsverfahren ermitteln liessen. Ein senkrechtes Ablesen der übereinander angeordneten Grad- und Feinmesswerte bringt aber auch für grössere Geräte wesentliche Vorteile, indem der Messvorgang weitestgehend fehlerfrei wird und sich die aufgewendete Zeit bei einer kleineren geistigen Anstrengung verringert. Da sich gleichzeitig zusammen mit dem Messwert die lotrechte Lage der Pendelmasse kontrollieren lässt, wird eine ungenaue Einstellung bzw. Anzeigung in jedem Fall vermieden.
An der Gehäuserückwand der Neigungsmessuhr ist zweckmässig eine sich selbst zentrierende, senkrecht ausgerichtete Aufnahme für einen Messständer, eine Spannklammer, in die runde Teile eingeklemmt werden können oder für einen Spezialträger angeordnet.
Die Ausbildung als Messuhr mit einem lösbaren Halter ermöglicht einen höchst universalen Anwendungsbereich. Mit dem Neigungsmessgerät können Sinusplatten, Maschinentische, radiale Teilungen an runden Werkstücken und Zahnrädern eingestellt sowie kleine Winkelflächen, ebene oder schräge Prismaführungen, Flankenwinkel an grösseren Gewinden und dergleichen gemessen bzw. geprüft werden.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Die Figur zeigt im Schnitt ein Neigungsmessgerät mit einem Ständer.
Mit zwei einseitig angeformten Nasen wird das Gehäuse 1 an dem jeweiligen Aufnahmeträger bzw.
-ständer mittels einer Rändelmutter angeschraubt.
Während einer schwenkenden Bewegung des Ständers bzw. Gehäuses hält das Pendel 2 seine senkrechte Lage nahezu ein, die sich über das Umlenkprisma 4 durch die Flüssigkeitslibelle 6 nachprüfen lässt. Zur Aufhellung des Lichtfeldes der Libelle ist über ihr ein Leitprisma 8 angeordnet. Um einen freien Durchblickausschnitt für das Umlenkprisma 4 zu bekommen, ist der Gradskalenring 7 mit segmentartigen Ausbrüchen versehen, die durch drei radiale Stege begrenzt werden. Sein äusserer Rand ist in dem Verstellring 3 zentriert. Falls hierbei gewünscht wird, den Skalenring 7 auf einen bestimmten Wert einzustellen, so muss an dem Verstellring 3 in der entsprechenden Richtung gedreht werden.
Der nach oben und unten weisende Zeiger 9 sitzt an dem Befestigungswinkel 10, der über das Leitprisma 8 gleichzeitig die Libelle 6 gegen ihre elastische untere Auflage 5 drückt. Nach unten gibt der Zeiger 9 die ganzen Grade oder Gradstufen auf dem Skalenring 7 und nach oben auf der umlaufenden Skalenscheibe 12 die Feinmesswerte an. Die beiden Skalen sind durch das Deckglas 11 nach der Aussenseite geschützt. Es ist ebenfalls in dem Verstellring 3 eingespannt und hat im Zentrum eine runde Öffnung für den hindurchragenden Einstellknopf 15, der auf das Skalenrad 13 aufgedrückt ist.
Damit sich die Reibung vermindert, läuft das Pendel 2 auf der elinseitig frei tragenden Achse 14 in zwei kleinen Kugellagern 16.
Der Antrieb der Feinwertskalenscheibe 12 erfolgt durch das an der Gehäuserückwand fest anliegende Zahnrad 18. Mit ihm lässt sich auch über den axial arretierten Gewindestift 17 die Nullage der Skalenscheibe 12 durch eine kleine Drehbewegung gegen über dem Gehäuse ein- und nachstellen. Durch das Zahnrad 18 setzt sich das kleine Zahnritzel 19, welches am Pendel in einem Steg gelagert ist, mit einer erhöhten Winkelgeschwindigkeit in Drehung, die von dem gegenseitig drehfest verbundenen Zahnrad 20 übernommen wird. Letzteres treibt wieder mit einer Übersetzung das Zahnritzel bzw. das Skalenrad 13 an, auf dem die Skalenscheibe 12 eingeklemmt ist, woraus sich ein vervielfachter Winkelweg als der ursprüngliche ergibt, der die Feinwertmarkierungen auf dieser ermöglicht.
Soll rückläufig ein bestimmter Winkelwert mittels des Einstellknopfes 15 festgehalten werden, dann drückt man durch ein Drehen der Rändelschraube 23 den Klemmschuh 25 gegen den ringförmigen Kranz 21 am Pendel. Für ein nur momentanes Andrücken ist die Rändelschraube in einem konischen Mutterstück 24 geführt, das durch die Blattfeder 22 gegen die konische Boh- rung im Gehäuse gedrückt wird.
Für eine wasser- bzw. staubdichte Ausführung lässt sich der Einstellknopf in dem Deckglas zentrieren und zur Verstellung gegen die Feinwertskalenscheibe bzw. das Skalenrad schieben, wobei er sich mittels einer angefügten Stirnverzahnung einkuppelt.
Es ist hierbei auch möglich, dass die Einstellung bzw. Nachregulierung der Lotrechten ab mittlerer Gerätegrösse selbständig mit Hilfe einer elektromagnetisch betätigten Einrichtung oder dergleichen bewirkt wird.
Eine günstige Anordnung für eine elektrische Lotregulierung erhält man damit, indem man an dem Pendel zwischen zwei isolierten Metallplättchen mit einem dünnen Silberdraht eine kleine elektrisch geladene Silberkugel aufhängt. Sobald dlie Kugel bei einer fehlerhaften Pendelstellung aus ihrer Mittellage herausschwingt, ändert sich die Kapazität in den Plättchen in einem gegenseitigen, annähernd quadratisch umgekehrten Verhältnis. Mit diesem zu verstärkenden Steuerstrom wird nun das Pendel je nach der Stromrichtung durch kleine elektromagnetische Impulse oder einen andauernden magnetischen Fluss so lange nach einer Seite bewegt, bis die Silberkugel wieder ihre Mittellage einnimmt. Zur Vermeidung einer Fehlanzeigung kann der elektrische Einpendelvorgang durch ein Lämpchen angezeigt werden.
Das Neigungsmessgerät lässt sich ausserdem an Maschinen oder Vorrichtungen mit schwenkbarer Spann- oder Messauflage befestigen oder gegebenenfalls fest einbauen.