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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Winkelmessung nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Winkelmessung.
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In der
WO 2014/122130 A1 des Anmelders werden ein Gliedermaßstab und ein Verfahren zur Winkelmessung beschrieben. Der Gliedermaßstab umfasst zumindest vier schwenkbar aneinander befestigte Glieder, wobei zumindest das vierte Glied zwei Skalen zur Winkelmessung aufweist und das erste Glied zumindest eine Ablesemarkierung aufweist. Die erste Skale zur Winkelmessung und die Ablesemarkierung sind derart auf dem jeweiligen Glied angeordnet, dass die Ablesemarkierung auf den Wert der ersten Skale zeigt, welcher dem zu messenden Winkel zwischen Schenkeln entspricht, die am zweiten Glied bzw. am vierten Glied anliegen, wenn das erste Glied und das vierte Glied parallel zueinander ausgerichtet sind und eine erste Seitenkante oder eine zweite Seitenkante des ersten Gliedes an einer ersten Seitenkante des vierten Gliedes anliegt. Weiterhin sind die zweite Skale zur Winkelmessung und die Ablesemarkierung derart auf dem jeweiligen Glied angeordnet, dass die Ablesemarkierung auf den Wert der zweiten Skale zeigt, welcher dem zu messenden Winkel zwischen Schenkeln entspricht, die am dritten Glied bzw. am vierten Glied anliegen, wenn das erste Glied und das vierte Glied parallel zueinander ausgerichtet sind und eine zweite Seitenkante des ersten Gliedes an einer zweiten Seitenkante des vierten Gliedes anliegt.
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Aus der
US 2014/0373373 A1 ist ein Kombinationswinkel zur Verwendung mit einer gerillten Klinge bekannt, umfassend eine gerade Komponente mit einer ersten geraden Kante und einer zweiten geraden Kante senkrecht zu der ersten geraden Kante, eine abgewinkelte Komponente mit einer dritten geraden Kante und einer abgewinkelten Kante, eine markierte Skala, die Gradangaben umfasst, und eine Markierung. Der Kombinationswinkel ist konfiguriert, um die Anzeige von Winkeln auf der Skala durch die Markierung zu ermöglichen. Der Kombinationswinkel umfasst zudem einen Schlitz, der so konfiguriert ist, dass er die Klinge aufnehmen kann, und eine Verriegelungsschraube, die zum Festklemmen des Kombinationswinkels auf der Klinge an einer gewünschten Position entlang der Klinge konfiguriert ist. Die abgewinkelte Komponente ist drehbar mit der geraden Komponente verbunden ist. Der Kombinationswinkel ist zudem konfiguriert, um das Messen eines Mittelpunktes eines Kreises zu ermöglichen, der mit der zweiten geraden Kante und der abgewinkelten Kante an einem zweiten Ende des Bewegungsbereichs der Drehung durch die gerade Komponente relativ zu der abgewinkelten Komponente gekoppelt ist.
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In der
JP H10 - 30 903 A wird ein Winkelmessinstrument beschrieben. In dem Messinstrument ist eine Gesamtkreiswinkelmessplatte mit einer Winkelteilung an der Spitze eines Referenzstücks angeordnet. Ein bewegliches Stück ist an der Spitze und an der Innenseite eines Dreharms angeordnet. Eine Basiskante wird außerhalb des Zentrums der Gesamtkreiswinkelmessplatte verschiebbar und drehbar geschwenkt, indem eine konkave Linie des beweglichen Stücks an einer konvexen Linie des Dreharms angebracht wird. Eine vertikale Oberfläche ist in Längsrichtung des Referenzstücks in einer nach unten geöffneten Ausnehmungsform ausgebildet, eine konvexe Linie ist innerhalb des Seitenteils der Ausnehmungsform vorgesehen, eine Druckeinrichtung ist an der Oberkantenseite der Ausnehmungsform vorgesehen und ein Referenzstück für eine zusätzliche Länge mit einer vertieften Linie, das an der konvexen Linie angebracht ist, ist so angebracht, dass es frei vor- und zurückgleiten kann.
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Aus der
US 2012/0180332 A1 ist ein Kombinationswinkel bekannt, welcher eine Klinge, einen Körper und eine Verriegelung umfasst. Der Körper weist einen Schlitz auf, der die Klinge darin aufnehmen kann und eine Gleitbewegung der Klinge parallel zur Längsachse der Klinge ermöglicht, wodurch die Position der Klinge relativ zum Körper eingestellt werden kann. Die Verriegelung ist dazu eingerichtet, die Position der Klinge relativ zu dem Körper in einer gesperrten Konfiguration zu verriegeln und eine Einstellung der Position der Klinge relativ zu dem Körper in einer gelösten Konfiguration zu ermöglichen. Das Kombinationsquadrat umfasst zudem eine abnehmbare Verlängerungshalterung, die breiter als der Körper ist und vom Körper abnehmbar ist und eine oder mehrere Arbeitsoberflächen umfasst.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zur Winkelmessung und ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Winkelmessung anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur Winkelmessung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Winkelmessung mit den Merkmalen des Anspruchs 6.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Winkelmessung umfasst ein Rechtwinkelelement mit zwei Rechtwinkelschenkeln, wobei Innenseiten der Rechtwinkelschenkel in einem rechten Winkel zueinander angeordnet sind und Außenseiten der Rechtwinkelschenkel jeweils parallel zur Innenseite des jeweiligen Rechtwinkelschenkels angeordnet sind. Somit ist ein Innenwinkel zwischen den Außenseiten ein rechter Winkel und ein Außenwinkel beträgt 270°. Alternativ können bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Innenseiten auf andere Weise ausgebildet sein, beispielsweise in einem anderen Winkel zueinander angeordnet sein. Dann sind die Außenseiten jeweils nicht parallel zur Innenseite des jeweiligen Rechtwinkelschenkels angeordnet, jedoch ist auch dann der Innenwinkel zwischen den Außenseiten ein rechter Winkel und der Außenwinkel beträgt 270°. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung ein längliches Winkelskalenelement.
