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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Mittelpunktes einer Stirnfläche eines zylinderförmigen Körpers nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und einen Gliedermaßstab zur Durchführung des Verfahrens nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 4.
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Aus dem Stand der Technik sind verschiedene geometrische Methoden allgemein bekannt, den Mittelpunkt eines Kreises zu konstruieren. Des Weiteren sind aus dem Stand der Technik Gliedermaßstäbe zum Messen von Längenabmessungen allgemein bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Verfahren zur Ermittlung des Mittelpunktes einer Stirnfläche eines zylinderförmigen Körpers und einen verbesserten Gliedermaßstab zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Ermittlung des Mittelpunktes einer Stirnfläche eines zylinderförmigen Körpers mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einen Gliedermaßstab zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 4.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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In einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ermittlung des Mittelpunktes einer Stirnfläche eines zylinderförmigen Körpers mittels eines Gliedermaßstabs, welcher zumindest vier schwenkbar aneinander befestigte Glieder aufweist, wird der Gliedermaßstab durch Schwenken der vier Glieder relativ zueinander derart gefaltet, dass einander zugewandte Innenkanten des zweiten und des vierten Gliedes zwischen sich einen Winkel aufspannen und eine Kante des ersten Gliedes eine Winkelhalbierende dieses Winkels bildet, wobei danach folgende Schritte durchgeführt werden:
- – Anlegen des zylinderförmigen Körpers derart an den Gliedermaßstab oder Anlegen des Gliedermaßstabs derart an den zylinderförmigen Körper, dass die einander zugewandten Innenkanten des zweiten Gliedes und des vierten Gliedes an einer Mantelfläche des zylinderförmigen Körpers anliegen und dass das erste Glied an der Stirnfläche des zylinderförmigen Körpers, deren Mittelpunkt zu bestimmen ist, anliegt,
- – Anzeichnen einer ersten Linie zumindest auf einem mittleren Bereich der Stirnfläche des zylinderförmigen Körpers entlang der Kante des ersten Gliedes, welche die Winkelhalbierende des Winkels zwischen dem zweiten Glied und dem vierten Glied bildet,
- – Drehen des zylinderförmigen Körpers um seine Rotationsachse um einen Drehwinkel kleiner als 180° oder Schwenken des Gliedermaßstabs um die Rotationsachse des zylinderförmigen Körpers um einen Schwenkwinkel kleiner als 180°,
- – Anzeichnen einer zweiten Linie zumindest auf dem mittleren Bereich der Stirnfläche des zylinderförmigen Körpers entlang der Kante des ersten Gliedes, welche die Winkelhalbierende des Winkels zwischen dem zweiten Glied und dem vierten Glied bildet,
wobei der Punkt, in welchem sich die beiden Linien kreuzen, als Mittelpunkt der Stirnfläche bestimmt wird.
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Das Drehen des zylinderförmigen Körpers oder das Schwenken des gefalteten Gliedermaßstabs kann im Uhrzeigersinn oder entgegen des Uhrzeigersinns erfolgen.
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Unter einem zylinderförmigen Körper ist hier ein zumindest im Wesentlichen zylinderförmiger Körper zu verstehen, d. h. ein Körper, welcher ausgehend von der Stirnfläche, deren Mittelpunkt zu ermitteln ist, eine zylinderförmige Mantelfläche aufweist, die sich in Längsrichtung des Körpers zumindest derart weit erstreckt, um das zweite Glied und das vierte Glied des gefalteten Gliedermaßstabs daran anlegen zu können.
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Das Verfahren ist mittels eines Gliedermaßstabs durchführbar, welcher zumindest vier schwenkbar aneinander befestigte Glieder umfasst, die durch Schwenken relativ zueinander derart faltbar sind, dass einander zugewandte Innenkanten des zweiten und des vierten Gliedes zwischen sich einen Winkel aufspannen und eine Kante des ersten Gliedes eine Winkelhalbierende dieses Winkels bildet.
