Libellen-Winkelmessgerät
Die Erfindung betrifft ein Libellen-Winkelmessgerät mit einem Anlegeholm und einer zusammen mit einer Winkelskala drehbaren Libelle.
Insbesondere im Bauhandwerk und in der Bauindustrie müssen sehr häufig Neigungswinkel zur Waagerechten oder zur Senkrechten bestimmt werden, um entsprechend massgerechte Teile in der Werkstatt nach Zeichnung anfertigen zu können. Das vorliegende Gerät dient dazu, Neigungswinkel zur Horizontalen oder zur Vertikalen zu bestimmen, und zwar in einer sehr vorteilhaft einfachen Weise, wobei der zu bestimmende Winkel an einer entsprechenden Kreisskala mit Hilfe von Teilstrichen abgelesen werden kann.
Es sind schon Winkelmessgeräte, mit denen Neigungswinkel zur Horizontalen oder zur Vertikalen bestimmt werden können, bekannt. Eines dieser bekannten Geräte besteht aus einem halb mit Flüssigkeit gefüllten, durchsichtigen zylindrischen Behälter, auf dessen Stirnseite eine Gradskala angeordnet ist. Die Winkelskala ist dabei auf die Längsseite des Holms, in dem der flüssigkeitsgefüllte Zylinder untergebracht ist, bezogen, und das Ablesen des Winkelwertes erfolgt in der Weise, dass festgestellt wird, mit welchem Teilstrich die Oberfläche des Flüssigkeitsspiegels übereinstimmt.
Wegen der Kapillarwirkung ist jedoch eine genaue Winkelbestimmung nicht möglich. Ausserdem verstreicht immer eine geraume Zeit, bis der Flüssigkeitsspiegel sich eingependelt hat und ruhig stehen bleibt. Die Praxis hat gezeigt, dass dieses Gerät nicht brauchbar ist.
Bei einem anderen Winkelmessgerät ist eine Pendelmasse an einer horizontal und senkrecht zur Anlegekante eines Holmes angeordneten Zeigerachse befestigt, die leicht drehbar gelagert ist. Der Zeiger ist vor einer freistehenden Winkelskala angeordnet, an der die gemessenen Winkelwerte abgelesen werden können.
Wegen der Lagerreibung der Zeigerwelle, an der auch die Pendelmasse hängt, ist die mögliche Messgenauigkeit unzulänglich. Ausserdem muss bei jeder Messung zu lange gewartet werden, bis sich der einpendelnde Zeiger in Ruhe befindet.
Es gibt noch ein anderes Libellen-Winkelmessgerät, das aus einem rechteckigen, mit vier Anlegeprismen versehenen Rahmen und einer darin drehbar angeordneten Skalenscheibe besteht, und bei dem die Libelle auf einem aus der Skalenfläche herausragenden Handgriff befestigt ist. Dieses Gerät wird meist im Maschinenbau zur Aufstellung von Metallbearbeitungsmaschinen verwendet. Der Nachteil dieses Gerätes besteht darin, dass der Benutzer beide Hände benötigt, um die Einstellung der Winkelskala auf den zu messenden Wert vorzunehmen. Der Bedienende muss nämlich mit einer Hand den Rahmen an das zu messende Objekt halten und mit der anderen Hand die Skaleneinstellung an dem Handgriff vornehmen. Deshalb ist dieses Gerät für die Verwendung insbesondere in der Bauindustrie und im Bauhandwerk vollkommen ungeeignet.
Gegenüber diesen bekannten Geräten hat das erfindungsgemässe Gerät den Vorteil, dass es mit einer Hand bedient werden kann und dass es in seinem konstruktiven Aufbau sehr einfach und billig ist und dass es sich ausserdem handhaben lässt wie eine jedem Bauhandwerker geläufige Wasserwaage.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Libelle und die Winkelskala auf einer mit einem Rändel versehenen drehbar gelagerten Scheibe angeordnet sind und dass die Scheibe in einem Hohlraum des Anlegeholmes vertieft untergebracht ist wobei der Rändel durch die Öffnung im Holm dem Finger des Benutzers zugänglich ist.
In weiterer vorteilhafter Ausbildung der Erfindung weist die Winkelskala eine 3600-Teilung auf, die in vier Felder von jeweils oO bis 900 aufgeteilt ist und der zwei um 900 versetzte feststehende Strichmarkierungen mit Horizontal. und Vertikalkennzeichnung zugeordnet sind.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass auf der Rückseite des Holmes eine Stellschmiege angeordnet ist, die schwenkbar auf einem Schraubenschaft sitzt und am befestigten Ende eine halbkreisförmige Winkelskala aufweist. die im Zusammenwirken mit einer feststehenden Strichmarkierung den Stellwinkel anzeigt.
