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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Ausrichtung von Gegenständen mit einer Achse oder Ebene innerhalb eines vorgegebenen Toleranzwinkels relativ zu einer Achse oder Ebene eines anderen Gegenstandes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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In der Technik tritt häufig die Notwendigkeit auf, dass Gegenstände mit einer Achse oder Ebene innerhalb eines vorgegebenen Toleranzwinkels relativ zu einer Achse oder Ebene eines anderen Gegenstandes auszurichten sind. Eine solche Anforderung liegt beispielsweise dann vor, wenn bei einer Montage an einem Montageband eine handgeführte Bearbeitungsmaschine innerhalb eines vorgegebenen Toleranzwinkels zu einem Montagegegenstand ausgerichtet werden soll. Hier ist einerseits die Ausrichtung innerhalb des Toleranzwinkels von Bedeutung, aufgrund der taktgebundenen Montagebandbewegung muss aber andererseits das Ausrichten innerhalb sehr kurzer Zeit erfolgen.
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In Verbindung mit dem Ausrichten von Gegenständen in der oben beschriebenen Weise relativ zueinander ist es bekannt, als Hilfsmittel sogenannte Libellen zu verwenden, mit deren Hilfe eine Ausrichtung einfach zu bewerkstelligen ist, indem das Ausrichten auf eine horizontale Gerade oder Ebene bezogen vorgenommen wird. Hinsichtlich der Libellen sind zwei Grundtypen im Gebrauch, nämlich Röhrenlibellen und Dosenlibellen. Röhrenlibellen bestehen üblicherweise aus einem röhrenförmigen Hohlraum, in dem sich, von außen sichtbar, eine Flüssigkeit und eine Gasblase oder ein Schwimmkörper befinden, wobei die Gasblase oder der Schwimmkörper bedingt durch den Auftrieb an die höchste Stelle aufschwimmt. Die Oberseite der Röhre ist dabei leicht in einem definierten Radius gewölbt, wobei die Größe des Radius die Genauigkeit der Libelle bestimmt. Ist die Libelle horizontal ausgerichtet, befindet sich die Gasblase an der höchsten Stelle des röhrenförmigen Hohlraums. Benachbart zu dieser Position sind Markierungen angebracht, die es erlauben die Abweichung von der horizontalen Ausrichtung des röhrenförmigen Hohlraums abzulesen, weil die Gasblase mit zunehmender Abweichung von der horizontalen Ausrichtung der Libelle ihre Position zu den Markierungen ändert. Verwendet werden Röhrenlibellen zur horizontalen Ausrichtung von Gegenständen entlang einer Linie.
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Die oben angesprochenen Dosenlibellen besitzen einen zylinderförmigen Hohlraum, der nach oben hin einen gewölbten Abschluss mit definiertem Wölbungsradius aufweist. In dem Hohlraum befindet sich, von außen sichtbar, eine Flüssigkeit und eine Gasblase oder ein Schwimmkörper, wobei die Gasblase oder der Schwimmkörper aufgrund des Auftriebs an die höchste Stelle aufschwimmt. Ist die Dosenlibelle horizontal ausgerichtet, befindet sich die Gasblase oder der Schwimmkörper an der höchsten Stelle des gewölbten Abschlusses. Benachbart zu dieser Position sind bei der Dosenlibelle Markierungen in Form von konzentrischen Kreisen vorgesehen, die es erlauben, die Abweichung der Ausrichtung der Dosenlibelle von einer horizontalen Ebene abzulesen.
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Neben der vorstehend angesprochenen horizontalen Ausrichtung eines Gegenstandes in einer Ebene mittels einer Dosenlibelle kann hierzu auch eine sogenannte Kreuzwasserwaage verwendet werden. Unter einer Kreuzwasserwaage wird ein Instrument verstanden, das zwei in der Ebene um 90° zueinander verdreht angeordnete Röhrenlibellen umfasst.