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Mittels des Verfahrens und des Gliedermaßstabs zur Durchführung des Verfahrens ist auf sehr einfach und schnell durchzuführende Weise eine exakte Ermittlung des Mittelpunktes zumindest einer Stirnfläche oder beider Stirnflächen von zylinderförmigen Körpern möglich. Das Verfahren und der Gliedermaßstab können beispielsweise von Handwerkern sehr vorteilhaft eingesetzt werden, um auf Baustellen oder an herzustellenden Produkten eine derartige hochgenaue und schnell durchzuführende Mittelpunktermittlung durchzuführen.
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Dabei ist die Verwendung des Gliedermaßstabs, auch als Gliedergelenkmaßstab bezeichnet, besonders vorteilhaft beispielsweise bei einem Einsatz durch Handwerker auf Baustellen oder in ihren Werkstätten oder Fertigungsbetrieben, da für derartige handwerkliche Tätigkeiten ein Gliedermaßstab bereits zur Grundausstattung gehört und dadurch jederzeit zur Verfügung steht. Daneben ist der Gliedermaßstab auch für weitere dem Gliedermaßstab entsprechende Einsatzzwecke zu verwenden.
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Prinzipiell kann mit dem Verfahren und dem Gliedermaßstab auf die beschriebene Weise auch ein Mittelpunkt einer Stirnfläche eines kegelförmigen oder kegelstumpfförmigen Körpers ermittelt werden, jedoch liegen dann die Innenkanten des zweiten Gliedes und des vierten Gliedes nicht über ihre gesamte Breite an der Mantelfläche des zylinderförmigen Körpers an, so dass die parallele Ausrichtung des ersten Gliedes zur Stirnfläche des Körpers, d. h. das Aufliegen des ersten Gliedes auf der Stirnfläche, deren Mittelpunkt zu bestimmen ist, manuell sicherzustellen ist, durch eine entsprechende manuelle Ausrichtung und Halterung des Gliedermaßstabs zum Körper bzw. des Körpers zum Gliedermaßstab.
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Vorteilhafterweise ist der Gliedermaßstab aus Kunststoff, aus Metall und/oder aus Holz ausgebildet. Auf diese Weise ist eine einfache und insbesondere kostengünstige Herstellung des Gliedermaßstabs und eine robuste Ausbildung des Gliedermaßstabs ermöglicht. Aufgrund der robusten Ausbildung ist der Gliedermaßstab über einen langen Zeitraum auch bei beispielsweise auf Baustellen oder in Handwerksbetrieben herrschenden Umgebungsbedingungen ohne Beschädigungen oder einen die Genauigkeit des Gliedermaßstabs zu stark beeinflussenden Verschleiß einzusetzen, so dass auch nach einem langen Einsatzzeitraum noch eine exakte Mittelpunktermittlung sichergestellt ist.
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Vorzugsweise wird der Gliedermaßstab derart gefaltet, dass ein Bereich der Kante des ersten Gliedes, welche die Winkelhalbierende des Winkels zwischen dem zweiten Glied und dem vierten Glied bildet, auf einer Position des dritten Gliedes aufliegt, welche die Mitte zwischen Schwenkachsen bildet, über welche das zweite Glied und das vierte Glied mit dem dritten Glied schwenkbar verbunden sind. Zu diesem Zweck umfasst der Gliedermaßstab vorzugsweise eine Markierung auf dem dritten Glied, welche die Mitte zwischen Schwenkachsen markiert, über welche das zweite Glied und das vierte Glied mit dem dritten Glied schwenkbar verbunden sind. Dies ermöglicht eine einfache und exakte Ausrichtung des ersten Gliedes, so dass sichergestellt ist, dass die Kante des ersten Gliedes auch tatsächlich die Winkelhalbierende des zwischen den Innenkanten des zweiten Gliedes und des vierten Gliedes aufgespannten Winkels bildet. Diese Markierung ist vorzugsweise als ein Anschlag für das erste Glied am dritten Glied ausgebildet, an welchem das erste Glied anzulegen oder in welchen es einzurasten ist, um auf diese Weise eine exakte Ausrichtung des ersten Gliedes sicherzustellen und während des Verfahrens beizubehalten.
