DE2006438A1

DE2006438A1 - Pendel Neigungsmesser

Info

Publication number: DE2006438A1
Application number: DE19702006438
Authority: DE
Inventors: der Anmelder M ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-08-06
Filing date: 1970-02-12
Publication date: 1971-02-18
Also published as: CH495551A

Description

Pendel-Neigungsmesser Die vorliegende Erfindung betrifft einen Pendel-Neigungsmesser mit einem mit einer Strichskala zusammenwirkenden Pendel und mindestens einer Anschlagfläche Zur Bestiteung der Neigung einer Anlagefläche gegenüber einer vorbestinten Ausgangslage der Anschlagfläche.
Die bekannten Neigungsmesser mit Luftblasen weisen die Nachteile auf, daß die Ablesgenauigkeit nicht sehr groß und der Messbereich sehr klein ist, und die Form des Glaskörpers der Libelle sowie die Grösse der Luftblasen bei Xemperaturänderungen unerwünscht verändert wird.
Es sind ferner auch Neigungsmesser mit Pendeln bekannt, bei denen der Pendel an zwei Blattfedern aufgehängt ist und die Bewegung desselben mechanisch oder elektrisch auf einen über eine Skala angeordneten Zeiger übertragen wird. Auch hier sind die Ubertragungs- und Ablesegenauigkeiten zu gering, als daß sie den heute gewünschten Genauigkeiten entsprechen würden.
Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Pendel-Neigungsmessers, welcher diene Nachteile nicht aufweist, und höchste Genauigkeit mit Robustheit gegen mechanische und thermische Einflüsse in sich vereint und sich zur Direktanzeige eignet.
Der erfindungsgemässe Pendel-Neigungsmesser ist dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer Abbildungsoptik versehen ist, mittels welcher das Jeweils im optischen Strahlengang befindliche Teilstück der Strich skala oder die der letzteren zugeordnet. Strichmarke vergrössert abgebildet wird.
Es ist zweckmässig, daß das sich in optischen 8trahlengang befindliche Teilstück der Strichskala vergrössert in ein mit mindestens einen Nonius versehones Okulargesichtsfeld oder auf einen mit mindestens einem Nonlus versehenen Bildschirm abgebildet wird, wobei die mit dem Pendel verbundene Strich skala vorzugsweise aus zwei in entgegengesetzten Richtungen verlaufenden Skalenhälften besteht, die gegeneinander versetzt und untereinander angeordnet sind, und deren Nullwerte soweit seitlich voneinander versetzt angeordnet sind, daß deren Abbildungen in Okulargesichtsfeld bzw auf den Bildschirm den gleichen Abstand voneinander aufweisen wie die Nullpunkte von zwei untereinander angeordneten, in entgegengesetzten Richtungen verlaufenden Nonien, derart, daß bei einer Neigung des Neigungsmessers in der einen Richtung nur Teilstücke der einen Skalenhälfte und bei einer Neigung des Neigung nessers in der anderen Bichtung nur Teilstücke der anderen Skalenbälfte im Okulargesichtsfeld bzw auf dem Bildschirm und dem entsprechenden Nonius zugeordnet, abgebildet werden.
Vorzugsweise wird die mit der Strichskala zusammenwirkende Marks zur Anzeige der Neigung der Anlagefläche gegenüber einer vorbestimmten Ausgangslage durch die zwischen zwei eine unterschiedliche Färbung aufweisenden Teile einer durchsichtigen Platte bestehende Trennlinie gebildet.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste beispielsweise Ausführungsform eines erfindungsgemäss ausgebildeten Pendel-Neigungsmessers; Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Skala wie sie in dem in Figur 1 dargestellten Pendel-Neigungsmesser verwendet werden kann; Fig. 3 eine Draufsicht auf eine die mit der Strichskala zusammenwirkende Marke bildende Platte; Fig. 4 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsfort einer Skala wie sie in dos in Figur 1 dargestellten Pendel-Neigungsmesser verwendet werden kann; Fig. 5 eine Draufsicht auf die Kreisscheibe des unterhalb der in Figur 4 dargestellten Skala angordneten Okularmikrometers; Fig. 6 eine Draufsicht auf eine weitere Iusführungsfort einer Skala wie sie in der in Figur 1 dargestellten Pendel-Neigungsmesser verwendet worden kann; Fig. 7 eine Draufsicht auf eine mit der in Figur 6 dargestellten Skala zusammenwirkende Strichplatte; Fig. 8 einen Schnitt durch eine zweite beispielsweise Ausführungsform eines erfindungsgemäss ausgebildeten Pendel-Neigungsmessers für einen Meßbereich von 360°; Fig. 9 einen Schnitt durch eine weitere beispielsweise Ausführungsform eines erfindungsgemäss ausgebildeten Pendel-Neigungsmessers für einen Meßbereich von 1800; Fig. 10 eine Stirnansicht des in Figur 9 dargestellten Pendel-Neigungsmessers; und Fig. 11 eine Draufsicht auf die Noniusplatte des in Figur 9 dargestellten Pendel-Neigungsmessers.