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In Verbindung mit zu bearbeitenden Gegenständen ist es bekannt, solche Libellen oder Libellenkombinationen an Bearbeitungsmaschinen anzuordnen, um deren Ausrichtung relativ zum zu bearbeitenden Gegenstand zu kontrollieren. In diesem Zusammenhang ist es aus der
DE 1 902 248 U bekannt, eine kugelförmige Libelle vorzusehen. Bei einer kugelförmigen Libelle handelt es sich um eine Sonderform der Dosenlibellen, wobei der Krümmungsradius so gewählt ist, dass sich eine Kugel ergibt. Die angesprochene Kugellibelle ist dabei an einer Bohrmaschine senkrecht zu deren Drehachse befestigt, so dass die Bohrmaschine mit Hilfe der Kugellibelle sowohl vertikal nach oben als auch vertikal nach unten und auch horizontal anhand der Libelle ausgerichtet werden kann. Nachteilig bei dieser Anordnung ist der hohe Krümmungsradius, der gewählt werden muss, um eine handhabbare Größe der Libelle zu erreichen. Durch diesen hohen Krümmungsradius ist eine solche Anordnung sehr ungenau und erlaubt es insbesondere nicht festzustellen, ob die Ausrichtung der Bohrmaschine innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt.
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Eine ähnliche Anordnung zur Ausrichtung eines handgeführten Bearbeitungsgerätes beschreibt die
DE 87 14 989 U1 , mit dem Unterschied, dass hier zwei Libellen zum Einsatz kommen. Einerseits eine Dosenlibelle am handgriffseitigen Ende der Bohrmaschine, wobei die Dosenlibelle senkrecht zur Drehachse und konzentrisch zu dieser angeordnet ist. Andererseits eine einstellbare Röhrenlibelle, wobei die Einstellung der Röhrenlibelle mittels eines verdrehbaren Rades vorgenommen werden kann. Die Drehachse des verdrehbaren Rades, an dem die Röhrenlibelle angeordnet ist, liegt dabei in einer Ebene mit der Drehachse der Bohrmaschine, so dass mit Hilfe dieser Anordnung ein Neigungsmesser realisierbar ist. Je nach Verdrehung des Rades und damit der Libelle kann die Bohrmaschine in einem beliebigen Winkel zum zu bearbeitenden Gegenstand ausgerichtet werden. Eine Bohrmaschine mit einem Neigungsmesser der vorstehenden Art beschreibt auch die
DE 34 40 394 A1 . Derartige Neigungsmessers erlauben es zwar, ein Bearbeitungsgerät, z.B. eine Bohrmaschine, in beliebigen Neigungswinkeln auszurichten. Es lässt sich damit aber nicht feststellen, ob die Ausrichtung der Bohrmaschine innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches liegt, weil die Ablesegenauigkeit zu gering ist.
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Weiter ist es aus der
DE 30 03 855 A1 bekannt, an einem Handwerkzeug, insbesondere einer Bohrmaschine, eine Röhrenlibelle zur Anzeige der Horizontalausrichtung und eine Dosenlibelle zur Anzeige der vertikalen Ausrichtung und/ oder der Drehlage des Handwerkzeugs vorzusehen. Dabei sollen die Röhrenlibelle auf der Oberseite des Handwerkzeugs und die Dosenlibelle griffseitig am Handwerkzeug angeordnet sein. Auch für diese Anordnung gilt, dass aufgrund mangelnder Ablesegenauigkeit keine Kontrolle möglich ist, ob das Handwerkzeug innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs ausgerichtet ist.
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Ausgehend vom vorstehend genannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung anzugeben, die es durch bloße Sichtkontrolle, ohne das Ablesen an einer Skala erlaubt festzustellen, ob ein Gegenstand mit einer Achse oder Ebene relativ zu einer Achse oder Ebene eines anderen Gegenstandes innerhalb eines vorgegebenen Toleranzwinkels ausgerichtet ist. Weiter gehört es zur Aufgabe, ein handgeführtes Bearbeitungswerkzeug anzugeben, das mit einer solchen Anordnung ausgerüstet ist.
