DE19911798A1 - Libellenbefestigung - Google Patents

Abstract

Libellenbefestigung, insbesondere sehr empfindliche Libellen 1 sollen nach der Montage in einem äußeren Gehäuse 12 justiert werden können. DOLLAR A Dies wird erfindungsgemäß erreicht, indem die Libelle 1 bzw. ein Libellenhalter 2 über ein Drehgelenk 3 fest mit dem Grundkörper 4 verbunden wird. Eine von außen einwirkende Justierkraft wirkt auf einen Justierhebel 5. Durch Anwendung der Hebelgesetze wird der Weg der externen Justageeinheit bezüglich dem Weg der Libelle 1 untersetzt. Dadurch ist eine sehr exakte, feinfühlige und schnelle Justage möglich. Der Grundkörper 4, der Libellenhalter 2, der Justierhebel 5 und das Drehgelenk 3 können vorteilhafterweise aus einem Teil geformt werden. Somit werden unerwünschte Effekte wie Spiel, Spannungen und Reibung, sowie eine aufwendige externe Justiermechanik, vermieden. Nach der Justage wird der Justierhebel 5 bzw. der Libellenhalter 2 z. B. durch Ultraschall-Schweißen, Klemmen, Rastmechanik oder ähnlichem relativ zum Grundkörper 4 fixiert. DOLLAR A Das Prinzip kann für verschiedene Arten von Wasserwaagen- bzw. Nivellier-Libellen angewendet werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Libellenbefestigung für Wasserwaagen und Nivellier-Geräte, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Libellen werden weltweit in großen Stückzahlen z. B. in Wasserwaagen und Nivellier-Geräten eingebaut. Insbesondere sehr empfindliche Libellen müssen nach der Montage in ein Gehäuse exakt justiert und anschließend fixiert werden können. Aufgrund hoher Stückzahlen ist eine schnelle und trotzdem präzise Montage und Justage sowie eine automatengerechte Lösung von großer wirtschaftlicher Bedeutung.

Derzeit verwendete Libellenbefestigungen haben Nachteile, was die wirtschaftliche Produktion betrifft. Insbesondere die Justage der Libellen ist bei den bekannten Systemen meist sehr aufwendig, zeitintensiv und störanfällig.

Bei einer Ausführung gemäß DE 44 41 657 oder DE 36 06 774, bei der ein Libellenhalter in einer radienförmigen Lagerschale relativ zu einem Grundkörper bewegt wird, ist ein Problem die Reibung in der Lagerschale. Die durch die Reibung zwischen den Teilen entstehende Kraft führt zu stick-slip- Effekt, was eine schnelle und präzise Justage erschwert. Zudem können bei der Justage eingebrachte Spannungen dazu führen, daß sich die Libelle nach der Fixierung wieder verstellt. Soll eine Justage durch einen Automaten erfolgen, so ist eine aufwendige Justiermechanik erforderlich, welche gleichzeitig spielfrei und spannungsfrei die Libelle mitnehmen soll.

Besonders empfindliche Libellen können bekanntlich durch Krafteinwirkung auf den äußeren Grundkörper "feinjustiert" werden. Dies ist jedoch ebenfalls eine sehr zeitaufwendige Methode, bei der zusätzlich noch der Grundkörper beschädigt werden kann.

Bei der Justage um einen Drehpunkt gemäß DE 34 32 911 ist es schwierig die Libelle so durch eine Justieranlage anzukoppeln, daß eine spielfreie Verbindung zwischen Justiermechanik und Libelle besteht und daß trotzdem keine Spannungen in das System gebracht werden. Zudem herrschen hier relativ ungünstige Hebellängen.

Bei der Justage im Kleberbett bzw. in einer noch teigigen Vergußmasse, z. B. gemäß DE 22 54 456, muß in der Regel eine lange Aushärtezeit abgewartet werden. Anschließend muß überprüft werden, ob sich beim Aushärten nichts verstellt hat.

Wird zur Fixierung der justierten Lage direkt auf die Libelle geschweißt, gemäß DE 35 32 124, so besteht die Gefahr, daß durch die Schweißkräfte bzw. Ultraschall die Libelle unerwünscht bewegt wird.

