Winkellibelle Unter dem Namen Winkellibelle sind seit langem Messgeräte bekannt, welche das Messen, Prüfen und Einstellen von Winkelwerten und Neigungen mecha nisch@er Bauteile zur Horizontalen bzw. zu einer vor gegebenen Bezugsebene gestatten.
Sie verwenden als Einstellelement eine Röhren libelle, deren Blase in horizontaler Stellung einspielt. Als Messwert ergibt sich dabei der Winkel zwischen der Libellen-Bezugsgeraden und der Grundfläche des Gehäuses, welches auf .die zu messende Fläche auf gesetzt wird.
Die bisher bekanntgewordenen Geräte verwen den als Winkelnormal einen Teilkreis mit Grad teilung und zur Ablesung und Interpolation der Grade ein Mikroskop mit einer Feinableseteilung in Bogenminuten. Ferner gestatten die meisten bisher bekanntgewordenen Geräte lediglich das Messen von Winkeln von 120 zur Horizontalen. Die Mikroskopablesung ist unbequem und erfordert ein Abschätzen der Zwischenwerte.
Demgegenüber soll es mit dem Gerät nach oder Neuerung ermöglicht werden können, Winkelmessun gen im ganzen Winkelbereich (360 ) mit einer Ge)- nauigkeit von wenigen Bogensekunden durchzufüh- ren, und die Messwerte werden digital angezeigt.
Die Winkellibelle nach der Neuerung zeichnet sich durch eine als Winkelnormal dienende ein- und ausrastbare Zahnkupplung mit einer hochgenauen Stirnverzahnung, ein zwischen Libellenträger und Zahnkupplung angeordnetes und Drehbewegungen winkelgetreu übertragendes Gelenk und einen an der Zahnkupplung angreifenden Feintrieb, der mit einer digitalen Anzeigevorrichtung verbunden ist, aus.
Die Neuerung sei nun beispielsweise an Hand der Fig.l-4 näher erläutert. Im einzelnen zeigen: Fig. 1 den Aufbau des Gerätes in räumlicher Darstellung bei aufgebrochenem Gehäuse, Fig. 2 das Ablesebild, Fig. 3 die Vorderansicht des Libellenträgers, Fig. 4 ein Gelenk zum winkelgetreuen über tragen von Drehbewegungen.
In einem Gehäuse 1 ist der Libellenträger 2 um seine horizontale Achse 3 drehbar gelagert. Der Libellenträger trägt eine zur Feineinstellung dienende Feinlibelle 4 und eine idie Grobeinstellung erleich ternde Groblibelle 5 (vergleiche Fig. 3). Eine eben falls mit dem Libellenträer verbundene Querlibelle 6 dient zur Kontrolle der seitlichen Neigung des Ge rätes. Ferner äst eine Nullverstellung 7 zur unab hängigen Justierung der Feinlibelle 4 gegenüber dem Libellenträger 2 vorhanden.
Letztere dient zum Ein, stellen eines runden Gradwertes in der Messausgangs- stellung.
Eine mit der Achse 3 und somit auch mit dem Libellenträger 2 fest verbundene Zahlentrommel 8 ist mit einer Gradskala versehen, deren jeweilige Lage an einem gehäusefesten Index 9 abgelesen wird. Die Zahlenwerte der Zahlentrommel 8 (in der Fig.l nur teilweise angedeutet) sind von 0 bis 90 steigend und von 90 bis 0 fallend :abwechselnd in zweierlei Farben am ganzen Umfang oder Trommel aufgetra gen. Die Zahlentrommel wird über eine Lupe 10 betrachtet.
Über ein noch näher zu beschreibendes Gelenk 11-24 (vergleiche Fig. 4) ist die aus dem Libellen träger 2, oder Zahlentrommel 8 und der Achse 3 be- .stehende Einheit mit dem schftbaren Teil 25 seiner Zahnkupplung 25, 26 verbunden. Das Teil 26 dieser Kupplung ist unabhängig vom Libellenträger 2 im Gehäuse 1 drehbar gelagert. Die beiden Kupplungs teile 25, 26 weisen an ihren gegenüberliegenden Stirnflächen ringförmig ;angeordnete Stirnverzahnun gen 27, 28 mit 360 Zähnen auf.
Diese Verzahnungen sind mit höchster Genauigkeit hergestellt, so dass bei ,iner gegenseitigen Verdrehung der beiden Zahn kupplungsteile 25, 26 um einen Zahn der Verzahnung 27 bzw. 28 sich die Winkeleinstellung bis auf we nige Bogensekunden genau um einen vollen Winkel grad ändert.
Im Libellenträger 2 ist ein Hebelpaar 29, 30 um die Bolzen 31, 32 drehbar gelagert und mit einem weiteren Hebelpaar 33 (nur ein Teil dar gestellt) verbunden, welches mit einem Schaltkonus 34 zusammenarbeitet. Bei einer gegeneinanderge- richteten Bewegung der Hebel 29, 30, d. h.
beim Zusammendrücken derselben, wird der Schaltkonus 34 entgegen der Kraft der Druckfeder 35 in axialer Richtung auf den Libellenträger 2 hin verschoben und zieht dabei das Zahnkupplungsteil 25 entgegen der Federkraft der Druckfedern 36, 36' aus dem Eingriff des Zahnkupplungsteiles 26 heraus.