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Aus der
US 2010 / 0 251 956 A1 ist ein gattungsgemäßer Neigungsmesser sowie ein Verfahren zur Verhinderung von Kraftfahrzeugunfällen bekannt. Aus der
DE 39 39 410 A1 ist ein Sensor bekannt. Aus der
DE 33 18 095 A1 ist eine elektrische Nivelliereinrichtung bekannt. Aus der
DE 34 40 394 A1 ist eine Vorrichtung zur Prüfung des Haltewinkels beim Arbeiten mit Handbohrmaschinen und Gewindeschneideinheiten bekannt. Aus der
DE 93 09 529 U1 ist eine Werkzeugmaschine mit einer optischen Vorrichtung zur Anzeige der räumlichen Ausrichtung einer Werkzeugmaschine bekannt. Aus der
DE 36 07 486 A1 ist eine Hilfsvorrichtung für Handwerkzeugmaschinen bekannt. Aus der
US 1 564 460 A ist eine Bohrmaschine bekannt.
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Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Die Anordnung zur Ausrichtung von Gegenständen mit einer Achse oder Ebene innerhalb eines vorgegebenen Toleranzwinkels relativ zu einer Achse oder Ebene eines anderen Gegenstandes umfasst eine Libelle mit einem eine Flüssigkeit und eine Gasblase oder einen Schwimmkörper enthaltenden von außen einsehbaren Hohlraum, wobei der Hohlraum bei horizontaler Ausrichtung der Libelle einen geodätisch höchsten Punkt aufweist.
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Es wird vorgeschlagen, dass ausgehend von dem geodätisch höchsten Punkt, bei horizontaler Ausrichtung der Libelle, der Scheitel des Hohlraums zumindest auf zwei gegenüberliegenden Seiten zumindest in Teilbereichen jeweils entlang gerader Linien in seinem Höhenniveau abfällt, wobei der Winkel, den die geraden Linien jeweils mit einer gedachten horizontalen Linie oder Ebene einschließen, einem vorgegebenen Toleranzwinkel entspricht. Durch diese Ausgestaltung der Libelle wird vorteilhaft bewirkt, dass die Gasblase oder der Schwimmkörper so lange in einer die korrekte Ausrichtung signalisierenden Lage verbleibt, wie der Ausrichtwinkel, gemessen von der exakten Ausrichtung der Libelle, innerhalb des vorgegebenen Toleranzwinkels liegt. Erst wenn dieser Toleranzwinkel überschritten wird, bewegt sich die Gasblase oder der Schwimmkörper schlagartig aus dieser Position weg an den Rand der Libelle. Für das Ausrichten eines Gegenstandes relativ zu einem anderen Gegenstand mit Hilfe der erfindungsgemäßen Anordnung bedeutet dies, dass lediglich eine „Ja-Nein-Anzeige“ abzulesen ist, um zu entscheiden, ob die Ausrichtung korrekt ist oder nicht. Damit eignet sich die erfindungsgemäße Anordnung besonders vorteilhaft für alle Anwendungen, bei denen es auf eine schnelle Ausrichtung innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches ankommt.
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In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltungsvariante der Anordnung ist die Libelle eine Röhrenlibelle, wobei der röhrenförmige Hohlraum aus zwei Teilröhren besteht, die sich bei horizontal ausgerichteter Röhrenlibelle im geodätisch höchsten Punkt treffen. Dabei sind die Scheitellinien der Teilröhren zumindest benachbart zu dem geodätisch höchsten Punkt gerade Linien, die mit einer gedachten horizontalen Linie jeweils einen Winkel einschließen, der dem vorgegebenen Toleranzwinkel entspricht. Weiter ist die Anordnung der Teilröhren so getroffen, dass die Scheitellinien der Teilröhren bei horizontaler Ausrichtung der Libelle ein Dreieck aufspannen, dessen Höhe mit der gedachten horizontalen Linie einen Winkel von 90 Grad einschließt.