Zahlreiche Patente von Wasserwaagen-Libellenbefestigungen befassen sich mehr mit der Problematik, wie die Libelle in einem toleranzbehafteten Hohlprofil befestigt werden kann. Z. B. mit Abschernoppen, gemäß DE 35 32 123; mit Spreizkeilen, gemäß DE 36 06 774 oder mit einem Lamellensystem gemäß DE 44 41 657. Die Justierbarkeit der Libelle spielt in diesen Patenten jedoch eine untergeordnete Rolle und beinhaltet diesbezüglich kaum erfinderische Gedanken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Libelle sicher zu halten und möglichst einfach jedoch exakt und feinfühlig justierbar zu machen. Die bekannten Störgrößen wie z. B. Spiel, Spannungen, Reibung, Ultraschalleinflüsse sollen minimiert werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Libelle in einem Libellenhalter gefaßt ist, welcher über ein Drehgelenk, z. B. in Form eines einfachen Steges, fest mit dem Grundkörper verbunden ist. Die Justagekraft wird durch einen Justierhebel eingeleitet. Über den Justierhebel und das Drehgelenk kann die Libelle nahezu spiel-, reibungs- und spannungsfrei relativ zum Grundkörper justiert werden. Vorzugsweise bestehen Libellenhalter, Drehgelenk, Justierhebel und äußerer Grundkörper aus einem Teil. Die Gelenke bzw. der Gelenkhebel sind dabei vorzugsweise elastisch verformbare Stege (Festkörpergelenke).

Zur Fixierung des Hebels nach der Justage kann z. B. Klebstoff, Vergußmasse, Ultraschall-Schweißung, warm- Verschmelzen oder auch eine Rast- bzw. Klemmechanik angewendet werden.

Um mit einer Rast-/Klemm-Mechanik in beide Richtungen justieren zu können, kann der Justierhebel mit Rast-/Klemm- Mechanik auf beiden Seiten der Libelle angebracht werden.

Das Drehgelenk bzw. der Justierhebel, kann an beliebiger Stelle zwischen Libelle und Grundkörper liegen.

Damit bei der Justage vorteilhafter Weise nur in eine Richtung gedrückt werden muß, kann die Libelle im nicht justierten Zustand eine definierte Neigung bezüglich dem Grundkörper haben. Durch die vordefinierte Neigung wirkt bei der Justage eine Vorspannkraft, in entgegengesetzter Richtung zur Justagekraft. Diese Vorspannkraft bewirkt den Effekt, daß ein Justage-Stellelement spielfrei an den Libellenhalter, den Justierhebel oder die Libelle selbst angekoppelt werden kann.

Zur Verbesserung des optischen Eindrucks, jedoch auch zur zusätzlichen Versteifung des Systems, kann ein Deckel montiert werden.

Der Deckel kann eine Bohrung bzw. eine Öffnung haben, durch die das bereits komplett montierte System z. B. über einen dünnen Stift oder ein dünnes Blech justiert werden kann. Die Justage des komplett montierten Systems hat den Vorteil, daß nicht bei einer späteren Montage des Deckels die bereits justierte Libelle beeinflußt wird.

Höhere Festigkeit des Systems wird erzielt, indem einzelne Komponenten verklebt bzw. vergossen werden.