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In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist auf dem länglichen Winkelskalenelement eine Skale zur Winkelmessung derart angeordnet, dass die Außenseite des ersten Rechtwinkelschenkels auf den Winkelwert der Skale zur Winkelmessung zeigt, welcher dem zu messenden Winkel entspricht, wenn die Außenseite des zweiten Rechtwinkelschenkels an einem der Schenkel des zu messenden Winkels anliegt, Enden der Außenseite des ersten Rechtwinkelschenkels an jeweils einem Schenkel des zu messenden Winkels anliegen und das längliche Winkelskalenelement an einem der Schenkel des zu messenden Winkels anliegt, vorteilhafterweise an dem Schenkel, an dem die Außenseite des zweiten Rechtwinkelschenkels anliegt, und das längliche Winkelskalenelement mit einer Stirnseite am Scheitelpunkt des zu messenden Winkels anliegt. Insbesondere das dem länglichen Winkelskalenelement zugewandte Ende der Außenseite des ersten Rechtwinkelschenkels zeigt auf den Winkelwert der Skale zur Winkelmessung des länglichen Winkelskalenelementes, welcher dem zu messenden Winkel entspricht.
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Je nachdem, an welchem Schenkel das längliche Winkelskalenelement anliegt, beruhen die Vorrichtung und das im Folgenden beschriebene Verfahren auf den geometrischen Beziehungen von Seitenlängen und Winkeln im rechtwinkligen Dreieck, genauer gesagt auf dem geometrischen Prinzip des Tangens (wenn das längliche Winkelskalenelement an dem Schenkel anliegt, an dem die Außenseite des zweiten Rechtwinkelschenkels anliegt), oder des Sinus (wenn das längliche Winkelskalenelement an dem Schenkel anliegt, an dem die Außenseite des zweiten Rechtwinkelschenkels nicht anliegt, d. h. an dem ein an einer freien Rechtwinkelstirnseite des ersten Rechtwinkelschenkels angeordnetes Ende der Außenseite des ersten Rechtwinkelschenkels anliegt). Durch die beiden Schenkel des zu messenden Winkels und die Außenseite des ersten Rechtwinkelschenkels wird ein rechtwinkliges Dreieck ausgebildet, in dem die Außenseite des ersten Rechtwinkelschenkels die Gegenkathete, der Schenkel des zu messenden Winkels, an dem die Außenseite des zweiten Rechtwinkelschenkels anliegt, die Ankathete und der andere Schenkel des zu messenden Winkels, an welchem das an der freien Rechtwinkelstirnseite des ersten Rechtwinkelschenkels angeordnete Ende der Außenseite des ersten Rechtwinkelschenkels anliegt, die Hypotenuse bildet.
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Daher ist es zur Bestimmung des zu messenden Winkels nur erforderlich, die Länge der Gegenkathete, d. h. der Außenseite des ersten Rechtwinkelschenkels, und die Länge der Ankathete (für den Tangens) bzw. der Hypotenuse (für den Sinus) zu kennen. Die Länge der Gegenkathete, d. h. der Außenseite des ersten Rechtwinkelschenkels, ist konstant und bekannt, da das Rechtwinkelelement mit bekannten und unveränderlichen Abmessungen verwendet wird, beispielsweise ein Zimmermannswinkel. Die Länge der Ankathete bzw. Hypotenuse wird mit dem länglichen Winkelskalenelement gemessen, wobei diese Länge bei der erfindungsgemäßen Lösung bereits in den sich aus dieser Länge ergebenden zu messenden Winkel umgerechnet ist und als Skale zur Winkelmessung auf dem länglichen Winkelskalenelement angeordnet ist. Dadurch ist es durch die erfindungsgemäße Lösung nicht erforderlich, die Länge der Ankathete am länglichen Winkelskalenelement abzulesen und den zu messenden Winkel mit der Tangensformel
zu berechnen oder die Länge der Hypotenuse am länglichen Winkelskalenelement abzulesen und den zu messenden Winkel mit der Sinusformel
zu berechnen, wobei
α der zu messende Winkel ist, sondern der Winkelwert kann direkt auf der Skale zur Winkelmessung des länglichen Winkelskalenelementes abgelesen werden.
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In einer alternativen oder zusätzlichen erfindungsgemäßen Ausführungsform ist auf dem länglichen Winkelskalenelement eine, insbesondere zur oben beschriebenen Skale alternative oder zusätzliche, Skale zur Winkelmessung derart angeordnet, dass die Außenseite des ersten Rechtwinkelschenkels auf den Winkelwert der Skale zur Winkelmessung zeigt, welcher dem zu messenden Winkel entspricht, wenn die Außenseite des zweiten Rechtwinkelschenkels an einem der Schenkel des zu messenden Winkels anliegt und ein gemeinsames Ende der Außenseiten der beiden Rechtwinkelschenkel am Scheitelpunkt des zu messenden Winkels anliegt und das längliche Winkelskalenelement rechtwinklig zur Außenseite des ersten Rechtwinkelschenkels ausgerichtet ist und dadurch parallel zum zweiten Rechtwinkelschenkel ausgerichtet ist, insbesondere zu dessen Außenseite, und das längliche Winkelskalenelement an einer freien Rechtwinkelstirnseite des ersten Rechtwinkelschenkels anliegt und mit einer Stirnseite am anderen Schenkel des zu messenden Winkels anliegt. Insbesondere das an der freien Rechtwinkelstirnseite des ersten Rechtwinkelschenkels angeordnete Ende der Außenseite des ersten Rechtwinkelschenkels zeigt auf den Winkelwert der Skale zur Winkelmessung des länglichen Winkelskalenelementes, welcher dem zu messenden Winkel entspricht.