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Zweckmäßigerweise sind zumindest das zweite Glied und das vierte Glied gleich lang und die Schwenkachsen der Glieder weisen jeweils einen gleichen Abstand von der nächstgelegenen Stirnseite des jeweiligen Gliedes auf. Der Gliedermaßstab wird dann derart gefaltet, dass vom dritten Glied abgewandte Endbereiche des zweiten Gliedes und des vierten Gliedes übereinander positioniert sind. Dies ermöglicht auf einfache Weise eine exakte Ausrichtung des zweiten Gliedes und des vierten Gliedes zueinander, so dass durch eine entsprechende Ausrichtung des ersten Gliedes dessen Kante exakt die Winkelhalbierende des Winkels bildet, welcher zwischen den einander zugewandten Innenkanten des zweiten Gliedes und des vierten Gliedes aufgespannt wird.
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Vorteilhafterweise sind, wie bei einem üblichen Gliedermaßstab, zumindest die vier Glieder des Gliedermaßstabes oder zweckmäßigerweise alle Glieder des Gliedermaßstabes gleich lang und die Schwenkachsen der Glieder weisen jeweils einen gleichen Abstand von der nächstgelegenen Stirnseite des jeweiligen Gliedes auf. Dies ermöglicht ein einfaches Ausrichten der Glieder zueinander und ein einfaches Zusammenfalten des Gliedermaßstabs, um diesen Platz sparend verstauen zu können.
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Vorteilhafterweise umfasst der Gliedermaßstab zumindest eine weitere Markierung auf dem zweiten Glied und/oder auf dem vierten Glied im vom dritten Glied abgewandten Endbereich, welche die Position markiert, in welcher das zweite Glied und das vierte Glied übereinander anzuordnen sind, um den Winkel auszubilden. Auf diese Weise wird die korrekte Ausrichtung der Glieder zueinander, insbesondere des zweiten und vierten Gliedes zueinander sichergestellt.
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Vorzugsweise ist diese zumindest eine weitere Markierung als ein Anschlag ausgebildet, so dass das zweite Glied am ersten Glied anzulegen oder einzurasten ist und/oder das erste Glied am zweiten Glied anzulegen oder einzurasten ist. Dadurch ist die korrekte Ausrichtung der Glieder, insbesondere des zweiten und vierten Gliedes zueinander sichergestellt und durch das bevorzugte Einrasten ist sichergestellt, dass diese Ausrichtung während des Verfahrens nicht verändert wird.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Darin zeigen:
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1 schematisch einen zur Ermittlung des Mittelpunktes einer Stirnfläche eines zylinderförmigen Körpers gefalteten Gliedermaßstab und einen zylinderförmigen Körper in einer ersten Ausrichtung in Draufsicht,
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2 schematisch einen zur Ermittlung des Mittelpunktes einer Stirnfläche eines zylinderförmigen Körpers gefalteten Gliedermaßstab und einen zylinderförmigen Körper in einer zweiten Ausrichtung in Draufsicht, und
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3 schematisch eine Stirnfläche eines zylinderförmigen Körpers in Draufsicht.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die 1 und 2 zeigen schematisch einen Gliedermaßstab 1 und einen zylinderförmigen Körper K, wobei mittels des Gliedermaßstabs 1 ein Verfahren zur Ermittlung des Mittelpunktes M einer Stirnfläche S des zylinderförmigen Körpers K durchführbar ist. Der zylinderförmige Körper K ist in 1 in einer ersten Ausrichtung und in 2 in einer zweiten Ausrichtung dargestellt.