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Eine zweite vorteilhafte Ausgestaltungsvariante der Anordnung sieht eine Libelle in Form einer Dosenlibelle vor, wobei der Abschluss der Dosenlibelle zum geodätisch höchsten Punkt hin ein gerader Kreiskegel oder gerader Kreiskegelstumpf ist, dessen Spitze oder Deckfläche bei horizontaler Ausrichtung der Dosenlibelle den geodätisch höchsten Punkt bildet. Weiter ist vorgesehen, dass die Mantellinie des geraden Kreiskegels oder geraden Kreiskegelstumpfes bei horizontaler Ausrichtung der Dosenlibelle zumindest benachbart zu dem geodätisch höchsten Punkt eine Gerade ist, die mit einer gedachten horizontalen Ebene einen Winkel einschließt, der einem vorgegebenen Toleranzwinkel entspricht.
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Die erfindungsgemäße Anordnung mit einer Röhrenlibelle oder Dosenlibelle der vorstehend beschriebenen Art ist an einem handgeführten Bearbeitungswerkzeug angeordnet. Durch die gerade Ausbildung der Scheitellinie beziehungsweise Mantellinie und deren Neigung zur Horizontalen um den Toleranzwinkel wird erreicht, dass trotz der zwangsläufig unruhigen Führung des Bearbeitungswerkzeugs per Hand keine Lageänderung der Gasblase oder des Schwimmkörpers auftritt, so lange sich der Ausrichtwinkel im Bereich des Toleranzwinkels bewegt. Durch die oben erwähnte „Ja-Nein-Anzeige“ wird das Ausrichten des handgeführten Bearbeitungswerkzeugs wesentlich und damit vorteilhaft erleichtert.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Anordnung einen Träger umfasst und mittels des Trägers am handgeführten Bearbeitungswerkzeug befestigt ist. Dies schafft in vorteilhafter Weise die Voraussetzung, dass der Träger in variabler Position am handgeführten Bearbeitungswerkzeug befestigbar ist.
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Um eine schnelle Anpassung der Anordnung an unterschiedliche Arbeitspositionen zu ermöglichen ist es von Vorteil, dass die Lage der Libelle am Träger und/ oder die Lage des Trägers an dem handgeführten Bearbeitungswerkzeug veränderbar ist, insbesondere eine Veränderbarkeit in allen Raumwinkeln ist von Vorteil.
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Sollen nacheinander unterschiedliche Arbeitspositionen mit unterschiedlichen Toleranzwinkeln realisiert werden, ist es von Vorteil, dass die Libelle austauschbar ist. Mit einer austauschbaren Libelle lässt sich auch eine exakte Einstellung des an dem handgeführten Bearbeitungswerkzeug befestigten Träger erreichen, indem zunächst, bei exakt ausgerichtetem handgeführtem Bearbeitungswerkzeug, eine konventionelle Libelle zur Ausrichtung des Trägers verwendet wird und dann die konventionelle Libelle gegen eine Libelle mit Toleranzwinkel ausgetauscht wird. Zur Einstellung der exakten Position des handgeführten Bearbeitungswerkzeugs kann alternativ auch vorgesehen sein, dass eine konventionelle Libelle an dem handgeführten Bearbeitungswerkzeug oder dem Träger vorhanden ist oder zusätzlich befestigbar ist. Auch in diesem Fall würde zunächst, bei exakt ausgerichtetem handgeführtem Bearbeitungswerkzeug, die konventionelle Libelle zur Ausrichtung des Trägers verwendet.
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Wenn das handgeführte Bearbeitungswerkzeug in unterschiedlichen Drehwinkeln, z.B. um die Drehachse einer Drehspindel, zur Bearbeitung an einen zu bearbeitenden Gegenstand ansetzbar ist, kann an dem Träger oder dem handgeführten Bearbeitungswerkzeug vorteilhaft ein Indikator angeordnet sein, der ein Ansetzen in einem vorbestimmten Drehwinkel erlaubt.