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Auch hier beruhen die Vorrichtung und das im Folgenden beschriebene Verfahren auf den geometrischen Beziehungen von Seitenlängen und Winkeln im rechtwinkligen Dreieck, genauer gesagt auf dem geometrischen Prinzip des Tangens. Hier wird durch den Schenkel des zu messenden Winkels, an dem das längliche Winkelskalenelement mit seiner Stirnseite anliegt, durch das längliche Winkelskalenelement und durch die Außenseite des ersten Rechtwinkelschenkels das rechtwinklige Dreieck ausgebildet, in dem die Außenseite des ersten Rechtwinkelschenkels die Ankathete, das längliche Winkelskalenelement die Gegenkathete und der Schenkel des zu messenden Winkels, an dem das längliche Winkelskalenelement mit seiner Stirnseite anliegt, die Hypotenuse bildet. Der zu messende Winkel ergibt sich dann aus der Summe von 90° und dem Winkel zwischen der Außenseite des ersten Rechtwinkelschenkels und dem Schenkel des zu messenden Winkels, an dem das längliche Winkelskalenelement mit seiner Stirnseite anliegt. Die 90° ergeben sich aus dem Rechtwinkelelement, dessen Außenseite des zweiten Rechtwinkelschenkels am anderen Schenkel des zu messenden Winkels anliegt. D. h. der zu messende Winkel wird durch die Summe des rechten Winkels des Rechtwinkelelements und des Winkels zwischen der Außenseite des ersten Rechtwinkelschenkels und dem Schenkel des zu messenden Winkels, an dem das längliche Winkelskalenelement mit seiner Stirnseite anliegt, gebildet.
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Daher ist es zur Bestimmung des zu messenden Winkels nur erforderlich, die Länge der Ankathete, d. h. der Außenseite des ersten Rechtwinkelschenkels des Rechtwinkelelements, und die Länge der Gegenkathete des gebildeten rechtwinkligen Dreiecks zu kennen. Die Länge der Ankathete, d. h. der Außenseite des ersten Rechtwinkelschenkels des Rechtwinkelelements, ist konstant und bekannt, da das Rechtwinkelelement mit bekannten und unveränderlichen Abmessungen verwendet wird, beispielsweise ein Zimmermannswinkel. Die Länge der Gegenkathete wird mit dem länglichen Winkelskalenelement gemessen, wobei diese Länge bei der erfindungsgemäßen Lösung bereits in den sich aus dieser Länge ergebenden zu messenden Winkel umgerechnet ist und als Skale zur Winkelmessung auf dem länglichen Winkelskalenelement angeordnet ist. Dadurch ist es durch die erfindungsgemäße Lösung nicht erforderlich, die Länge der Gegenkathete am länglichen Winkelskalenelement abzulesen und den zu messenden Winkel aus der Summe von 90° und dem sich aus der Tangensformel
ergebenden Wert zu berechnen, wobei β der Winkel zwischen der Außenseite des ersten Rechtwinkelschenkels des Rechtwinkelelements und dem Schenkel des zu messenden Winkels, an dem das längliche Winkelskalenelement mit seiner Stirnseite anliegt, ist, sondern der Winkelwert des zu messenden Winkels kann direkt auf der Skale zur Winkelmessung des länglichen Winkelskalenelementes abgelesen werden.
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Die oben erstgenannte erfindungsgemäße Ausführungsform der Vorrichtung ist zur Messung spitzer Winkel geeignet, d. h. zur Messung von Winkeln zwischen 0° (oder größer als 0°) und 90°. Die oben zweitgenannte erfindungsgemäße Ausführungsform der Vorrichtung ist zur Messung stumpfer Winkel geeignet, d. h. zur Messung von Winkeln zwischen 90° und 180° (oder kleiner als 180°).
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Vorteilhafterweise umfasst die Vorrichtung beide erfindungsgemäße Ausführungsformen. Hierzu weist das längliche Winkelskalenelement vorteilhafterweise zwei verschiedene Skalen zur Winkelmessung auf, d. h. die Skale der oben erstgenannten erfindungsgemäßen Ausführungsform, im Folgenden auch als erste Skale bezeichnet, und die Skale der oben zweitgenannten erfindungsgemäßen Ausführungsform, im Folgenden auch als zweite Skale bezeichnet. Für den Begriff Skale kann mit gleicher Bedeutung, auch der Begriff Skala verwendet werden.
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Vorteilhafterweise beginnen diese Skalen an jeweils einer Stirnseite des länglichen Winkelskalenelements. Die erste Skale beginnt an der ersten Stirnseite des länglichen Winkelskalenelements zweckmäßigerweise mit dem Winkelwert 90°, wobei sich dieser Winkelwert über den Verlauf der ersten Skale, ausgehend von der ersten Stirnseite, reduziert, beispielsweise bis 0°. Die zweite Skale beginnt an der zweiten Stirnseite des länglichen Winkelskalenelements zweckmäßigerweise mit dem Winkelwert 90°, wobei sich dieser Winkelwert über den Verlauf der zweiten Skale, ausgehend von der zweiten Stirnseite, erhöht, beispielsweise bis 180°. Alternativ können die beiden Skalen auch an derselben Stirnseite beginnen. Dann sind sie beispielsweise in Querrichtung des länglichen Winkelskalenelements versetzt zueinander oder auf verschiedenen Flachseiten des länglichen Winkelskalenelements angeordnet, d. h. die eine Skale auf der Vorderseite und die andere Skale auf der Rückseite des länglichen Winkelskalenelements.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Winkelmessung wird mittels dieser Vorrichtung durchgeführt.