Weitere Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden auf die beiliegenden Zeichnungen bezugnehmenden Beispielsbeschreibung zu entnehmen.
In den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 eine Vorderansicht des Winkelmessgerätes in dem Mittelabschnitt des Holmes,
Fig. 2 einen Querschnitt längs der Schnittlinie ab der Fig. 1,
Fig. 3 das komplette Gerät von der Rückseite mit einer Stellschmiege,
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Schnittlinie cd der Fig. 3,
Fig. 5 eine vorteilhafte Variante des Erfindungsgegenstandes in kompletter Darstellung in Vorderansicht, und die
Fig. 6, 7, 8, 9 Teilschnitte durch den Holm und die auf seiner Unterseite angeordnete Metallschiene.
Das eigentliche Winkelmessgerät ist ein Holm 1, der vorzugsweise aus Hartholz rechteckigen Querschnitts besteht, und dessen Länge den bisher üblichen Abmessungen von Wasserwaagen angepasst sein kann. Etwa auf der Hälfte seiner Länge ist in dem Holm 1 eine Aussparung 2 eingefräst, derart, dass noch ein Boden 3 und eine Rückwand 4 stehenbleiben. In der Aussparung 2 sitzt eine runde Scheibe 5, die an ihrem Umfang mit einem Rändel 6 versehen ist, der durch die Öffnung 8 einer oberen Abdeckplatte 7 vom Benutzer mittels des Fingers verstellbar ist.
In der vorderen Kreisfläche der Scheibe 5 ist eine Vertiefung 9 vorgesehen, in der die Libelle 10 in Längsrichtung des Holmes 1 befestigt ist. Diese Kreisfläche ist begrenzt durch einen Ansatz 11 und abgedeckt durch eine runde gleich grosse Skalenscheibe 12. Die Skalenscheibe 12 ist fest mit der Scheibe 5 verbunden.
Durch den Ansatz 11 ist die Scheibe 5 in einer Deckplatte 13 mit rundem Ausschnitt leicht drehbar geführt. Die Deckplatte 13 hat eine quadratische Aussenform und ist mittels vier Holzschrauben 14 zusammen mit einer darüber gelegten durchsichtigen Scheibe 15 befestigt. In der Skalenscheibe ist ein Fenster 12' vorgesehen, durch welches die Libelle 10 sichtbar ist. In einem Abstand von 900, bezogen auf den Mittelpunkt der Skalenscheibe 12, sind auf der Deckplatte 13 zwei Strichmarkierungen 16 und 17 angebracht, deren gegenüberstehende Teilstriche der Skalenscheibe jeweils den zu messenden Winkelwert anzeigen. Die Strichmarkierungen 16 und 17 sind entweder verschiedenfarbig ausgelegt oder beispielsweise mit einem Buchstaben h (horizontal) und v (vertikal) bezeichnet. An der Peripherie der Skalenscheibe 12 sind die Grad-Teilstriche aufgebracht.
Die Bezeichnung dieser Grad-Teilstriche weist aber nicht die natürliche Reihenfolge von 0 bis 3600 auf, sondern aneinandergereiht zweimal die Bezeichnungen von 0 bis 90, 90 bis 00, wobei die 0 zweimal um 1800 versetzt vorkommt und jeweils beiden Feldern gemeinsam ist.
Durch eine Tellerfeder 18, die in einer Vertiefung 19 der Scheibe 5 sitzt, wird die Scheibe 5 an der Rückwand 4 des Holmes 1 etwas abgestützt und gleichzeitig gegen Verdrehen etwas gebremst.
Der Ansatz 11 ist zusammen mit der Dicke der Skalenscheibe 12 so bemessen, dass die Aussenfläche der Skalenscheibe 12 und die Aussenfläche der Deckplatte 13 in einer Ebene liegen und ein einwandfreies Ablesen der Winkelstellung an den Markierungen 16 oder 17 möglich ist.
An der Unterseite des Holmes 1 ist eine Metallschiene 20 angebracht, die als Anlegefläche dient und die widerstandsfähiger ist gegen Beschädigungen als Holz.