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Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
- 1 Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Röhrenlibelle in Seitenansicht;
- 2 Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Dosenlibelle perspektivisch von vorne oben;
- 3a Eine Prinzipdarstellung eines handgeführten Bearbeitungswerkzeugs mit erfindungsgemäßer Dosenlibelle an einem Träger in Draufsicht von oben auf die Rückseite des Bearbeitungswerkzeugs;
- 3b Prinzipdarstellung des handgeführten Bearbeitungswerkzeugs gemäß 3a in Seitenansicht mit Blickrichtung auf den Handgriff; und
- 3c Prinzipdarstellung des handgeführten Bearbeitungswerkzeugs gemäß 3b in Arbeitsposition.
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1 zeigt in Seitenansicht und schematischer Darstellung eine Röhrenlibelle 1 in drei unterschiedlichen Ausrichtpositionen relativ zu einer horizontalen Linie 2. Die Anordnung, in der die Röhrenlibelle eingefasst ist, ist aus Gründen der besseren Übersicht nicht dargestellt. In der linken Abbildung ist die Röhrenlibelle 1 exakt zur horizontalen Linie 2 ausgerichtet, in der mittleren Abbildung um einen ersten Winkel β1 geneigt und in der rechten Abbildung um einen zweiten Winkel β2 geneigt. Die Röhrenlibelle 1 ist mit einer Flüssigkeit gefüllt und enthält eine Gasblase 8.
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Wie aus der linken Abbildung in 1 ersichtlich, weist die Röhrenlibelle 1 einen röhrenförmigen Hohlraum auf, der sich aus einer ersten Teilröhre 3 und einer zweiten Teilröhre 4 zusammensetzt. Die Teilröhren 3, 4 sind so angeordnet, dass sie sich bei horizontaler Ausrichtung unter Ausbildung eines geodätisch höchsten Punkt 5 treffen. Die Scheitellinien 6.1, 6.2 der Teilröhren 3, 4 fallen dabei benachbart zu dem geodätisch höchsten Punkt 5 jeweils in gerader Linie ab und schließen mit der horizontalen Linie 2 jeweils einen Toleranzwinkel α1 ein. Wie der Toleranzwinkel α1 wirkt, ist unten näher ausgeführt. Weiter ist die Anordnung der Teilröhren 3, 4 so getroffen, dass die Scheitellinien 6.1, 6.2 der Teilröhren 3, 4 bei horizontaler Ausrichtung ein gedachtes Dreieck 7 aufspannen (ein Äquivalent dieses Dreiecks ist in gestrichelter Linie eingezeichnet), dessen Höhe h mit der horizontalen Linie 2 einen Winkel von 90° einschließt.
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Wird nun die horizontale Ausrichtung der Röhrenlibelle 1 durch Schwenken nach rechts um einen ersten Winkel β1 geändert, wie dies die mittlere Abbildung in 1 zeigt, wobei der erste Winkel β1 kleiner ist als der Toleranzwinkel α1, verbleibt die Gasblase 8 in ihrer Position, weil der geodätisch höchste Punkt weiterhin der Punkt ist, an dem sich die Scheitellinien 6.1, 6.2 der Teilröhren 3, 4 treffen. Die Anzeige ändert sich also nicht, obwohl die Röhrenlibelle 1 ihre horizontale Ausrichtung verlassen hat.
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Erfolgt dagegen ausgehend von der horizontalen Ausrichtung der Röhrenlibelle 1 (linke Abbildung) ein Verschwenken um einen zweiten Winkel β2 nach rechts und ist dieser zweite Winkel β2 größer als der Toleranzwinkel α1, wie dies in der rechten Abbildung in 1 gezeigt ist, bildet der linke Rand der Röhrenlibelle 1 mit dem Überschreiten des Toleranzwinkels α1 durch den zweiten Winkel β2 einen neuen geodätisch höchsten Punkt 5.1 aus, so dass sich die Gasblase 8 unmittelbar zu diesem neuen geodätisch höchsten Punkt bewegt.