Der in Figur 1 dargestellte Pendel-Neigungsmesser weist ein mit einer Anschlagfläche 1 versehenes Gehäuse 2 auf, innerhalb welchem ein Pendel 3 mittels der Schneidenlager 4 und 5 schwenkbar abgestützt ist. Zur Dämpfung der Schwenkbewegung des Pendels 3 ist innerhalb dem Gehäuse 2 ein Magnet 6 angeordnet, welcher mit einem am Pendel befestigten Blech 7 zusammenwirkt. Da das dargestellte Ausführungsbeispiel eines Neigungsmessers zum Messen von Neigungen im Bereich von + 5' dienen soll, wird der Ausschlag des Pendels 3 durch einen Schraubenbolzen 8, welcher sich in eine Aussparung 9 al unteren Ende des Pendels 3 erstreckt, begrenzt.
Ebenfalls am unteren Ende des Pendels 3 ist mittels einer Fassung 10 ein Zeiger 11 befestigt. Dieser Zeiger 11, der als mit der ßtrichskala 12 zusammenwirkende Marke zur Anzeige der Neigung der Anlagefläche gegenüber einer vorbestimmten Ausgangslage dient, wird wie aus Figur 3 ersichtlich, durch die zwischen iwei eine unterschiedliche Färbung aufweisenden Teile 11a und 11b einer durchsichtigen Platte 14 bestehende scharfe Trennlinie 15 gebildet. Der Teil 11a ist z.B. grün durchsichtig gefärbt und der Teil 11b glasklar.
zur Projizierung der Strichmarke 11 auf die Stricbskala 12 ist in Projizierrichtung hinter der Strichmarke 11 eine aus Lampe u Kondensor 17 bestehende Beleuchtungseinheit und vor der Strichmarke 11 ein z.B. 40-fach vergrösserndes Objekt 18 angeordnet.
Um das Gehäuse 2 möglichst kompakt ausbilden zu können, wird mittels der drei Umlenkspiegel 19, 20 und 21 der Strahlengang gegen die Gehäusemitte zu verschoben. Vor der Strichskala 12 ist eine mittels eines Knopfes 22 drehbare planparallele Platte 23 zur Einstellung des Nullpunktes angeordnet.
Zur Betrachtung der Strichskala 12 dient ein Okular 24, welches z.B. eine 8-fache Vergrösserung ergibt.
Zum Ausrichten des Neigungsmessers ist dieser an seiner Oberseite mit einer parallel zur Pendelschwenkachse verlaufenden Wasserwaage 25 versehen.
Die Strichskala 12 weist wie aus Figur 2 ersichtlich, drei untereinander angeordnete Skalen mit unterschiedlicher 8baleneinheit auf. Wenn nun die Trennlinie 15 der Strichmarke 11 auf die Strichskala 12 projiziert wird, kann die Neigung einer Anlagefläche sofort ohne Umrechnung in drei verschiedenen XiD-heiten abgelesen werden. Die Strichskala 12 ist als scheibenförmige Platte ausgebildet, wobei der innere Teil 12a glasklar und der äussere Teil 12b lichtundurchlässig ist.
In Figur 4 ist eine zweite Variante einer Strich skala für den in Figur 1 dargestellten Pendel-Neigungsmesser dargestellt, bei welcher auf der rechten Seite der Skala ein mit einer Markierungslinle 26 versehenes rechteckförmiges Fenster 27 zur Betrachtung der darunterliegenden kreisförmigen Skala eines Okularmikrometers vorgesehen ist. Diese kreisförmige Skala ist auf einer darunterliegenden drehbaren und durchsichtigen Kreisscheibe 28 (Fig. 5) angeordnet. Die Skala verläuft in beiden Drehrichtungen von O bis 100, wobei die Zahlen mit 5 einheiten Abstand voneinander aufgetragen sind, so daß eine Division im Okularmikrometer 0,005 mm/m entspricht. Durch entsprechende Drehung der Kreisscheibe 28 erfolgt eine Verschiebung der über ihr angeordneten Strichskala in deren Längsrichtung, bis die Ausnehmungen 30 in Deckung mit dem nächstniederen Teilstrich gelangt, worauf der zugehörige Wert im Fenster 27 abgelesen werden kann.
