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Die Erfindung betrifft eine Libelle für eine Wasserwaage gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.
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Wasserwaagen sind als Prüfgeräte zur horizontalen, vertikalen und schrägen Ausrichtung eines Gegenstandes, zur Ausrichtung von Instrumentenachsen oder zur Überprüfung von Messlinien bekannt. Wasserwaagen umfassen dabei ein Gehäuse sowie zumindest eine in dem Gehäuse angeordnete Libelle, wobei das Gehäuse mit Ablesefenster versehen ist. Die Libelle wird über das Gehäuse auf Messflächen oder Gegenständen ausgerichtet. Die Libelle umfasst ein mit einer Flüssigkeit und einer Gasblase gefülltes, gebogenes transparentes Behältnis, nämlich den Libellenkörper. Der obere Bereich des Libellenkörpers bildet den Anzeigebereich. Der Libellenkörper, in dem sich die Flüssigkeit und die Gasblase befinden, ist auf der Oberseite, also im Anzeigebereich, mit einem definierten Radius gewölbt, so dass die Gasblase durch ihren Auftrieb immer an der höchsten Stelle aufschwimmt - 12-Uhr-Stellung. In der Regel sind bei länglichen Wasserwaagen im Anzeigebereich zwei Markierungen in dem transparenten Libellenkörper, links und rechts zur Mittellage, angebracht. Liegt die Gasblase genau zwischen den beiden Markierungen und ist die Libelle richtig justiert, so befindet sich der zu prüfende Gegenstand bzw. die zu prüfende Ausrichtung des Gegenstandes in der horizontalen bzw. vertikalen Lage. Den Punkt, an dem die Gasblase dann steht, nennt man Normalpunkt. Der Spielpunkt einer Libelle in Verbindung mit einer Achse ist der Punkt der Libelle, an dem die Gasblase steht, wenn die Achse senkrecht steht bzw. waagerecht oder in einem vorbestimmten Winkel zu einer Ebene liegt. Ist die Libelle richtig justiert, sind Normalpunkt und Spielpunkt identisch. Im Folgenden wird jeweils von der richtigen Justierung der Libelle ausgegangen und lediglich vom Spielpunkt gesprochen.
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Als Flüssigkeit wird üblicherweise Ethanol oder Diethylether verwendet. Das Gehäuse kann ein Metall-, ein Kunststoff-, ein Aluprofil oder ein Holzkörper sein. Der Libellenkörper ist dabei bevorzugt aus Kunststoff oder Glas gebildet, jedenfalls aus einem transparenten Material. Die Messgenauigkeit hängt von der Qualität der Libelle, von der Einbaugenauigkeit der Libelle in das Gehäuse der Wasserwaage und von der Genauigkeit einer Setzfläche ab, also der Fläche der Wasserwaage auf dem auszurichtenden Gegenstand.
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Die Wasserwaagen werden auch im Zusammenhang mit Geräten verwendet, um diese vorbestimmt für den Einsatz auszurichten, beispielsweise bei Bohrmaschinen. Dabei ist die Wasserwaage oberhalb der Bohrmaschine auf dieser angeordnet, wie dies beispielsweise aus der
DE 201 09 136 U1 hervorgeht, und eine weitere Wasserwaage auf der Rückseite der Bohrmaschine.
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Problematisch bei derartigen Wasserwaagen und Anordnungen von Wasserwaagen an Gegenständen ist, dass diese während des Gebrauchs unzureichend ablesbar sind, da sich die die Bohrmaschine nutzende Person hinter der Bohrmaschine, beispielsweise beim Bohren in eine Wand, befindet. Daher kann die sich auf die horizontale Ausrichtung beziehende vorbestimmte Lage von der oberen Wasserwaage nicht abgelesen werden, insbesondere wenn die Bohrung in Kopfhöhe oder höher erzeugt werden soll.
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Der Erfindung liegt daher gemäß einem ersten Aspekt die Aufgabe zugrunde, eine Libelle gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass unter Vermeidung der genannten Nachteile die Ablesemöglichkeit erhöht wird. Insbesondere soll eine Ablesemöglichkeit auch bei einer horizontalen Ausrichtung beim Betätigen einer Werkzeugmaschine, zum Beispiel einer Bohrmaschine, ermöglicht werden, wenn der Blickwickel auf den Ablesebereich durch die Position der Werkzeugmaschine vom Nutzer eingeschränkt ist.
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Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
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Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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Der Erfindung liegt gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass die Libelle so zu gestalten ist, dass durch Veränderung der Umfangskrümmung sich auch die Form der Gasblase verändert und sich somit bessere Ablesemöglichkeiten bei unterschiedlichen Blickwinkeln ergeben.
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Vorzugweise nimmt dabei die Umfangskrümmung der Wandung des Libellenkörpers in Umfangsrichtung um die erste Gerade, ausgehend vom Spielpunkt entlang der ersten Geraden zumindest über einen vorbestimmten Bereich ab. Bewegt sich die Gasblase in diesen Bereich, wird diese breiter. Die Abweichung vom Spielpunkt kann daher vom Nutzer einfach ohne weiteres erkannt werden.