Mit Hilfe des zusammengepressten Hebelpaares 29, 30 kann dann das gesamte aus Libellenträger 2, Zahlen trommel 8, Gelenk 11-24 und dem Zahnkupplungs- teil 25 bestehende Aggregat so lange gedreht wenden, bis die Blase der Groblibelle 5 eingespielt ist.
Beim Loslassen des Hebelpaares 29, 30 rastet dann das Zahnkupplungsteil 25 unter dem Druck der Federn 36, 36' wieder in das .in .seiner Lage unverändert gebliebene Kupplungsteil 26 ein. Aufgrund der be- schrieb--nen Ausbildung der Stirnverzahnung 27, 28 wird hierbei eine Grobverstellung um volle Winkel grade erzielt, deren Betrag an der Zahlentrommel 8 abzulesen ist.
Um eine winkelgetreue Übertragung von Dreh bewegungen von der selbstzentrierenden Zahnkupp lung 25, 26 zum Libellenträger 2 mit der erforder lichen Genauigkeit und losefrei durchführen zu kön nen, ist zwischen diesen ein Gelenk angeordnet. Ein derartiges Gelenk, das auch Schaltbewegungen in axialer Richtung zulässt, ist beispielsweise in Fig. 4 dargestellt.
Die beiden mit jeweils zwei Ansätzen 1l', 11" bzw. 12', 12" versehenen Gelenkteile 11, 12 sind mit denjenigen Geräteteilen fest verbunden, zwischen denen eine Drehbewegung winkelgetreu übertragen werden soll.
Zwischen den Teilen 11, 12 ist ein Zwischenteil 13 mit drei Ansätzen 13', 13", 13"' Die Ansätze dieser drei Gelenk teile 11, 12, 13 dienen als Lagerstellen für vier ein Parallelogramm bildende Pendelstifte 14, 15, 16, 17 und werden über Zugfedern 18, 19, 20, 21 zusammengehalten. Die Pendelstifte sind, wie @am teilweise aufgebrochenen Ansatz 11" gezeigt, mit ihren abgerundeten Enden in einer kegelförmigen Lagerbohrung frei verschwenkbar gelagert.
Das Zwi schenteil 13 wird mit Hilfe von drei Federn, von denen nur -die Federn 22 und 23 eingezeichnet sind, gegen das Kupplungsteil 12 über eine Dreipunkt- Kugelauflage (nur die Kugel 24 sichtbar) gedrückt.
Zum Erfassen :des wahren Winkelwertes, der erst bei einer genau eingespielten Feinlibelle 4 ein- gestellt ist, ist noch eine Feinverdrehung ödes Libel- lenträgers 2 überein Winkelgrad hinweg erforderlich. Hierzu dient eine über einen Einstellknopf 37 und ein Getriebe 38 verdrehbare Gewindespindel 39, die in einer gehäusefesten Mutter 40 geführt ist und an den langen Arm eines im Gehäuse 1 gelagerten Hebels 41 angreift.
An dem kurzen Arm dieses Hebels 41 liegt das mit dem Zahnkupplungsteil 26 verbundene Kontaktstück 42 unter der Einwirkung ,der Zugfeder 43 stets an. Bei einer Verdrehung des Einstellknopfes 37 wird somit das Zahnkupplungs- teil 26 sehr feinfühlig verdreht.
Diese Drehbewe gung wird nun über das mit dem Zahnkupplungs- teil 26 im Eingriff stehende Zahnkupplungsteil 25 und über das Gelenk 11-24 auf den Libellenträger 2 übertragen. Der oberbeschriebene Feintrieb wird nun so lange betätigt, bis die am Libellenträger 2 mon tierte Feinlibelle 4 genau eingespielt ist.
Die Drehun gen des Einstellknopfes 37 werden gleichzeitig über ein Getriebe 44 und einen Seiltrieb 45 auf zwei Zählwerke 46, 46' gegeben, die die Bogenminuten und -sekunden anzeigen. Um eine echte digitale An zeige zu erhalten, ist der Feintrieb mit einer Rastein richtung 51 versehen, die beispielsweise Schritte von 6 zu 6 Sekunden zulässt.
Das Zählwerk 46 weist eine andersfarbige Be zifferung als das Zählwerk 46' auf und ist so aus gebildet bzw. angeordnet, dass bei gleicher Dreh richtung des Feintriebes das eine Zählwerk vorwärts und das andere rückwärts zählt. Im Ablesebild (Fig. 2) erscheinen die Ziffern beider Zählwerke getrennt in den Feinablesefenstern 48, 49 und die Ziffern der Zahlentrommel 8 am Grobablesefenster 50.
Es wird der Feinwert stets an demjenigen Feinfablese- fenster 48 bzw. 49 abgelesen, bei dem die Farbe der Bezifferung der der im Grobablesefenster 50 erscheinenden Zifferfolge entspricht.
Im Ablosebei- spiel nach Fig. 2 stimme beispielsweise die Farbe der am Grobablesefenster 50 erscheinenden Ziffern mit der der im Feinablesefenster 48 sichtbaren 7n & fern überein, und es wird somit der Gesamtwinkel- wert 14 14' 12" abgelesen.