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Ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Dosenlibelle 11 ist in 2 schematisch in perspektivischer Darstellung gezeigt. Die Anordnung, in der die Dosenlibelle 11 eingefasst ist, ist aus Gründen der besseren Übersicht nicht dargestellt. Analog zur Darstellung in 1 ist auch hier die Dosenlibelle 11 in drei unterschiedlichen Ausrichtpositionen relativ zu einer horizontalen Ebene 12 gezeigt. Die horizontale Ebene 12 ist aus Darstellungsgründen lediglich durch eine strichpunktierte Linie angedeutet. In der linken Abbildung ist die Dosenlibelle 11 exakt zur horizontalen Ebene 12 ausgerichtet, in der mittleren Abbildung um einen ersten Winkel β11 geneigt und in der rechten Abbildung um einen zweiten Winkel β12 geneigt. Die Dosenlibelle 11 ist mit einer Flüssigkeit gefüllt und enthält eine Gasblase 18.
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Wie in der linken Abbildung in 2 dargestellt, weist die Dosenlibelle 11 einen Hohlraum auf, der im unteren Teil zylinderförmig ausgebildet ist. Die Deckfläche 13 ist durch einen geraden Kreiskegel gebildet, dessen Spitze bei horizontaler Ausrichtung der Dosenlibelle 11 den geodätisch höchsten Punkt 15 bildet. Die Mantellinie 16 des geraden Kreiskegels ist benachbart zu dem geodätisch höchsten Punkt 15 bei horizontaler Ausrichtung der Dosenlibelle 11 eine Gerade, die mit der horizontalen Ebene 12 einen Winkel einschließt, der einem vorgegebenen Toleranzwinkel α2 entspricht. Die Deckfläche fällt also bei horizontaler Ausrichtung der Dosenlibelle 11 ausgehend vom geodätisch höchsten Punkt 15 nach allen Seiten mit dem Toleranzwinkel α2 in gerader Linie ab. Wie der Toleranzwinkel α2 wirkt, ist nachfolgend näher ausgeführt.
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Wird die horizontale Ausrichtung der Dosenlibelle 11 durch Schwenken nach rechts um einen ersten Winkel β11 geändert, wie dies die mittlere Abbildung in 2 zeigt, wobei der erste Winkel β11, kleiner ist als der Toleranzwinkel α2, verbleibt die Gasblase 18 in ihrer Position, weil der geodätisch höchste Punkt 15 weiterhin durch die Spitze des geraden Kreiskegels gebildet ist. Die Anzeige ändert sich also nicht, obwohl die Dosenlibelle 11 ihre horizontale Ausrichtung verlassen hat.
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Wird ausgehend von der horizontalen Ausrichtung der Dosenlibelle 11 (linke Abbildung in 2) diese um einen zweiten Winkel β12 nach rechts verschwenkt und ist dieser zweite Winkel β12 größer als der Toleranzwinkel α2, wie dies in der rechten Abbildung in 2 gezeigt ist, bildet der linke Rand der Dosenlibelle 11 mit dem Überschreiten des Toleranzwinkels α2 durch den zweiten Winkel β12 einen neuen geodätisch höchsten Punkt 15.1 aus, so dass sich die Gasblase 18 unmittelbar zu diesem neuen geodätisch höchsten Punkt 15.1 bewegt.
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Wie in Verbindung mit den Beispielen nach 1 und 2 gezeigt, wird mit Hilfe der erfindungsgemäßen Anordnung die Entscheidung, ob die Ausrichtung innerhalb oder außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches liegt, durch Ablesen einer simplen „Ja-Nein-Anzeige“ möglich. Eine korrekte Ausrichtung lässt sich so wesentlich beschleunigen.
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Zur weiteren Veranschaulichung des Erfindungsgegenstandes ist in den 3a bis 3c ein handgeführtes Bearbeitungswerkzeug in Form eines Schraubers 20 in unterschiedlichen Ansichten dargestellt. Der Schrauber 20 kann elektrisch oder pneumatisch angetrieben sein. In den 3a bis 3c wird speziell eine Schraube 38 gefügt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen speziellen Anwendungsfall beschränkt. Anstelle der Schraube 38 kann auch eine Mutter, ein Blindniet oder dergleichen gefügt werden. Die Mutter wird dabei in den Schrauber eingelegt, über ein Magnet gehalten oder aber von unten an den Bolzen herangeführt. Die exakte Positionierung erfolgt durch den Werker über die Geometrie von Bolzen und Mutter. Nach dem Starten des Schraubprozesses fädelt sich die Mutter am Bolzen auf. Der Blindniet wird mit der Pistole zum Loch positioniert und dann geschossen.