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Die Umfangskrümmung bezieht sich dabei jeweils auf eine Ebene quer zur ersten Geraden.
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Insbesondere nimmt die Umfangskrümmung der Wandung des Libellenkörpers ausgehend vom Spielpunkt entlang der ersten Geraden ab.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist im Spielpunkt, senkrecht zur ersten Geraden der Libellenkörper so verbreitert, dass von der Stirnseite des Libellenkörpers ein seitlicher Versatz der Gasblase erkennbar ist, wenn die Libelle zu einer vorbestimmten Ausrichtung, in der sich die Gasblase im Spielpunkt befindet, in eine Richtung in einem Winkel zur ersten Geraden gekippt ist. Hierdurch kann auch eine weitere Ausrichtrichtung in der Libelle kenntlich gemacht werden. Dies vergrößert den Einsatzbereich der Wasserwaage.
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Eine Längskrümmung der Wandung des Libellenkörpers kann entlang der ersten Geraden durch den Spielpunkt konstant sein. Hierdurch bewegt sich die Gasblase entlang der ersten Geraden bei Lageänderung um eine Drehachse senkrecht zur ersten Geraden gleichmäßig.
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Der Erfindung liegt gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass durch das Anbringen einer Farbkennzeichnung im Spielpunkt an der Wandung des Libellenkörpers über die Brechungsindizes des Libellenkörpers, der Flüssigkeit im Libellenkörper und der Gasblase bei Betrachtung von der Stirnseite erkennbar ist, wenn sich die Gasblase im Spielpunkt befindet, und wenn diese außerhalb des Spielpunktes sich befindet, nicht mehr erkennbar ist, die Ablesemöglichkeiten für den Nutzer sich auf einfache Weise verbessern lassen. Ist die Farbmarkierung erkennbar, befindet sich die Gasblase im Spielpunkt, ist die Farbmarkierung nicht erkennbar, befindet sich die Gasblase außerhalb des Spielpunkts.
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Vorzugsweise ist nur eine einzige Gasblase vorgesehen.
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Insbesondere ist der Anzeigebereich mit Markierungen versehen, um eine exakte Ausrichtung der Gasblase im Spielpunkt feststellen zu können. Ist der Libellenkörper gekippt und außerhalb des Spielpunkts verändert sich die Form der Gasblase oder sie wandert seitlich der Markierung.
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Gemäß einer einfachen Ausführungsform der Erfindung ist der Libellenkörper zumindest im Anzeigebereich des Spielpunktes zuzüglich eines vorbestimmten Versatzes in Längsrichtung als ein länglicher Zentralkörper in Richtung der ersten Geraden ausgebildet. Eine einfache Fertigung des Libellenkörpers wird dadurch gewährleistet.
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Vorzugsweise weist der Libellenkörper in der Draufsicht auf den Zentralkörper eine quadratische Grundform auf. Diese quadratische Grundform ermöglicht zum einen eine kompakte Gestaltung und bei symmetrischer Ausgestaltung der Längs- und Querrichtung eine einfachere Bauform und universellere Ei nsetzbarkeit.
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Dabei kann der Zentralkörper bei den Ecken der quadratischen Grundform in der Draufsicht jeweils teilkreisförmige Ausnehmungen im Zentralkörper aufweisen, so dass sich eine Kreuzform ergibt. Durch die Kreuzform ist es möglich, die Abweichungen von dem ersten Spielpunkt durch entsprechende Krümmung des Libellenkörpers einfach und deutlich sichtbar zu machen, auch entlang der ersten Geraden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bezieht sich der Spielpunkt und somit die vorbestimmte ausgerichtete Lage auf eine Horizontalebene parallel zu der ersten und zweiten Geraden des Libellenkörpers.
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Die Libelle kann zur besseren Handhabung in einem Gehäuse angeordnet sein.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
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In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. In der Zeichnung bedeutet:
- 1a eine Draufsicht auf einen Libellenkörper einer Wasserwaage nach der Erfindung;
- 1b eine Seitenansicht quer zur ersten Geraden auf den Libellenkörper von 1a;
- 1c eine Ansicht auf eine Stirnseite quer zur zweiten Geraden des Libellenkörpers von 1a;
- 2 eine schematische Ansicht der Wirkungsweise der Wasserwaage nach der Erfindung, und
- 3 ein Diagramm, welches den Zusammenhang von sich änderndem Krümmungsradius und Abstand vom Spielpunkt veranschaulicht.
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Die Libelle 100 umfasst einen transparenten Libellenkörper 112, der üblicherweise aus Glas oder Kunststoff besteht. Der Hohlraum des Libellenkörpers 112 ist mit einer Flüssigkeit gefüllt, üblicherweise Ethanol oder Diethylether. In der Flüssigkeit befindet sich eine Gasblase 114.