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Der Gliedermaßstab 1 weist zumindest vier schwenkbar aneinander befestigte Glieder 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 auf. Diese Glieder 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 sind im hier dargestellten Beispiel alle gleich lang. Die Glieder 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 sind über Schwenkachsen S1, S2, S3 miteinander verbunden, welche jeweils einen gleichen Abstand von der nächstgelegen Stirnseite des jeweiligen Gliedes 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 aufweisen. Auf diese Weise ist das erste Glied 1.1 mit dem zweiten Glied 1.2 schwenkbar verbunden. Das zweite Glied 1.2 ist des Weiteren mit dem dritten Glied 1.3 schwenkbar verbunden und das dritte Glied 1.3 ist des Weiteren mit dem vierten Glied 1.4 schwenkbar verbunden. Dies kann sich mit hier nicht dargestellten weiteren Gliedern des Gliedermaßstabs 1 fortsetzen.
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Im Verfahren wird der Gliedermaßstab 1 zunächst durch Schwenken der vier Glieder 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 relativ zueinander derart gefaltet, dass einander zugewandte Innenkanten I1, I2 des zweiten Gliedes 1.2 und des vierten Gliedes 1.4 zwischen sich einen Winkel aufspannen und eine Kante K1 des ersten Gliedes 1.1 eine Winkelhalbierende dieses Winkels bildet, wie in den 1 und 2 dargestellt. Dazu wird der Gliedermaßstab 1 derart gefaltet, dass vom dritten Glied 1.3 abgewandte Endbereiche EB des zweiten Gliedes 1.2 und des vierten Gliedes 1.4 übereinander positioniert werden. Bei gleich langen Gliedern 1.2, 1.3, 1.4 wird auf diese Weise durch das zweite Glied 1.2, das dritte Glied 1.3 und das vierte Glied 1.4 ein gleichseitiges Dreieck ausgebildet.
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Zudem wird der Gliedermaßstab 1, um die Kante K1 als Winkelhalbierende des Winkels zwischen den einander zugewandten Innenkanten I1, I2 des zweiten Gliedes 1.2 und des vierten Gliedes 1.4 auszurichten, derart gefaltet, dass ein Bereich der Kante K1 des ersten Gliedes 1.1, welche die Winkelhalbierende des Winkels zwischen dem zweiten Glied 1.2 und dem vierten Glied 1.4 bilden soll, auf einer Position des dritten Gliedes 1.3 aufliegt, welche die Mitte zwischen den Schwenkachsen S2, S3 bildet, über welche das zweite Glied 1.2 und das vierte Glied 1.4 mit dem dritten Glied 1.3 schwenkbar verbunden sind. Nachdem das zweite Glied 1.2 und das vierte Glied 1.4 bereits korrekt zueinander ausgerichtet sind, wird hierzu dieser Bereich der Kante K1 durch Schwenken des ersten Gliedes 1.1 auf diese Position des dritten Gliedes 1.3 aufgelegt, welche die Mitte zwischen den Schwenkachsen S2, S3 bildet, über welche das zweite Glied 1.2 und das vierte Glied 1.4 mit dem dritten Glied 1.3 schwenkbar verbunden sind. Dadurch ist die Kante K1, des ersten Gliedes 1.1 als diese Winkelhalbierende ausgerichtet.
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Diese Position auf dem dritten Glied 1.3 ist mit einer Markierung A versehen, so dass ein exaktes Ausrichten des ersten Gliedes 1.1 zum dritten Glied 1.3 ermöglicht wird. Im hier dargestellten Beispiel ist diese Markierung A als ein Mittelstrich einer Skale auf dem dritten Glied 1.3 ausgebildet, beispielsweise als ein Mittelstrich einer Skale zur Längenmessung. Vorteilhafterweise ist diese Markierung A als ein Anschlag für das erste Glied 1.1 am dritten Glied 1.3 ausgebildet, an welchem das erste Glied 1.1 anzulegen oder bevorzugt einzurasten ist. Auf diese Weise wird eine einfache Ausrichtung des ersten Gliedes 1.1 ermöglicht und bei einem Einrasten des ersten Gliedes 1.1 am dritten Glied 1.3 in dieser Position wird sichergestellt, dass diese Ausrichtung des ersten Gliedes 1.1 während des Verfahrens nicht verändert wird.