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Dabei wird in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, insbesondere zur Messung spitzer Winkel, d. h. von Winkeln zwischen 0° (oder größer als 0°) und 90°, die Außenseite des zweiten Rechtwinkelschenkels an einen der Schenkel des zu messenden Winkels angelegt, Enden der Außenseite des ersten Rechtwinkelschenkels werden an jeweils einen Schenkel des zu messenden Winkels angelegt, das längliche Winkelskalenelement wird an einen der Schenkel des zu messenden Winkels angelegt, vorteilhafterweise an den Schenkel, an den die Außenseite des zweiten Rechtwinkelschenkels angelegt wird oder bereits wurde, und dieses längliche Winkelskalenelement wird mit einer Stirnseite an den Scheitelpunkt des zu messenden Winkels angelegt. Auf der Skale zur Winkelmessung des länglichen Winkelskalenelementes wird der Winkelwert abgelesen, auf welchen die Außenseite des ersten Rechtwinkelschenkels, insbesondere das dem länglichen Winkelskalenelement zugewandte Ende dieser Außenseite, zeigt. Diese erste Ausführungsform des Verfahrens verwendet zweckmäßigerweise die oben erstgenannte Ausführungsform der Vorrichtung.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird, insbesondere zur Messung stumpfer Winkel, d. h. von Winkeln zwischen 90° und 180° (oder kleiner als 180°), die Außenseite des zweiten Rechtwinkelschenkels an einen der Schenkel des zu messenden Winkels angelegt, ein gemeinsames Ende der Außenseiten der beiden Rechtwinkelschenkel wird an den Scheitelpunkt des zu messenden Winkels angelegt, das längliche Winkelskalenelement wird rechtwinklig zur Außenseite des ersten Rechtwinkelschenkels ausgerichtet, an eine freie Rechtwinkelstirnseite des ersten Rechtwinkelschenkels angelegt und mit einer Stirnseite am anderen Schenkel des zu messenden Winkels angelegt. Auf der Skale zur Winkelmessung des länglichen Winkelskalenelementes wird der Winkelwert abgelesen, auf welchen die Außenseite des ersten Rechtwinkelschenkels, insbesondere das an der freien Rechtwinkelstirnseite des ersten Rechtwinkelschenkels angeordnete Ende dieser Außenseite, zeigt. Diese zweite Ausführungsform des Verfahrens verwendet zweckmäßigerweise die oben zweitgenannte Ausführungsform der Vorrichtung.
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Vorteilhafterweise ist die freie Rechtwinkelstirnseite des ersten Rechtwinkelschenkels rechtwinklig insbesondere zu dessen Außenseite und vorteilhafterweise auch zu dessen Innenseite ausgerichtet. Dadurch wird auf einfache Weise sichergestellt, dass das längliche Winkelskalenelement durch dessen Anlegen an die freie Rechtwinkelstirnseite des ersten Rechtwinkelschenkels rechtwinklig zum ersten Rechtwinkelschenkel, insbesondere zu dessen Außenseite und vorteilhafterweise auch zu dessen Innenseite, und parallel zum zweiten Rechtwinkelschenkel, insbesondere zu dessen Außenseite und vorteilhafterweise auch zu dessen Innenseite, ausgerichtet ist.
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Die freie Rechtwinkelstirnseite bildet eine Positioniermarkierung zur Positionierung des länglichen Winkelskalenelements am ersten Rechtwinkelschenkel. In einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung und des Verfahrens kann der erste Rechtwinkelschenkel eine solche Positioniermarkierung auch an einer anderen Stelle aufweisen, an welcher das längliche Winkelskalenelement zu positionieren ist und bei der Vorrichtung entsprechend positioniert ist und im Verfahren entsprechend positioniert wird. D. h. die Positionierung erfolgt zweckmäßigerweise an der Positioniermarkierung, welche vorteilhafterweise durch die freie Rechtwinkelstirnseite gebildet ist.
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Die oben beschriebene Positionierung des Rechtwinkelelementes und des länglichen Skalenelementes in den beiden Ausführungsformen der Vorrichtung und des Verfahrens stellt keine vorgeschriebene Reihenfolge dar, d. h. einzelne Positionierungsschritte können auch vertauscht werden. Beispielsweise kann, insbesondere bei der ersten Ausführungsform, auch zuerst das längliche Winkelskalenelement und danach das Rechtwinkelelement auf die beschriebene Weise positioniert werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren ermöglichen das Messen von Winkeln, so dass für eine derartige Winkelmessung kein zusätzliches Messgerät, beispielsweise in Form eines separaten Winkelmessers, erforderlich ist.
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Vorteilhafterweise ist das längliche Winkelskalenelement als ein Lineal oder als ein Gliedermaßstab ausgebildet. Das Rechtwinkelelement ist vorteilhafterweise als ein Zimmermannswinkel ausgebildet. Die Vorrichtung und das Verfahren sind beispielsweise für Handwerker vorteilhaft, da diese üblicherweise ein Lineal oder einen Gliedermaßstab und einen Zimmermannswinkel mit sich führen und somit zusätzlich die Winkelmessung durchführen können, ohne hierfür ein zusätzliches Messgerät zu benötigen. Daher ist es besonders vorteilhaft, wenn das beispielsweise als Gliedermaßstab oder Lineal ausgebildete längliche Winkelskalenelement zusätzlich zumindest eine Längenmessskale umfasst.