Da Holz und Metall gegenläufig Wärmeausdehnungseigenschaften haben, ist die Verbindung zwischen der Metallschiene 20 und dem hölzernen Holm 1 so zu gestalten, dass sich beide in Längsrichtung gegeneinander im Rahmen der temperaturabhängigen Ausdehnung verschieben können. Wird dies nicht beachtet, so ist damit zu rechnen, dass die Metallschiene sich in Längsrichtung wellenförmig verzieht und keine ebene Auflagefläche mehr bildet. In den Figuren 6, 7, 8 und 9 sind zwei Ausführungsbeispiele für die Befestigung der Metallschiene 20 am Holm 1 gezeigt. Dabei hat die in den Figuren 6 und 7 gezeigte Metallschiene 21 ein rechteckiges U-Profil und die Metallschiene 20 der Figuren 8 und 9 ein T-Profil. Der untere Teil des Holmes 1' ist so geformt, dass er gerade zwischen die beiden Wangen 22 und 23 der Schiene 21 passt.
Die Befestigung der Schiene 21 erfolgt durch Schrauben 24, deren Köpfe in der einen Seitenwange 21 versenkt sind und deren Schaftenden in dem Gewindeloch der Wange 23 sitzen.
Das Schraubenloch 26 im Holm 1' hat nicht die sonst übliche kreisrunde Form mit einem Durchmesser, der gerade dem Schaftdurchmesser der Schraube 24 entspricht, sondern ist als längskantenparalleles Langloch ausgebildet, so dass sich die durchgesteckte Schraube 24 in Längsrichtung darin verschieben kann.
Wenn die Metallschiene 20 ein T-Profil gemäss Fig. 8 und 9 hat und ihr Steg 27 in einer Nut des Holmes 1 sitzt, so kann die Befestigung am Holm 1 mittels Holzschrauben 28 erfolgen, deren Köpfe in der Seitenfläche des Holmes versenkt sind. Bei dieser Ausführungsform ist das längskantenparallele Langloch 29 nicht im Holm 1 sondern im Steg 27 der Schiene 20 vorgesehen, weil die Holzschraube 28 in das Holz eingeschraubt wird und sich nicht bewegen kann. Der Steg 27 der Schiene 20 hat jedoch dadurch die Möglichkeit, der temperaturbedingten Längenausdehnung der Metallschiene zu folgen.
Selbstverständlich sind die Langlöcher 26 und 29 in ihrer Breite so bemessen, dass die Schäfte der Schrauben 24 und 28 eine gute Passung darin finden.
Eine noch einfachere aber nicht zeichnerisch dargestellte Lösung zur Befestigung der Metallschiene 20 bzw.
21 am Holm 1 bzw. 1' könnte darin bestehen, dass die Metallschiene wieder als U-Profil gemäss Fig. 7 verwendet wird, bei dem aber die beiden Seitenwangen 22 und 23 an ihren oberen Enden innen mit Wülsten versehen sind, die in entsprechenden Längsnuten des Holmes 1' Halt finden. Bei dieser Lösung wäre dann nur eine einzige in der Mitte von unten einschraubbare Schraube zur Befestigung nötig. Diese Schraube hätte dann nur die Aufgabe, ein Herausschieben der Schiene bzw. des Holmes aus der Schiene zu verhindern.
Die Handhabung des Gerätes erfolgt in der Weise, dass der Holm 1 mit der Anlegeschiene 20 bzw. 21 an das Objekt angelegt und dann mit einem Finger der Hand, mit welcher das Gerät gehalten wird, am Rändel 6 der Scheibe 5 durch die Öffnung 8 der Deckplatte 7 so lange verdreht wird, bis die Luftblase 10' in der Libelle 10 sich zwischen den beiden Libellenmarkierungen 10" befindet.
Je nach dem, ob nun der Neigungswinkel zur Senkrechten oder zur Waagerechten bestimmt werden soll, wird nun entweder an der Markierung 17 oder 16 der Winkelwert auf der Winkelskala der Skalenscheibe 12 abgelesen.
Bei einem feststehenden Objekt wird das Gerät meist dazu benutzt, einen vorhandenen Winkel zu messen. Es kann aber auch vorkommen, dass ein noch nicht befestigtes sondern bewegliches Objekt in einen bestimmten Neigungswinkel zur Horizontalen oder Vertikalen gebracht werden soll. In diesem Falle wird dann zuerst der gewünschte Winkelwert an der Skala der Skalenscheibe 12 in bezug auf die Markierungen 16 oder 17 eingestellt, dann das Gerät an die Messkante des beweglichen Objektes angelegt und das Objekt so lange verschoben, bis die Libelle 10 wieder spielt. Besonders bei dieser Verwendungsart ist es sehr wichtig, dass der Benutzer eine Hand zum Halten des beweglichen Objektes frei hat, was aber auch bei der vorbeschriebenen Benutzungsart von grossem Vorteil ist.