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Vorteilhafterweise umfasst der Gliedermaßstab 1 zudem zumindest eine hier nicht näher dargestellte weitere Markierung auf dem zweiten Glied 1.2 und/oder auf dem vierten Glied 1.4 im vom dritten Glied 1.3 abgewandten Endbereich EB, welche die Position markiert, in welcher das zweite Glied 1.2 und das vierte Glied 1.4 übereinander anzuordnen sind, um den Winkel auszubilden. Auf diese Weise kann auch diese Positionierung des zweiten Gliedes 1.2 und des vierten Gliedes 1.4 zueinander auf einfache und sichere Weise korrekt eingestellt werden. Diese zumindest eine weitere Markierung ist vorteilhafterweise ebenfalls als ein Anschlag ausgebildet. So dass das zweite Glied 1.2 und das vierte Glied 1.4 durch Anschlagen an diesem Anschlag auf einfache Weise korrekt eingestellt werden können und vorzugsweise einrasten, so dass sichergestellt ist, dass sich auch diese Ausrichtung des zweiten Gliedes 1.2 und des vierten Gliedes 1.4 zueinander während des Verfahrens nicht verändert.
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Im Verfahren wird, wie in 1 dargestellt, nachdem der Gliedermaßstab 1 auf die beschriebene Weise in die in 1 dargestellte Form gefaltet wurde, der zylinderförmige Körper K derart an den Gliedermaßstab 1 angelegt oder der Gliedermaßstab 1 derart an den zylinderförmigen Körper K angelegt, dass die einander zugewandten Innenkanten I1, I2 des zweiten Gliedes 1.2 und des vierten Gliedes 1.4 an einer Mantelfläche des zylinderförmigen Körpers K anliegen und dass das erste Glied 1.1 an der Stirnfläche S des zylinderförmigen Körpers K, deren Mittelpunkt M zu bestimmen ist, anliegt. Anschließend wird eine erste Linie L1 zumindest auf einem mittleren Bereich der Stirnfläche S des zylinderförmigen Körpers K entlang der Kante K1 des ersten Gliedes 1.1, welche die Winkelhalbierende des Winkels zwischen dem zweiten Glied 1.2 und dem vierten Glied 1.4 bildet, angezeichnet.
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Danach wird, wie in 2 mittels des Pfeils P dargestellt, der zylinderförmige Körper K um seine Rotationsachse um einen Drehwinkel kleiner als 180° gedreht, oder der Gliedermaßstab 1 wird um die Rotationsachse des zylinderförmigen Körpers K um einen Schwenkwinkel kleiner als 180° geschwenkt. Dadurch ist in 2 bereits die erste Linie L1 sichtbar. Im hier dargestellten Beispiel wird der zylinderförmige Körper K im Uhrzeigersinn gedreht, es wäre jedoch auch eine Drehung des zylinderförmigen Körpers K oder ein Schwenken des Gliedermaßstabs 1 entgegen des Uhrzeigersinns möglich. Auch ein Drehen des zylinderförmigen Körpers K und ein Schwenken des Gliedermaßstabs 1 derart, dass insgesamt eine Relativbewegung des Gliedermaßstabs 1 zum zylinderförmigen Körper K um weniger als 180° erfolgt, wäre möglich. Ein Drehen des zylinderförmigen Körpers K oder ein Schwenken des Gliedermaßstabs 1 um mehr als 180° wäre auch möglich, es müssen lediglich Vielfache von 180° vermieden werden.