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Der Libellenkörpers 112 besteht aus einer quadratischen Grundform, siehe 1a, deren benachbarte Wände - linke Seitenwand 116 gemäß 1a, rechte Seitenwand 118 gemäß 1a, linke Stirnwand 120 gemäß 1a, rechte Stirnwand 122 gemäß 1a - über jeweils eine teilkreisförmige Aussparung 140, 142, 144, 146 verbunden sind, also die linke Stirnwand 120 mit der rechten Seitenwand 118 über die erste teilkreisförmige Ausnehmung 140, die rechte Seitenwand 118 mit der rechten Stirnwand 122 über die zweite teilkreisförmige Ausnehmung 142, die rechte Stirnwand 122 mit der linken Seitenwandung 116 über die dritte teilkreisförmige Ausnehmung 144 und die linke Seitenwandung 116 mit der linken Stirnwand 120 über die vierte teilkreisförmige Ausnehmung 146. Hierdurch ergibt sich in der Draufsicht gemäß 1a eine quadratische Grundform in Form eines Kreuzes.
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Des Weiteren ist der Libellenkörper 112 gemäß 1b mit einem Boden 124 und einer Deckenwand 126 versehen. Der Boden 124 ist normalerweise eben ausgebildet, wohingegen die Deckenwand 126 eine Krümmung aufweist, deren Scheitel in der Mitte ist.
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Ist die Libelle 100 horizontal ausgerichtet, so befindet sich eine in die Flüssigkeit eingebrachte Gasblase 114 im sogenannten Spielpunkt 128, welcher dem Scheitel S der Deckenwand 126 entspricht. Die Krümmung bzw. Biegung der Deckenwand 126 im ersten Spielpunkt 128 ist derart, dass die Gasblase 114 im ersten Spielpunkt 128 kreisförmig geformt ist.
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In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung ist der Libellenkörper 112 in Querrichtung zur ersten Geraden 130 analog zur Ausrichtung in Richtung der ersten Geraden 130 ausgebildet
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Die Libelle 100 kann beispielsweise innerhalb eines Profils oder eines Gehäuses angeordnet sein, welche zusammen eine Wasserwaage bilden. Das Profil weist dabei zumindest eine Auflagefläche auf, welche auf der Fläche eines auszurichtenden Gegenstands zum Liegen kommt. Ist die Fläche des auszurichtenden Gegenstands im Hinblick auf die Längsachse und erste Gerade 130 und die Querachse und zweite Gerade 132 in der Horizontalen, befindet sich die Gasblase 114 im ersten Spielpunkt 128. Ist die auszurichtende Fläche im Hinblick auf 1a nach links geneigt, so wandert die Gasblase 114 nach rechts. Ist die auszurichtende Fläche im Hinblick auf 1a nach unten geneigt, bewegt sich die Gasblase 114 nach oben. Mit dem Bewegen der Gasblase 114 nach rechts oder links und/oder oben oder unten verändert sich auch die Form der Gasblase 114. Je weiter die Gasblase 114 sich vom Spielpunkt 128 entfernt desto mehr verändert sich die Form und Lage der Gasblase 114. Hierdurch wird erreicht, dass eine Abweichung zur horizontal ausgerichteten Lage sowohl in der Draufsicht gemäß 1a, als auch in der Seitenansicht gemäß 1b und 1c leicht erkennbar ist.
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Die Markierungen können in Abhängigkeit der Breite der Gasblase, welche z. B. Winkelmaßen zugeordnet sind, aufgebracht sein.
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In 2 sind zwei Positionen einer Gasblase 114 schematisch dargestellt. In der linken Position befindet sich die Gasblase 114 im Spielpunkt 128. In der rechten Position befindet sich die Gasblase 114 außerhalb des Spielpunkts 128 und ist entsprechend verbreitert.
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3 zeigt schematisch den Zusammenhang des Krümmungsradius des Libellenkörpers 100 entlang der Längsachse und ersten Geraden 130 und die Entfernung vom Spielpunkt 128. Je weiter die Gasblase 114 sich vom Spielpunkt 128 entfernt, desto größer wird der Krümmungsradius und somit die Gasblase 114 breiter.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Libelle
- 112
- Libellenkörpers
- 114
- Gasblase
- 116
- linke Seitenwandung
- 118
- rechte Seitenwandung
- 120
- linke Stirnwand
- 122
- rechte Stirnwand
- 124
- Boden
- 126
- Deckenwand
- 128
- Spielpunkt
- 130
- Längsachse, erste Gerade
- 132
- Querachse, zweite Gerade
- 140
- teilkreisförmige erste Ausnehmung
- 142
- teilkreisförmige zweite Ausnehmung
- 144
- teilkreisförmige dritte Ausnehmung
- 146
- teilkreisförmige vierte Ausnehmung
- S
- Scheitel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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