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In einer möglichen Ausführungsform der Vorrichtung ist das längliche Winkelskalenelement verschiebbar mit dem Rechtwinkelelement verbindbar oder verbunden. Dadurch wird eine exakte Ausrichtung von Rechtwinkelelement und länglichem Winkelskalenelement zueinander sichergestellt, es wird eine einfachere Bedienung ermöglicht und die Gefahr von Messfehlern wird reduziert.
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Beispielsweise weist das Rechtwinkelelement mindestens eine Aufnahmeausformung zur verschiebbaren Verbindung des länglichen Winkelskalenelementes mit dem Rechtwinkelelement auf. Vorteilhafterweise ist das längliche Winkelskalenelement zur Winkelmessung in diese mindestens eine Aufnahmeausformung einschiebbar und danach wieder daraus entnehmbar, so dass dann die beiden Komponenten der Vorrichtung, d. h. das Rechtwinkelelement und das längliche Winkelskalenelement, getrennt voneinander für andere Anwendungen nutzbar sind, beispielsweise das längliche Winkelskalenelement zur Längenmessung und das insbesondere als Zimmermannswinkel ausgebildete Rechtwinkelelement zur Anzeichnung rechter Winkel oder zur Anordnung von Bauteilen im rechten Winkel oder zum Prüfen von Winkeln auf ihre Rechtwinkligkeit.
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Das längliche Winkelskalenelement und das Rechtwinkelelement können beispielsweise jeweils aus Kunststoff und/oder Metall und/oder Holz ausgebildet sein. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Herstellung und robuste Ausbildung.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Darin zeigen:
- 1 schematisch eine Vorrichtung zur Winkelmessung während einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Winkelmessung in einer Seitenansicht,
- 2 schematisch die Vorrichtung aus 1 während der in 1 dargestellten Ausführungsform des Verfahrens in einer Draufsicht von oben,
- 3 schematisch eine Vorrichtung zur Winkelmessung während einer weiteren Ausführungsform eines Verfahrens zur Winkelmessung in einer Seitenansicht, und
- 4 schematisch die Vorrichtung aus 3 während der in 3 dargestellten Ausführungsform des Verfahrens in einer Draufsicht von oben.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die 1 bis 4 zeigen eine Vorrichtung 1 zur Winkelmessung, wobei die 1 und 3 die Vorrichtung 1 jeweils in einer Seitenansicht zeigen und die 2 und 4 die Vorrichtung 1 jeweils in einer Draufsicht von oben zeigen.
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Dabei zeigen die 1 und 2 die Vorrichtung 1 während der Durchführung einer ersten Ausführungsform eines Verfahrens zur Winkelmessung, mittels welcher spitze Winkel α gemessen werden können, d. h. Winkel α zwischen 0° (oder größer als 0°) und 90°. Die 3 und 4 zeigen die Vorrichtung 1 während der Durchführung einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens zur Winkelmessung, mittels welcher stumpfe Winkel α gemessen werden können, d. h. Winkel α zwischen 90° und 180° (oder kleiner als 180°).
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Die Vorrichtung 1 umfasst ein Rechtwinkelelement 2 mit zwei Rechtwinkelschenkeln 2.1, 2.2, wobei Innenseiten 3, 4 der Rechtwinkelschenkel 2.1, 2.2 in einem rechten Winkel zueinander angeordnet sind und Außenseiten 5, 6 der Rechtwinkelschenkel 2.1, 2.2 jeweils parallel zur Innenseite 3, 4 des jeweiligen Rechtwinkelschenkels 2.1, 2.2 angeordnet sind. Somit ist ein Innenwinkel zwischen den Außenseiten 5, 6 ein rechter Winkel, wie in den 1 und 3 gezeigt, und ein Außenwinkel beträgt somit 270°. Dieses Rechtwinkelelement 2 ist beispielsweise als ein Zimmermannswinkel ausgebildet. In anderen Ausführungsformen können die Innenseiten 3, 4 auch anders ausgebildet sein, wobei dann die Außenseiten 5, 6 nicht parallel zu den Innenseiten 3, 4 sind, denn entscheidend für die im Folgenden beschriebene Funktionsweise der Vorrichtung 1 und das im Folgenden beschriebene Verfahren ist, dass der Innenwinkel zwischen den Außenseiten 5, 6 ein rechter Winkel ist, wie in den 1 und 3 gezeigt, und der Außenwinkel somit 270° beträgt. Die hier dargestellte und beschriebene Ausbildung der Innenseiten 3, 4 ist besonders vorteilhaft bei der dadurch gleichzeitig möglichen Verwendung des Rechtwinkelelementes 2 als Zimmermannswinkel.
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Des Weiteren umfasst die Vorrichtung 1 ein längliches Winkelskalenelement 7, welches beispielsweise als ein Lineal oder als ein Gliedermaßstab ausgebildet ist und somit vorteilhafterweise zumindest eine in den 1 bis 4 nicht näher dargestellte Längenmessskale aufweist, um Längenmessungen durchführen zu können. Beispielsweise ist die zumindest eine Längenmessskale an einer in den 2 und 4 nicht erkennbaren Rückseite des länglichen Winkelskalenelements 7 angeordnet.