In Figur 6 ist eine Draufsicht auf eine weitere beispielsweise Ausführungsform einer Skala1 wie sie ii Okular des in Figur 1 dargestellten Neigungsmessers verwendet werden kann, dargestellt. Die kreisförmige Glasscheibe 31 weist ein lichtdurchlässiges Feld 32 auf w welches von einem lichtundurchlässigen Feld 33 umgeben ist. Im lichtdurchlässigen Feld 32 ist eine 360° - und darüber eine 400°-Noniusskala eingraviert. Die 360°- und die 400°-Noniusskala besteht aus je zwei untereinander angeordneten, in entgegengesetzten Richtungen verlaufenden Nonien, wobei der eine zur Anzeige der Neigung des Neigungsmessers in der einen Richtung und der andere zur Anzeige der Neigung des Neigungsmessers in der anderen Richtung dient. Derart ist es möglich, den Maßstab des Nonius grösser zu wählen, als dies bei einer Anordnung des ganzen Nonius in einer Linie möglich wäre.
Zur Ablesung der Sekunden dient ein Mikrometer, mit dessen Hilfe ein Mikrometerteilstab 34 bzw. 35 sowie in seiner Längsrichtung verschoben wird, bis eine der Unterbrechungen 37 bzw.
38 in Deckung mit der auf die Skala projizierten Strichmarke 39 bzw. 40 gelangt. Darauf kann der entsprechende Wert für die 360°-Noniusakla im Ausschnitt 41 und derjenige für die 400°-Noniusskala im Ausschnitt 42 abgelesen werden. In den beiden Auschnitten 41 und 42 sind immer zwei Zahlen nebeneinander sichtbar, wobei die eine den Wert bei einer Neigung des Neigungsmessers in positiver Richtung und die andere den Wert bei einer Neigung des Neigungsmessers in negativer Richtung darstellt.
Bei Verwendung der in Figur 6 dargestellten Skala ist am unteren Ende des Pendels 3 eine Strichplatte 43 gemäss Figur 7 anzuordnen und der Schraubenbolzen 8 wegzulassen. Die ßtrichplatte 43 ist mit zwei übereinander angeordneten Strich skalen versehen, wobei die eine der 360°-Noniusskala und die andere der 400°-Noniusskala zugeordnet ist. Jede der beiden Strichskalen besteht aus zwei in entgegengesetzten Richtungen sueinander verlaufenden Skalenhälften, die gegeneinander versetzt und untereinander angeordnet rind, wobei derenNullverte soweit seite lich um den Abstand z voneinander versetzt sind, daß deren Abbildungen im Okulargesichtsfeld den gleichen Abstand b voneinander aufweisen wie die Nullpunkte der zwei untereinander angeordneten, in entgegengesetzten Richtungen verlaufenden Nonien der 360°- bzw. 400°-Noniusskala, derart, daß bei einer Neigung des Neigungsmessers in der einen Richtung nur Teilstücke der einen Skalenhälfte und bei einer Neigung des Neigungsmessers in der anderen Richtung nur Teilstücke der anderen Skalenhälfte im Okulargesichtsfeld und dem entsprechenden Nonius zugeordnet, abgebildet werden. Auf diese Weise ist immer sofort ersichtlich, in welcher Richtung die Anlagefläche geneigt ist, da bei positiver Neigung nur den "positiv" verlaufenden Nonien und bei negativer Neigung nur den "negativ" verlaufenden Nonien Zahlen der Stricbplatte 43 zugeordnet sind.
In Figur 8 ist ein Schnitt durch eine zweite beispielsweise Ausführungsform eines erfindungsgemäss ausgebildeten Pendel-Neigungsmessers für einen Messbereich von 360° dargestellt.
Die Strich skala verläuft bier über 3600 auf einer durchsichtigen Scheibe 44, die zugleich als Pendel ausgebildet ist. Die Scheibe 44 wird über den Träger 45 und die Schneidenlager 46 und 47 an den Enden des letzteren in einer Führungshülse 48 abgestützt. Die Führungshülse 48 ist ihrerseits drehbar im Gehäuse 49 gelagert und starr mit einsn zweiten Pendel 50 verbunden, so daß bei einer Drehung des Gehäuses 49 die Führungshülse 48 nur kurzzeitig gegenüber der Scheibe 44 geringfügig gedreht wird. Das Licht zur Projektion der Btrichskala gelangt von der Lampe 51 durch den Kondensor 52, die Scheibe 44, das Objektiv 53, einen Mikrometer 54 und den Eckspiegel 55 auf den Umlenkspiegel 56. Da im vorliegenden Fall zwei Okulare 57 und 58 vorgesehen sind, ist der Umlenkspiegel 56 schwenkbar angeordnet.