Noch feinfühliger kann justiert werden, wenn der Justierhebel über eine Justierschraube angetrieben wird. Die Justierschraube kann in der Libellenbefestigung, jedoch auch in einer externen Justiermechanik integriert sein.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen vor allem in der exakten, feinfühligen, spielfreien und nahezu spannungsfreien Justage, welche Grundlage für kurze Taktzeiten, exakte Justage empfindlicher Libellen und für einfache, automatengerechte Justage ist. Dadurch daß Libellenhalter und Grundkörper fest verbünden sind, herrscht kein Spiel zwischen den Teilen. Durch einfache Hebelwirkung wird der Weg einer externen Justageeinheit bezüglich dem Weg der zu justierenden Libelle untersetzt. Bei einer Schweißung bzw. Klemmung am Hebel, wird eine eingebrachte Spannung bzw. Verschiebung ebenso untersetzt und wirkt sich nur schwach auf die Position der Libelle aus. Durch günstig gewählte Hebelverhältnisse kann sehr feinfühlig justiert werden. Mit wenigen einfachen und billigen Teilen, z. B. aus Kunststoff, wird ein hoher Rationalisierungseffekt erreicht. Die für die Justage erforderliche Justiermechanik kann sehr einfach ausgeführt werden. Der Justierhebel ist auch ohne aufwendige Ultraschall-Anlage fixierbar. Dadurch wird zusätzlich Taktzeit eingespart.

Anhand der Zeichnungsoll die Erfindung in Form von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 ausschnittsweise einen Längsschnitt durch eine Wasserwaage. Die Libellenbefestigung ist mit einem Gelenkhebel ausgestattet

Fig. 2 eine Libellenbefestigung mit einem starren Hebel

Fig. 3 eine Libellenbefestigung mit einem Gelenkhebel mit Rast-Fixierung

Fig. 4 eine Libellenbefestigung mit quer angeordnetem Justierhebel

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel für eine Vertikal- Libellenbefestigung

Fig. 6 eine Libellenbefestigung, bei welcher der Libellenhalter als Justierhebel verwendet wird

Fig. 7 eine Libellenbefestigung mit einem freien Justierhebel, der über ein Stellglied angetrieben wird, dargestellt als Längsschnitt durch den äußeren Grundkörper sowie als Seitenansicht von links

Fig. 8 eine Libellenbefestigung mit einem freien Justierhebel, der über eine Stellschraube angetrieben wird.

Fig. 1 bis 8 zeigen beispielhaft, wie eine Libelle 1 durch einen Libellenhalter 2 gefaßt wird. Der Libellenhalter 2 ist fest durch einen Steg 3 mit einem Grundkörper 4 verbunden. Dieser Steg 3 bildet ein Drehgelenk, um den die Libelle 1 relativ zum Grundkörper 4 justiert werden kann.

Bei der Justage wird ein Hebel 5, 6, 7, 8 mit einer Kraft beaufschlagt und somit bewegt. Durch die Bewegung des Hebels 5, 6, 7, 8 wird der Libellenhalter 2 und somit auch die Libelle 1 um den Steg 3 relativ zum Grundkörper 4 verdreht.

Fig. 1, 3, 4, 5 zeigen die Ausführung des Justierhebels als Gelenkhebel 5, der den Libellenhalter 2 mit dem Grundkörper 4 verbindet.

Fig. 2 zeigt die Ausführung des Hebels 6 in starrer Form. Bei der Ausführung gemäß Fig. 6 bildet der Libellenhalter 2 selbst den Justierhebel, der sich ebenfalls um den Steg 3 dreht. Die Justierkraft kann auf die Libelle 1, den Libellenhalter 2 oder den langen Steg 9 aufgebracht werden.

Fig. 7 und 8 zeigen die Ausführung eines freien Hebels 7 als Anformung an den Libellenhalter 2. Auf diesen Hebel 7 könnte direkt die Justierkraft von außen aufgebracht werden. Fig. 7 zeigt jedoch ein Stellglied 10, welches mit zwei Sollbruchstellen 11 an den Grundkörper 4 angeformt ist. Bei der Justage wird dieses Stellglied 10 durch eine externe Justiervorrichtung gedreht, so daß zunächst die Sollbruchstellen 11 abreißen. Wird das Stellglied 10 weiter gedreht, so klemmt es zwischen dem äußeren Gehäuse 12 und dem freien Justierhebel 7. Durch die unrunde Form des Stellglieds 10 wird bei der Drehung der Justierhebel 7 und somit auch der Libellenhalter 2 und die Libelle 1 um den Steg 3 gedreht. Das Stellglied. 10 verbleibt nach der Justage im System. Es hält die justierte Lage, bis z. B. eine Vergußmasse zwischen den Teilen ausgehärtet ist. Gemäß Fig. 8 wird der Justierhebel 7 durch eine Stellschraube 19 angetrieben. Durch die Untersetzung des Schraubengewindes und durch die Länge des Justierhebels 7, wird eine besonders feinfühlige Justage ermöglicht.