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Auf dem länglichen Winkelskalenelement 7 ist, wie in den 1 und 2 gezeigt, eine erste Skale 8 zur Winkelmessung derart angeordnet, dass die Außenseite 5 des ersten Rechtwinkelschenkels 2.1 auf den Winkelwert der ersten Skale 8 zur Winkelmessung zeigt, welcher dem zu messenden Winkel α entspricht, wenn die Außenseite 6 des zweiten Rechtwinkelschenkels 2.2 an einem der Schenkel S1, S2 des zu messenden Winkels α anliegt und Enden 9, 10 der Außenseite 5 des ersten Rechtwinkelschenkels 2.1 an jeweils einem Schenkel S1, S2 des zu messenden Winkels α anliegen und das längliche Winkelskalenelement 7 an einem der Schenkel S1, S2 des zu messenden Winkels α anliegt und mit einer ersten Stirnseite 11 am Scheitelpunkt SP des zu messenden Winkels α anliegt. Insbesondere das dem länglichen Winkelskalenelement 7 zugewandte Ende 9, 10, hier das zweite Ende 10, der Außenseite 5 des ersten Rechtwinkelschenkels 2.1 zeigt auf den Winkelwert der ersten Skale 8 zur Winkelmessung des länglichen Winkelskalenelementes 7, welcher dem zu messenden Winkel α entspricht.
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Damit lässt sich auf die in den 1 und 2 dargestellte Weise die Winkelmessung durchführen, indem die Außenseite 6 des zweiten Rechtwinkelschenkels 2.2 an einen der Schenkel S1, S2 des zu messenden Winkels α angelegt wird, die Enden 9, 10 der Außenseite 5 des ersten Rechtwinkelschenkels 2.1 an jeweils einen Schenkel S1, S2 des zu messenden Winkels α angelegt werden, das längliche Winkelskalenelement 7 an einen der Schenkel S1, S2 des zu messenden Winkels α angelegt wird und mit der ersten Stirnseite 11 an den Scheitelpunkt SP des zu messenden Winkels α angelegt wird und auf der ersten Skale 8 zur Winkelmessung des länglichen Winkelskalenelementes 7 der Winkelwert abgelesen wird, auf welchen die Außenseite 5 des ersten Rechtwinkelschenkels 2.1 zeigt, insbesondere auf welchen das dem länglichen Winkelskalenelement 7 zugewandte Ende 9, 10, hier das zweite Ende 10, der Außenseite 5 des ersten Rechtwinkelschenkels 2.1 zeigt.
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Im hier dargestellten Beispiel liegt die Außenseite 6 des zweiten Rechtwinkelschenkels 2.2 am zweiten Schenkel S2 des zu messenden Winkels α an. In anderen Beispielen kann die Außenseite 6 des zweiten Rechtwinkelschenkels 2.2 auch am ersten Schenkel S1 des zu messenden Winkels α anliegen bzw. im Verfahren angelegt werden.
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Im hier dargestellten Beispiel liegt das längliche Winkelskalenelement 7 an demjenigen Schenkel S2 des zu messenden Winkels α an, an welchem auch die Außenseite 6 des zweiten Rechtwinkelschenkels 2.2 anliegt, hier am zweiten Schenkel S2. In anderen Ausführungsbeispielen kann das längliche Winkelskalenelement 7 auch an demjenigen Schenkel S1 des zu messenden Winkels α anliegen bzw. im Verfahren angelegt werden, an welchem die Außenseite 6 des zweiten Rechtwinkelschenkels 2.2 nicht anliegt, d. h. im hier dargestellten Beispiel der erste Schenkel S1.
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Im Verfahren muss das längliche Winkelskalenelement 7 jedoch relativ zur Position der Außenseite 6 des zweiten Rechtwinkelschenkels 2.2 stets an denjenigen Schenkel S1, S2 angelegt werden, für welchen die Vorrichtung 1, insbesondere die erste Skale 8, ausgebildet ist, denn die beiden Schenkel S1, S2 des zu messenden Winkels α können unterschiedliche Längen aufweisen, so dass bei einem Anlegen des länglichen Winkelskalenelementes 7 an den falschen Schenkel S1, S2 ein Messfehler auftreten würde. Beispielsweise ist eine entsprechende Information, beispielsweise eine Markierung oder ein Piktogramm, auf dem länglichen Winkelskalenelement 7 vorgesehen, insbesondere der ersten Skale 8 zugeordnet.
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Somit muss im Verfahren das längliche Winkelskalenelement 7 an denjenigen Schenkel S1, S2 des zu messenden Winkels α angelegt werden, an welchem auch die Außenseite 6 des zweiten Rechtwinkelschenkels 2.2 anliegt, wenn die Vorrichtung 1, insbesondere die erste Skale 8, entsprechend ausgebildet ist, so dass nur dann die Außenseite 5 des ersten Rechtwinkelschenkels 2.1, insbesondere das dem länglichen Winkelskalenelement 7 zugewandte Ende 9, 10 der Außenseite 5 des ersten Rechtwinkelschenkels 2.1, auf der ersten Skale 8 den richtigen Winkelwert anzeigt.
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Ebenso muss im Verfahren das längliche Winkelskalenelement 7 an denjenigen Schenkel S1, S2 des zu messenden Winkels α angelegt werden, an welchem die Außenseite 6 des zweiten Rechtwinkelschenkels 2.2 nicht anliegt, wenn die Vorrichtung 1, insbesondere die erste Skale 8, entsprechend ausgebildet ist, so dass nur dann die Außenseite 5 des ersten Rechtwinkelschenkels 2.1, insbesondere das dem länglichen Winkelskalenelement 7 zugewandte Ende 9, 10 der Außenseite 5 des ersten Rechtwinkelschenkels 2.1, auf der ersten Skale 8 den richtigen Winkelwert anzeigt.