In jedem der Okulare ist eine Strichmarke zur Ablesung der Neigung vorgesehen. Zur Dämpfung der Bewegung der Strich skala ist am Umfang der Scheibe 44 ein Blechstreifen befestigt, welcher sich bis in das Magnetfeld eines am Gehäuse befestigten Magneten erstreckt.
In Figur 9 ist ein 8chnitt durch eine weitere beispielsweise Ausführungsform eines erfindungsgemäss ausgebildeten Pendel-Neigungsiessers für einen Mesebereich von 1800 dargestellt.
Bei dieseiNeigungslesser ist die Strichskala 59 fest mit dem Gehäuse 60 verbunden. Der Pendel 61 dient zur Verschwenkung des gesamten optischen Strahlenganges, indem er starr mit dem Objektiv 63, den beiden Uslenkspiegeln 64 und 65 und der Noniusplatte 66 verbunden ist. Die Noniusplatte 66 ist in der Verlängerung der Schwenkaxe des Pendels 61 angeordnet, eo daß sie durch das Okular 67 betrachtet werden kann. Der Pendel 61 ist über den Träger 68 und die Schneiden lager 69 und 70 schwenkbar auf dem Führungeteil 71 abgestützt. Der Führungsteil 71 ist seinerseits drehbar im Gehäuse 60 gelagert und starr mit einem zweiten Pendel 73 verbunden, so daß bei einer Drehung des Gehäuses 60 der Führungsteil 71 nur kurzzeitig gegenüber dem Träger 68 geringfügig gedreht wird. Auf diese Weise ist der erste Pendel 61 in jeder Lage reibungsfrei auf den Schneidenlagern 69 und 70 abgestützt und leicht ansprechbar, was bei der blossen Lagerung in Kugellagern nicht der Fall wäre.
Zur Beleuchtung der ßtrichskala 59 dient eine Lampe 62, die wie ein Pendel schwenkbar ii Gehäuse 60 gelagert ist. Die Lampe 62 kann starr mit dem Führungsteil 71 verbunden sein. Zwischen der Lampe 62 und der Strichskala 59 ist eine halbkreisförmige Glasplatte 74 angeordnet.
Zur Dämpfung der Bewegung der beiden Pendel 61 und 73 stehen diese in Wirkverbindung mit je einem mit dem Gehäuse 60 beispielsweise starr verbundenen Magneten 75 bzw. 76.
In Figur 10 ist eine Stirnansicht des in Figur 9 dargestellten Pendel-Neigungsmessers gezeigt, wobei die halbkreisringförmige Strich skala 59 sowie das Objektiv 63 gestrichelt eingezeichnet sind.
Wie aus Figur 11 ersichtlich1 weist die aus einer kreisförmigen Glasscheibe bestehende Noniusplatte 66 ein lichtdurchlässiges Feld 77 auf, welches von zwei lichtundurchlässigen Beldern 78 oben und unten begrenzt wird. Die Noniusskala besteht aus zwei untereinander und versetzt zueinander angeordneten, in entgegengesetzten Richtungen verlaufenden Nonien, wobei der eine zur Anzeige der Neigung des Neigungsmessers in der einen Richtung und der andere zur Anzeige der Neigung des Neigung messers in der anderen Richtung dient. Die Nul-1punkte der Strichskala 59 und diejenigen der Noniusskala sind bei die sei Ausführungsbeispiel genau untereinander angeordnet. Die Strich skala 59 weist zwei untereinander und versetzt zueinander angeordnete, in entgegengesetzte Richtungen verlaufende, von 0° bis 900 reichende Skalen auf, die z.B alle 10' mit eines Teilungsitrich und einer zugeordneten Zahl versehen sind.
Bei dieser Art der Skalenausbildung ist es ihrer sofort ersichtlich auf welche Seite der Neigungsmesser geneigt ist, da immer nur des einen Nonius Zahlen der Strichekala zugeordnet sind.
In Figur 11 ist ein Teilstück der Strichskala 59 ersichtlich1 und zwar werden die Werte 1601011 16°20' und 16030' über die beiden Umlenkspiegel 64 und 65 gleichzeitig mit der Noniueplatte 66 in Okular 67 gesehen. Das dargestellte Bild entspricht einer Neigung der Anschlagfläche des Pendel-Neigungsmessers um 16°22'25'' in negativer Richtung gegenüber der Horizontalen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Pendel-Neigungsmesser mit einem mit einer Strichskala zusammenwirkenden Pendel und mindestens einer Anschlagfläche zur Bestiaeung der Neigung einer Anlagefläche gegenüber einer Ausgangslage der Anschlagfläche, dadurch g c k e n n -z e i c h n e t , daß er mit einer Abbildungsoptik (18, 19, 20, 21,24) versehen ist1 mittels welcher das Jeweils ii optischen Strahlengang befindliche Teilstück der Strichskala oder die der letzteren zugeordnete ßtrichnarko (15) vergrössert abgebildet wird.

2. Neigungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pendel (3) mittels Schneidenlagern (46, 47, 69, 70) abgestützt wird, und die Auflager der letzteren drehbar gelagert und in Drehrichtung starr mit einen zweiten Pendel (50, 73) verbunden sind.

3. Neigungsmesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Pendel (5D) verbundene Strichskala (44) kreisförmig ausgebildet ist.

4. Neigungsmesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er mit iner fest ii Gehäuse (60) angeordneten, längs eines Radiusbogens verlaufenden Strichskala (59) versehen ist, und der erste Pendel (61) mit mindestens einem ObJekiv (63) zwei Umlenkspiegel (64, 65) und einer in der Drehaxe des Pendels (61) angeordneten Noniusplatte (66) verbunden ist, derart, daß mindestens ein Teil der Strichskala (59) auf die Noniusplatte (66) projiziert wird.

5. Neigungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich im optischen Strahlengang befindliche Strichmarke vergrössert in ein mit mindestens einer Strichskala versehenes Okulargesichtsfeld abgebildet wird.

6. Neigungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich ii optischen Strahlengang befindliche 8trichsarke vergrössert auf einen mit mindestens einer Strichskala versehenen Bildachirt abbildet.

7. Neigungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das sich in optischen Strahlengang befindliche Teilstück der Strich skala (43) vergrössert in ein mit mindestens einem Nonius versehenes Okulargesichtsfeld abgebildet wird (Fig. 6).

8. Neigungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das sieb im optischen Strahlengang befindliche Teilstück der Strich skala vergrössert auf einen mit mindestens einem Nonius versehenen Bildschirm abgebildet wird.

9. Neigungsmesser nach Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichn t, daß die Strichskala aus zwei in entgegengesetzten Richtungen verlaufenden Skalenhälften besteht, die gegeneinander versetzt und untereinander angeordnet sind, wobei deren Nullwerte soweit seitlich voneinander sind, daß deren Abbildungen im Okulargesichtsfeld bzw. auf den Bildschirm den gleichen Abstand voneinander aufweisen, wie die Nullpunkte von zwei untereinander angeordneten, in entgegengesetzten Richtungen verlaufenden Nonien, derart, daß bei einer Neigung des Neigungsmessers in der einen Richtung nur Teilstücke der einen Skalenhälfte und bei einer Neigung des Neigungsmessers in der anderen Richtung nur Teilstücke der anderen Skalenhälfte im Okulargesichtsfeld bzw. auf dem Bildschirm und dem entsprechenden Nonius zugeordnet, abgebildet werden (Figur 6).

10. Neigungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in senkrechter Richtung aul Skalaverlauf einer ersten Skala mindestens ein zweite, eine unterschiedliche Skaleneinheit aufweisende Skala vorgesehen ist (Figur 2).

11. Neigungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Strich skala zusammenwirkende Marke (11) zur Anzeige der Neigung der Anlagefläche gegenüber einer vorbestimmten Ausgangslage durch die zwischen zwei eine unterschiedliche Färbung aufweisenden Teile (11a, 11b) einer durchsichtigen Platte (14) bestehende Trennlinie (15) gebildet wird.

12. Neigungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer parallel zur Pendelschwenkachse verlaufenden Wasserwaage (25) versehen ist.

13. Neigungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strichskala (44) mit dem Pendel verbunden ist (Fig. 8).

14. Neigungsmesser nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Strichskala (12) zusammenwirkende Marke (11) zur Anzeige der Neigung der Anlagefläche gegenüber einer vorbestimmten Ausgangslage mit da Pendel (3) verbunden ist.

L e e r s e i t e