Die Ausführung des Justierhebels als Gelenkhebel 5, starrer Hebel 6, freier Hebel 7 oder Libellenhalter als Hebel 8, beeinflußt die Untersetzung einer von außen einwirkenden Justieranlage und somit die feinfühlige Justage.

Für die Art und Weise, wie die justierte Stellung des Systems gehalten wird, sind Beispielhaft folgende Möglichkeiten gezeichnet: Fig. 1 und Fig. 2 zeigen eine Lasche 14, die mit dem Justierhebel 5, 6 verbunden werden kann. Die Verbindung erfolgt z. B. durch Ultraschall-Schweißen, warm-Verschmelzen, Kleben oder ähnlichem. Fig. 3 zeigt ein Rast- oder Klemm- Federelement 15, welches an dem Gelenkhebel 5 angeformt ist. Als Klemm-Federelement 15 wirkt eine Kraft gegen eine Lasche 14 oder auch direkt gegen das äußere Gehäuse 12. Diese Kraft hält die justierte Position des Systems. Als Rast- Federelement 15 ist die Lasche 14 mit einer sehr feinen Verzahnung versehen, in welche das Federelement 15 einrastet. Bei der Ausführung gemäß Fig. 4 oder Fig. 5 wird die justierte Stellung gehalten, indem der Libellenhalter 2 mit dem Justierhebel 5 verbunden wird.

Bei der Anwendung des Systems in einer Wasserwaage mit einem Hohlprofil als äußeres Gehäuse 12, verhindert eine Versteifungsstrebe 13, daß der Grundkörper 4 bei der Montage unerwünscht verformt wird.

Claims (13)

1. Libellenbefestigung 18 zur Aufnahme von Wasserwaagen- bzw. Nivellier-Libellen 1, welche es ermöglicht die Libelle 1 relativ zu einem äußeren Gehäuse 12 zu justieren, gekennzeichnet durch die Merkmale:

• - die Libelle 1 wird durch einen Libellenhalter 2 gehalten, der die Libelle 1 ganz oder teilweise umfaßt,
• - der Libellenhalter 2 ist schon vor der Justage mindestens durch ein Drehgelenk 3 fest mit einem Grundkörper 4 oder dem äußeren Gehäuse 12 verbunden,
• - das System besitzt mindestens einen, nach der Montage von außen erreichbaren Hebel 5, 6, 7, 8,
• - dieser Hebel, auf den die Justierkraft wirkt, ist entweder:
  • - direkt der Libellenhalter 2, 8 bzw. die Libelle 1,
  • - oder mindestens ein Gelenkhebel 5 oder starrer Hebel 6, der Libellenhalter 2 und Grundkörper 4 verbindet,
  • - oder mindestens ein Hebel 7, der an den Libellenhalter angeformt ist und vor der Justage keine feste Verbindung zum Grundkörper hat,
• - die Libelle kann über das Drehgelenk 3 und den Hebel 5, 6, 7, 8 relativ zum Grundkörper 4 bzw. äußeren Gehäuse 12 justiert werden.

2. Libellenbefestigung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Merkmal:

• - Libellenhalter 2, Drehgelenk 3 und Grundkörper 4 sind aus einem Teil geformt.

3. Libellenbefestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, gekennzeichnet durch das Merkmal:

• - zur Versteifung des Systems ist eine Strebe 13 zwischen Libellenhalter 2 und Grundkörper 4 angeformt.

4. Libellenbefestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Merkmale:

• - die Libelle 1 bzw. der Libellenhalter 2 wird im nicht justierten Zustand mit einer definierten Neigung bezüglich des Grundkörpers 4 ausgeführt, so daß bei der Justage bevorzugt in eine bestimmte Richtung gedrückt wird,
• - durch die Neigung ergibt sich eine definierte Vorspannkraft, die der Justagekraft entgegenwirkt und somit das Spiel zwischen Justier-Stellglied und Libellenhalter 2 bzw. Libelle 1 oder Justierhebel 5, 6, 7, 8 heraus nimmt,
• - diese Vorspannkraft kann durch ein zusätzliches Federelement verstärkt werden.

5. Libellenbefestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch das Merkmal:

• - die justierte Lage wird durch mindestens eine der folgenden Verbindungen gehalten:
  • - Hebel 5, 6, 7, 8 und/oder Libellenhalter 2 mit einer Lasche 14, die am Grundkörper 4 oder am äußeren Gehäuse 12 oder am Libellenhalter 2 angeformt ist, Hebel 5, 6, 7, 8 mit dem Libellenhalter 2,
  • - Hebel 5, 6, 7, 8 und/oder Libellenhalter 2 mit dem Grundkörper 4,
  • - Hebel 5, 6, 7, 8 und/oder Libellenhalter 4 mit dem äußeren Gehäuse 12.

6. Libellenbefestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch das Merkmal:

• - die Fixierung der justierten Position erfolgt z. B. durch Ultraschall-Schweißen, Kleben, warm-Verschmelzen, Klemmen oder Rasten.

7. Libellenbefestigung; nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch das Merkmal:

• - die Position des Justierhebels 5, 6, 7, 8 wird gehalten, indem am Ende des Justierhebels ein Federelement 15 angeformt ist,
  • - welches gegen den Grundkörper 4 oder das äußere Gehäuse 12 oder gegen eine Lasche 14 drückt und somit durch Klemmung hält,
  • - oder welches gegen eine Lasche 14 drückt, die mit einer sehr feinen Verzahnung ausgeführt wird, so daß das Federelement 15 in möglichst vielen Position des Justierhebels 5, 6, 7, 8 einrasten kann.

8. Libellenbefestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Merkmale:

• - zwischen Justierhebel 5, 6, 7, 8 und Grundkörper 4 bzw. zwischen Justierhebel und äußerem Gehäuse 12 oder zwischen Justierhebel und Libellenhalter 2 befindet sich ein Stellglied 10, mit welchem der Justierhebel bewegt werden kann,
• - das Stellglied 10 wird von einer externen Justiermechanik angetrieben,
• - das Stellglied 10 kann nachträglich eingeschoben werden, oder bevorzugt mit einer Sollbruchstelle 11 am Grundkörper 4, Hebel 5, 6, 7, 8, äußeren Gehäuse 12 oder Libellenhalter 2 angeformt sein,
• - das Stellglied 10 kann beliebige Formen haben, elliptisch, keilförmig, exzentrisch, flach usw.,
• - das Stellglied 10 hält auch nach der Justage die eingestellte Position der Libelle 1, wobei auch eine weitere Sicherung gemäß Anspruch 5 angewendet werden kann.

9. Libellenbefestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch die Merkmale:

• - zur Verbesserung des optischen Eindrucks sowie zur weiteren Versteifung des Systems kann ein Deckel montiert werden,
• - der Deckel kann eine Öffnung beinhalten, welche den Zugang zum Justierhebel 5, 6, 7, 8 auch nach der kompletten Montage ermöglicht.

10. Libellenbefestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch das Merkmal:

• - das System kann auch: dreidimensional angewendet werden, zur Justage von Dosenlibellen, wobei mindestens zwei winklig zueinander versetzte: Justiersysteme angeordnet sind.

11. Libellenbefestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch das Merkmal:

• - der Justierhebel 5, 6, 7, 8, wird durch eine Stellschraube 19 bewegt, die im Grundkörper 4 integriert ist.

12. Wasserwaage aus einem metallischen äußeren Gehäuse 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Libellen 1 jeweils mit einer Libellenbefestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 befestigt sind.

13. Wasserwaage aus einem äußeren Gehäuse 12 aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Libellen 1 jeweils mit einer Libellenbefestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 befestigt sind, wobei der Grundkörper 4 und das äußere Gehäuse 12 identisch sind.