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Bei der in den 1 bis 4 dargestellte besonders vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung 1 ist auf dem länglichen Winkelskalenelement 7 des Weiteren, wie in den 3 und 4 gezeigt, eine zweite Skale 12 zur Winkelmessung derart angeordnet, dass die Außenseite 5 des ersten Rechtwinkelschenkels 2.1 auf den Winkelwert der zweiten Skale 12 zur Winkelmessung zeigt, welcher dem zu messenden Winkel α entspricht, wenn die Außenseite 6 des zweiten Rechtwinkelschenkels 2.2 an einem der Schenkel S1, S2 des zu messenden Winkels α anliegt und ein gemeinsames Ende 13 der Außenseiten 5, 6 der beiden Rechtwinkelschenkel 2.1, 2.2, welches dem zweiten Ende 10 der Außenseite 5 des ersten Rechtwinkelschenkels 2.1 entspricht, am Scheitelpunkt SP des zu messenden Winkels α anliegt und das längliche Winkelskalenelement 7 rechtwinklig zur Außenseite 5 des ersten Rechtwinkelschenkels 2.1 ausgerichtet ist, an einer freien Rechtwinkelstirnseite 14 des ersten Rechtwinkelschenkels 2.1 anliegt und mit einer zweiten Stirnseite 15 am anderen Schenkel S2, S1 des zu messenden Winkels α anliegt, an welchem die Außenseite 6 des zweiten Rechtwinkelschenkels 2.2 nicht anliegt. Das längliche Winkelskalenelement 7 ist derart rechtwinklig zur Außenseite 5 des ersten Rechtwinkelschenkels 2.1 ausgerichtet, dass es parallel zum zweiten Rechtwinkelschenkel 2.2, insbesondere zu dessen Außenseite 6, ausgerichtet ist. Insbesondere das an der freien Rechtwinkelstirnseite 14 des ersten Rechtwinkelschenkels 2.1 angeordnete Ende 9, 10, hier das erste Ende 9, der Außenseite 5 des ersten Rechtwinkelschenkels 2.1 zeigt auf den Winkelwert der zweiten Skale 12 zur Winkelmessung des länglichen Winkelskalenelementes 7, welcher dem zu messenden Winkel α entspricht.
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Damit lässt sich auf die in den 3 und 4 dargestellte Weise die Winkelmessung durchführen, indem die Außenseite 6 des zweiten Rechtwinkelschenkels 2.2 an einen der Schenkel S1, S2 des zu messenden Winkels α angelegt wird, das gemeinsame Ende 13 der Außenseiten 5, 6 der beiden Rechtwinkelschenkel 2.1, 2.2 an den Scheitelpunkt SP des zu messenden Winkels α angelegt wird, das längliche Winkelskalenelement 7 rechtwinklig zur Außenseite 5 des ersten Rechtwinkelschenkels 2.1 und parallel zum zweiten Rechtwinkelschenkel 2.2, insbesondere zu dessen Außenseite 6, ausgerichtet wird und an die freie Rechtwinkelstirnseite 14 des ersten Rechtwinkelschenkels 2.1 angelegt wird und mit der zweiten Stirnseite 15 am anderen Schenkel S2, S1 des zu messenden Winkels a, an welchem die Außenseite 6 des zweiten Rechtwinkelschenkels 2.2 nicht anliegt, angelegt wird und auf der zweiten Skale 12 zur Winkelmessung des länglichen Winkelskalenelementes 7 der Winkelwert abgelesen wird, auf welchen die Außenseite 5 des ersten Rechtwinkelschenkels 2.1 zeigt, insbesondere auf welchen das an der freien Rechtwinkelstirnseite 14 des ersten Rechtwinkelschenkels 2.1 angeordnete Ende 9, 10, hier das erste Ende 9, der Außenseite 5 des ersten Rechtwinkelschenkels 2.1 zeigt.
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Vorteilhafterweise ist die freie Rechtwinkelstirnseite 14 des ersten Rechtwinkelschenkels 2.1 rechtwinklig zu dessen Außenseite 5 und vorteilhafterweise auch zu dessen Innenseite 3 ausgerichtet. Dadurch wird auf einfache Weise sichergestellt, dass das längliche Winkelskalenelement 7 durch dessen Anlegen an die freie Rechtwinkelstirnseite 14 des ersten Rechtwinkelschenkels 2.1 rechtwinklig zum ersten Rechtwinkelschenkel 2.1, insbesondere zu dessen Außenseite 5 und vorteilhafterweise auch zu dessen Innenseite 3, und parallel zum zweiten Rechtwinkelschenkel 2.2, insbesondere zu dessen Außenseite 6 und vorteilhafterweise auch zu dessen Innenseite 4, ausgerichtet ist.
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Die freie Rechtwinkelstirnseite 14 bildet eine Positioniermarkierung zur Positionierung des länglichen Winkelskalenelements 7 am ersten Rechtwinkelschenkel 2.1. Alternativ zur Positionierung des länglichen Winkelskalenelements 7 an der freien Rechtwinkelstirnseite 14 des ersten Rechtwinkelschenkels 2.1 in der oben beschriebenen und in den 3 und 4 dargestellten zweiten Ausführungsform der Vorrichtung 1 und des Verfahrens kann der erste Rechtwinkelschenkel 2.1 eine solche Positioniermarkierung auch an einer andere Stelle aufweisen, an welcher das längliche Winkelskalenelement 7 zu positionieren ist und bei der Vorrichtung 1 entsprechend positioniert ist und im Verfahren entsprechend positioniert wird.
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Im hier dargestellten Beispiel liegt die Außenseite 6 des zweiten Rechtwinkelschenkels 2.2 am zweiten Schenkel S2 des zu messenden Winkels α an. In anderen Beispielen kann die Außenseite 6 des zweiten Rechtwinkelschenkels 2.2 auch am ersten Schenkel S1 des zu messenden Winkels α anliegen bzw. im Verfahren angelegt werden.