Dadurch, dass die Drehmöglichkeit der Scheibe 5 in keiner Weise begrenzt ist und die Skala 12 zwei Halbkreisfelder mit Gradeinteilungen von 0 bis 90 und 90 bis 0 aufweist, ist es auch möglich, das Gerät nicht nur von oben an eine Messkante anzulegen sondern auch von unten; das heisst, dass in jedem Falle die Metallschiene 20 bzw. 21, die die eigentliche Messkante des Gerätes darstellt, an das Objekt angelegt werden kann, unabhängig davon, ob das Gerät von oben auf die zu messende Fläche oder von unten angelegt werden muss. Das Gerät kann immer so gehalten werden, dass die Öffnung 8 nicht verdeckt wird und die Scheibe 5 leicht durch den Finger der haltenden Hand verstellt werden kann. Die Ablesung erfolgt in allen Fällen auf die gleiche Art und Weise.
Wird an der Markierung 16 mit der Bezeichnung h) y oder beispielsweise mit der Farbe schwarz abgelesen, so wird dadurch der Winkel zur Horizontalen bestimmt, erfolgt die Ablesung an der Markierung 17, die mit einem v bezeichnet oder beispielsweise mit roter Farbe ausgelegt ist, so wird der Neigungswinkel zur Senkrechten bestimmt.
Um nun den gemessenen Winkel gleich ohne zusätzliches Hilfswerkzeug beispielsweise auf ein Brett, das entsprechend zugesägt werden soll, übertragen zu können, ist in weiterer vorteilhafter Ausbildung der Erfindung der Holm 1 mit einer Stellschmiege 30 versehen, wie in Fig. 3 dargestellt. Die Stellschmiege ist mit einer Schraube 31, die durch den Holm 1 hindurchgeführt ist und mit einer Flügelmutter 32 gespannt werden kann, schwenkbar am Holm 1 befestigt. Ihr hinteres Ende 30' ist halbkreisförmig abgerundet und mit einer Winkelskala 33 versehen. Über der Skala ist eine feststehende Strichmarkierung 34 angeordnet, an der der gewünschte Winkel eingestellt werden kann.
Auf der Rückseite weist der Holm 1 an drei Kanten einen Rahmen 35 auf, innerhalb dessen Ebene die Schmiege 30 liegt, und durch den sie einerseits etwas geschützt ist und andererseits, wenn sie nicht benötigt wird, in eine Stellung gebracht werden kann, in der sie nicht stört. Zu diesem Zweck ist der eine Schenkel 36 des Rahmens 35 mit einer Abdeckzunge 37 versehen, hinter welche das freie Ende der Stellschmiege 30 in ihrer nicht benutzten Lage zu liegen kommt.
Durch die Kombination mit der Stellschmiege 30 ist das Gerät gleichzeitig noch als Winkelanreissgerät verwendbar.
Um das Gerät auch als normale landläufige Wasserwaage verwenden zu können, ist es gemäss Fig. 5 mit zwei zusätzlichen feststehenden Libellen 39 und 38 versehen, von denen die eine 38 als Vertikal- und die andere 39 als Horizontallibelle benutzt wird.
Nicht nur im Hinblick auf die äusserst einfache
Bedienung des Gerätes sondern auch durch die konstruk tive Anordnung der Winkelmessvorrichtung im Holm weist das Gerät grosse Vorteile auf, denn es sind keine aus den Holmflächen hervorstehenden Teile vorhanden, wenn man von der Flügelmutter 32 absieht, mit der die
Stellschmiege 30 befestigt wird. Um aber auch auf die
Flügelmutter 32 zur Befestigung der Stellschmiege 30 verzichten zu können, gibt es die Möglichkeit, die
Stellschmiege auf einer Ansatzschraube zu lagern und mittels Tellerfedern gegen selbsttätige Verstellung durch
Reibung zu sichern.
Mit diesem Gerät ist dem Handwerker und auch dem Ingenieur, insbesondere der Baubranche ein Werkzeug in die Hand gegeben, das einfach im Gebrauch, unempfindlich gegen äussere Einflüsse und vor allem mit einer zuverlässigen und guten Messgenauigkeit ausgerüstet ist.
Seine Handhabung erfordert keine besonderen geistigen Anstrengungen und wird deshalb allen anderen bisherigen ähnlichen Geräten bevorzugt werden.
Der Holm 1 kann statt aus Holz auch aus Kunststoff oder Metall gefertigt sein.