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Die Darstellung in 3a zeigt den Schrauber 20 schematisch in Draufsicht auf die Rückseite des zylinderförmigen Schraubergehäuses 21. An dem Schrauber 20 befindet sich ein Handgriff 22. Ferner ist an dem Schraubergehäuse 21 mittels eines Spannrings 23 ein Träger 24 verstellbar befestigt. In dem Träger 24 ist eine Dosenlibelle 25 mit ihrem zylindrischen Teil aufgenommen und befestigt. Der die Deckfläche 26 bildende gerade Kreiskegel steht über den Träger 24 vor, so dass die Sicht auf die Deckfläche 26 und damit auf die in der Dosenlibelle 25 eingeschlossene Gasblase 27, die sich in deren Zentrum befindet, frei ist. Die Befestigung des Trägers 24 an dem Spannring 23 erfolgt über eine Gelenkanordnung, die ein Schwenkgelenk 28 und ein Drehgelenk 29 umfasst, wobei das Schwenkgelenk 28 einerseits an dem Träger 24 und andererseits an dem Drehgelenk 29 und das Drehgelenk 29 an dem Spannring 23 befestigt ist. Die Schwenkachse 30 des Schwenkgelenkes 28 ist parallel zu dem Träger 24 und damit parallel zu der Libelle 25 angeordnet. Die Drehachse 31 des Drehgelenks 29 verläuft senkrecht zur Schwenkachse 30. Mittels des Spannrings 23, des Schwenkgelenks 28 und des Drehgelenks 29 lässt sich der Träger 24 in jeder beliebigen Raumrichtung gegenüber dem Schraubergehäuse 21 verstellen, wie dies durch die nicht mit Bezugszeichen versehenen Doppelpfeile in der Darstellung veranschaulicht ist.
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In 3b ist der vorstehend beschriebene Schrauber 20 aus einer anderen Perspektive, nämlich in Seitenansicht, gezeigt. Die Blickrichtung, in die gesehen sich die Darstellung gemäß 3b ergibt, ist in 3a mit einem Richtungspfeil 32 angegeben. Für gleiche Teile sind die gleichen Bezugszeichen wie in 3a verwendet, soweit die Teile dort bereits beschrieben sind wird auf eine nochmalige Beschreibung verzichtet. Wie aus der Seitenansicht erkennbar, weist das Schraubergehäuse 21 einen zylinderförmigen Gehäuseansatz 33 auf, in dem unter leichtem Überstand das arbeitsseitige Ende einer Drehspindel 35 drehbar gelagert ist. An dem arbeitsseitigen Ende der Drehspindel 35 ist eine Schraubernuss 34 angeordnet. Aus der Seitenansicht des Trägers 24 ist dessen horizontale Ausrichtung und damit die horizontale Ausrichtung der Dosenlibelle 25 sowie die kegelförmige Deckfläche 26 der Dosenlibelle 25 erkennbar. An die Spitze der Deckfläche 26, die bei der gezeigten horizontalen Ausrichtung den geodätisch höchsten Punkt der Dosenlibelle 25 bildet, ist die Gasblase 27 aufgeschwommen. Wie durch die Schwenkpfeile 36 angedeutet, lässt sich der Träger 24 und damit die Dosenlibelle 25 um die Schwenkachse 30 verschwenken, gleichzeitig ist ein Verdrehen des Trägers 24 und damit der Dosenlibelle 25 um die Drehachse 31 möglich, wie dies durch den Drehpfeil 37 angedeutet ist.