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Vorteilhafterweise beginnen die beiden Skalen 8, 12, wie in den 2 und 4 gezeigt, an jeweils einer Stirnseite 11, 15 des länglichen Winkelskalenelements 7. Die erste Skale 8 beginnt an der ersten Stirnseite 11 des länglichen Winkelskalenelements 7 zweckmäßigerweise mit dem Winkelwert 90°, wobei sich dieser Winkelwert über den Verlauf der ersten Skale 8, ausgehend von der ersten Stirnseite 11, reduziert, beispielsweise bis 0°. Die zweite Skale 12 beginnt an der zweiten Stirnseite 15 des länglichen Winkelskalenelements 7 zweckmäßigerweise mit dem Winkelwert 90°, wobei sich dieser Winkelwert über den Verlauf der zweiten Skale 12, ausgehend von der zweiten Stirnseite 15, erhöht, beispielsweise bis 180°.
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Alternativ können die beiden Skalen 8, 12 auch an derselben Stirnseite 11, 15 beginnen. Dann sind sie beispielsweise in Querrichtung des länglichen Winkelskalenelements 7 versetzt zueinander angeordnet, wie auch die in den 2 und 4 gezeigten Skalen 8, 12, oder sie sind auf verschiedenen Flachseiten des länglichen Winkelskalenelements 7 angeordnet, d. h. die eine Skale 8, 12 auf der Vorderseite und die andere Skale 12, 8 auf der Rückseite des länglichen Winkelskalenelements 7.
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Alternativ kann auch nur eine der beiden Skalen 8, 12 vorgesehen sein.
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Die beiden Rechtwinkelschenkel 2.1, 2.2 des Rechtwinkelelementes 2 sind vorteilhafterweise gleich lang ausgebildet, insbesondere deren Außenseiten 5, 6. Dadurch ist es unerheblich, welcher Rechtwinkelschenkel 2.1, 2.2 den ersten Rechtwinkelschenkel 2.1 und welcher Rechtwinkelschenkel 2.1, 2.2 den zweiten Rechtwinkelschenkel 2.2 bildet. Sind die Rechtwinkelschenkel 2.1, 2.2 unterschiedlich lang, muss sichergestellt werden, dass klar erkennbar ist, welcher der Rechtwinkelschenkel 2.1, 2.2 der erste Rechtwinkelschenkel 2.1 und welcher der Rechtwinkelschenkel 2.1, 2.2 der zweite Rechtwinkelschenkel 2.2 ist, um eine fehlerhafte Winkelmessung zu vermeiden. Dies kann beispielsweise durch eine klar unterscheidbare Ausbildung der beiden Rechtwinkelschenkel 2.1, 2.2 und/oder durch eine Markierung eines der beiden Rechtwinkelschenkel 2.1, 2.2 oder eine unterschiedliche Markierung beider Rechtwinkelschenkel 2.1, 2.2 erfolgen. Beispielsweise kann die Außenseite 5 des ersten Rechtwinkelschenkels 2.1, welche auf den jeweiligen abzulesenden Winkelwert auf der jeweiligen Skale 8, 12 zeigt, mindestens eine Markierung aufweisen, beispielsweise eine Ablesemarkierung oder an jedem Ende 9, 10 jeweils eine Ablesemarkierung.
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Die oben beschriebene Positionierung des Rechtwinkelelementes 2 und des länglichen Skalenelementes 7 in den beiden Ausführungsformen der Vorrichtung 1 und des Verfahrens stellt keine vorgeschriebene Reihenfolge dar, d. h. einzelne Positionierungsschritte können auch vertauscht werden.
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Beispielsweise kann, insbesondere bei der in den 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform des Verfahrens, zuerst das längliche Winkelskalenelement 7 und danach das Rechtwinkelelement 2 auf die beschriebene Weise positioniert werden.
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In einer hier nicht dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung 1 ist das längliche Winkelskalenelement 7 verschiebbar mit dem Rechtwinkelelement 2 verbindbar oder verbunden. Beispielsweise weist das Rechtwinkelelement 2 mindestens eine Aufnahmeausformung zur verschiebbaren Verbindung des länglichen Winkelskalenelementes 7 mit dem Rechtwinkelelement 2 auf. Vorteilhafterweise ist das längliche Winkelskalenelement 7 zur Winkelmessung in diese mindestens eine Aufnahmeausformung einschiebbar und danach wieder daraus entnehmbar. Beispielsweise weist das Rechtwinkelelement 2 am zweiten Rechtwinkelschenkel 2.2 und/oder an der freien Rechtwinkelstirnseite 14 des ersten Rechtwinkelschenkels 2.1 jeweils eine solche Aufnahmeausformung auf, um das längliche Winkelskalenelement 7 auf die in den 1 bis 4 dargestellte und/oder oben beschriebene Weise positionieren zu können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Rechtwinkelelement
- 2.1
- erster Rechtwinkelschenkel
- 2.2
- zweiter Rechtwinkelschenkel
- 3
- Innenseite des ersten Rechtwinkelschenkels
- 4
- Innenseite des zweiten Rechtwinkelschenkels
- 5
- Außenseite des ersten Rechtwinkelschenkels
- 6
- Außenseite des zweiten Rechtwinkelschenkels
- 7
- Winkelskalenelement
- 8
- erste Skale
- 9
- erstes Ende der Außenseite des ersten Rechtwinkelschenkels
- 10
- zweites Ende der Außenseite des ersten Rechtwinkelschenkels
- 11
- erste Stirnseite
- 12
- zweite Skale
- 13
- gemeinsames Ende
- 14
- Rechtwinkelstirnseite
- 15
- zweite Stirnseite
- S1
- erster Schenkel
- S2
- zweiter Schenkel
- SP
- Scheitelpunkt
- α
- Winkel