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Nun wird eine zweite Linie L2 zumindest auf dem mittleren Bereich der Stirnfläche S des zylinderförmigen Körpers K entlang der Kante K1 des ersten Gliedes 1.1, welche die Winkelhalbierende des Winkels zwischen dem zweiten Glied 1.2 und dem vierten Glied 1.4 bildet, angezeichnet. Damit diese zweite Linie L2 nicht exakt auf der ersten Linie L1 aufgezeichnet wird, ist das oben beschriebene Drehen des zylinderförmigen Körpers K oder Schwenken des Gliedermaßstabs 1 erforderlich, und zwar um einen Drehwinkel ungleich 180° und ungleich Vielfachen von 180°.
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Wie in 3 gezeigt, kreuzen sich die beiden Linien L1, L2 in einem Punkt. Dieser Kreuzungspunkt der beiden Linien L1, L2 ist der Mittelpunkt M der Stirnfläche S des zylinderförmigen Körpers K. Wie in 3 ebenfalls zu erkennen, wird der zylinderförmige Körper K vor dem Anzeichnen der zweiten Linie L2 zweckmäßigerweise um deutlich weniger als 180°, jedoch um deutlich mehr als 1° gedreht oder der Gliedermaßstab 1 wird am zylinderförmigen Körper K vor dem Anzeichnen der zweiten Linie L2 zweckmäßigerweise um deutlich weniger als 180°, jedoch um deutlich mehr als 1° geschwenkt, um einen deutlich unterschiedlichen Verlauf der beiden Linien L1, L2 zu erreichen, so dass der Kreuzungspunkt der beiden Linien L1, L2, welcher den Mittelpunkt M der Stirnfläche S bildet, klar erkennbar ist. Zweckmäßigerweise wird der zylinderförmige Körper K um ca. 45° bis 135°, vorzugsweise um ca. 90° gedreht oder der Gliedermaßstab 1 um ca. 45° bis 135°, vorzugsweise um ca. 90° geschwenkt, wie in 3 anhand der beiden auf der Stirnfläche S angezeichneten Linien L1, L2 ersichtlich.
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Mittels des Verfahrens und des Gliedermaßstabs 1 ist auf sehr einfach und schnell durchzuführende Weise eine exakte Ermittlung des Mittelpunktes M zumindest einer Stirnfläche S oder beider Stirnflächen S von zylinderförmigen Körpern K möglich. Das Verfahren und der Gliedermaßstab 1 können beispielsweise von Handwerkern sehr vorteilhaft eingesetzt werden, um auf Baustellen oder an herzustellenden Produkten eine derartige hochgenaue sowie schnell und mit einem sehr geringen Aufwand durchzuführende Mittelpunktermittlung durchzuführen.
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Vorteilhafterweise ist der Gliedermaßstab 1 aus Kunststoff, aus Metall und/oder aus Holz ausgebildet. Auf diese Weise ist eine einfache und insbesondere kostengünstige Herstellung des Gliedermaßstabes 1 und vorteilhaferweise auch der als Anschläge ausgebildeten Markierungen A und eine robuste Ausbildung des Gliedermaßstabs 1 ermöglicht. Aufgrund der robusten Ausbildung ist der Gliedermaßstab 1 über einen langen Zeitraum auch bei beispielsweise auf Baustellen oder in Handwerksbetrieben herrschenden Umgebungsbedingungen ohne Beschädigungen oder einen die Genauigkeit des Gliedermaßstabs 1 und dadurch des Verfahrens zu stark beeinflussenden Verschleiß einzusetzen, so dass auch nach einem langen Einsatzzeitraum noch eine exakte Mittelpunktermittlung sichergestellt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gliedermaßstab
- 1.1
- erstes Glied
- 1.2
- zweites Glied
- 1.3
- drittes Glied
- 1.4
- viertes Glied
- A
- Markierung
- EB
- Endbereich
- K
- Körper
- K1
- Kante
- I1, I2
- Innenkante
- L1
- erste Linie
- L2
- zweite Linie
- M
- Mittelpunkt
- P
- Pfeil
- S
- Stirnfläche
- S1, S2, S3
- Schwenkachse