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Um das Arbeiten mit dem in 3a und 3b gezeigten Schrauber 20 zu veranschaulichen, ist dieser in 3c in einer Arbeitssituation gezeigt. Es ist hierzu angenommen, dass in einem sich ständig wiederholenden Arbeitsgang an einem Fließband (nicht dargestellt) mittels des Schraubers 20 eine Schraube 38 (in gestrichelter Linie eingezeichnet) in ein Werkstück 39 eingedreht werden soll. Wie durch den Blickrichtungspfeil 40 erkennbar, ist der Ort, an dem die Schraube 38 einzudrehen ist, für eine Bedienperson (nicht dargestellt) des Schraubers 20 nicht direkt einsehbar. Um dennoch ein Ansetzen der Schraube 38 bzw. des Schraubers 20 mit einem zulässigen Toleranzwinkel α3 vornehmen zu können, ist der Träger 24 und damit die Dosenlibelle 25 so eingestellt, dass diese bei exakt ausgerichteter Schraube 38 horizontal ausgerichtet ist. Die Einstellung erfolgt in einem den Montagevorgängen vorausgehenden Einstellvorgang. Hierzu wird bei einer bereits eingedrehten Schraube 38 der Schrauber 20 mit der Schraubernuss 34 exakt angesetzt und mittels einer konventionellen Dosenlibelle (nicht dargestellt), die an Stelle der für die Montagevorgänge vorgesehenen Dosenlibelle 25 verwendet wird, der Träger 24 in die Horizontale gebracht. In dieser Stellung wird der Träger fixiert, indem die Schwenkachse 30 und die Drehachse 31 blockiert werden. Sodann wird die konventionelle Dosenlibelle (nicht dargestellt) wieder gegen die für die Montagevorgänge vorgesehene Dosenlibelle 25 getauscht. Die Dosenlibelle 25 weist eine Neigung der Deckfläche 26 auf, die einem geraden Kreiskegel entspricht. Die Mantellinie des geraden Kreiskegels ist eine Gerade, die bei horizontaler Ausrichtung der Dosenlibelle 25 mit der Horizontalen einen Winkel einschließt, der dem zulässigen Toleranzwinkel α3 entspricht. Der Aufbau der Dosenlibelle 25 entspricht damit dem Aufbau, wie er in Verbindung mit 2 beschrieben ist. Wird nun der Schrauber 20 bei einem Montagevorgang innerhalb einer Winkelabweichung an der Einschraubstelle angesetzt, die kleiner als der Toleranzwinkel α3 ist, bleibt die Gasblase 27 in ihrer mittigen Position (Darstellung in 3c). Wird hingegen der Schrauber 20 mit einer Winkelabweichung an der Einschraubstelle angesetzt, die größer ist als der Toleranzwinkel α3, schwimmt die Gasblase 27 an den dann geodätisch höchsten Punkt, der dann am Rand der Dosenlibelle 25 liegt, so dass sich eine ähnliche Situation ergibt, wie sie in 2 in der rechten Abbildung gezeigt ist.
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Da ein verdrehtes Ansetzen des Schraubers 20 um die Spindeldrehachse 41 zu einem falschen Ergebnis bei der Anzeige des Verlassens des zulässigen Toleranzwinkelbereiches führen würde, ist an dem Träger 24 ein Indikator 42 vorgesehen, der mit einer Peilmarke 43 an dem Werkstück 39 zur Deckung zu bringen ist. Alternativ oder zusätzlich zu dem Indikator 42 an dem Träger 24 kann ein weiterer Indikator 44 an dem Schraubergehäuse 21 angeordnet sein, der ebenfalls mit der Peilmarke 43 am Werkstück zur Deckung zu bringen ist. Auf diese Weise lässt sich sicherstellen, dass der Schrauber 20 bei jedem Montagevorgang in der gleichen Drehwinkelstellung angesetzt wird.
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Zu den vorstehend in Verbindung mit den 1, 2 und 3c angesprochenen Toleranzwinkeln α1, α2, α3 ist anzufügen, dass diese aus Darstellungsgründen in den Abbildungen relativ groß gewählt wurden, in der Realität dürften die Toleranzwinkel für Montageaufgaben in einer Größenordnung von 2° bis 15° liegen. Dies bedeutet natürlich, dass bereits bei entsprechenden Winkelabweichungen die Gasblase ihre Position wechselt und das Verlassen des Toleranzbereichs anzeigt.
