DE2155836C3 - Neigungsmeßgerät, insbesondere Zimmerrrtanns-Waage, mit Signalgebung durch Kontaktschluß mittels schwerkraftorientierten Körpers - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Neigungsmeßgerät, insbesondere Zimmermanns-Waage, welches in einem länglichen mit einer Auflagefläche versehenen Gehäuse winkelmäßig verstellbar angeordnet ist und einen schwerkraftorientierten Körper enthält, der in seiner tiefsten Stellung einen elektrischen Kontaklschluß in einer aus einer Batterie, einem Signalgeber und einem Ausschalter bestehenden Schaltung zu bewirken vermag.

Bei einem bekannten (US-PS 32 33 235) Neigungsmeßgerät ist der schwerkraftorientierte Körper ein Pendel, das um eine Achse drehbeweglich ist, und mit einem pfeilförmigen Magneten versehen ist. Wenn sich das Pendel in seiner tiefsten Stellung befindet und zwei Kontaktstellen richtig eingestellt sind, dann zieht der Magnet eine Schneide an, die an einem Federarm vorgesehen ist. Durch diese Bewegung des Federarmes kontaktieren die beiden Kontaktstellen miteinander, so daß der Signalgeber betätigt wird.

Der Magnet muß die Schneide kräftig genug anziehen, um den Federarm zu biegen und zusätzlich den daran befestigten Kontakt fest genug gegen den anderen Kontakt zu drücken, um den erwünschten Kontakt zu erzielen. Das heißt, die magnetische Wirkung wird nicht erst plötzlich mit voller Kraft dann einsetzen, wenn die Pendelspitze genau unter der anzuziehenden Schneide steht. Die Pendelspitze wird aufgrund der magnetischen Kraft bereits in die Richtung der Schneide gezogen, bevor das Pendel durch seine Schwerkraft die Pendelspitze in die genaue senkrechte Position zu bringen vermag. Dies bedeutet, daß die Signalmittel bereits schon dann oder immer noch dann ansprechen, wenn die tatsächliche Position des Neigungsmeßgerätes mit der vorgewählten Position nicht übereinstimmt.

Der Magnet muß die Schneide mindestens mit der Kraft anziehen, die nötig ist, um den Federarm zu biegen und die Kontakte gut zu schließen. Daher wird die magnetische Ki'äft die Loslösung der Pendelspitze von der Schneide erst dann gestatten, wenn die Pendelspitze bereits erheblich von der genauen Senkrechten abweicht, damit das Pendelgewicht stark genug zur Auswirkung kommt. Eine genaue Winkelmessung ist also mit dem bekannten Neigungsmeßgerät nicht möglich. Auch wird dieses Neigungsmeßgerät in seiner Wirksamkeit durch magnetische Einflüsse von außen her gestört, so daß'es in Gegenwart von Elektrowerkzeugen, Elektromotoren und Elektrogeneratoren oder auch von Stahlträgern sehr leicht falsch anzeigt.

Es ist auch ein Meßgerät bekannt (FR-PS 14 08 297), das ohne magnetische Kräfte arbeitet, das also durch magnetische Einflüsse von außerhalb nicht gestört werden kann. Auch hat hier der schwerkraftorientierte Körper keine Federkraft zu überwinden, damit die Signalmittel betätigt werden. Bei diesem Gerät läuft eine metallische Kugel auf zwei metallischen leicht gekrümmten Schienen, von denen die eine aus zwei Teilen besteht, die über ein dielektrisches Element miteinander verbunden sind. Die Kugel verbindet die beiden Schienen, so daß elektrischer Strom von einer Schiene zur r.ncieren fließen kann. Sobald die Kugel das dielektrische Element berührt, wird der Stromfluß unterbrochen.

Dieses Gerät ist ausschließlich zur Feststellung der Waagerechten konstruiert, also kein Neigungsmeßgerät. Man kann nicht Winkel gegenüber der Waagerechten einstellen. Auch ist die Krümmung der Schienen gering, so daß die Kugel nicht imstande ist, die Nullage zuverlässig genau anzuzeigen. Mit anderen Worten: Das Gefälle der Laufbahn zum Nullpunkt ist zu gering, um die Kugel mit ausreichender Sicherheit auf den Nullpunkt zu nötigen. Auch ist es nachteilig, daß der Stromkreis geschlossen ist, solange die Kugel nicht ihre Nullage einnimmt, und erst geöffnet wird, wenn die Kugel die Nullage einnimmt. Das Meßgerät hat also einen recht hohen Stromverbrauch, was bei einem batteriebetriebenen Neigungsmeßgerät von Nachteil ist.

Schließlich ist ein Gerät bekannt (US-PS 25 11 525), mit dem sich zwar sowohl die Waagerechte als auch die Senkrechte aber nicht Winkel zwischen der Waagerechten und der Senkrechten kontrollieren lassen. Hier sprechen Signalmittel an, wenn eine schwerkraftorientierte Kugel mit einem Kontakt und einem Kontaktstreifen kontaktiert, wobei die Kugel von geraden Schienen geführt ist. Es sind also keine Einstellmittel vorhanden, um die Kontaktstellen in bezug auf die gerade Fläche winkelmäßig zu verstellen. Das Gerät ist in der Praxis aber nicht brauchbar, weil die Kugel bei senkrechter oder waagerechter Anordnung des Gerätes durch nichts gezwungen ist, den Kontakt zu kontaktieren. Bei senkrechter oder waagerechter Anordnung des Gerätes kann die Kugel auch neben dem Kontakt zur Ruhe kommen, so daß die Signalmittel nicht ansprechen.

Die Erfindung will nun ein Neigungsmeßgerät der anfangs genannten Art schaffen, das im Betrieb hochwirksam ist, indem es keine magnetischen Mittel sondern eine sichere Kontaktgabe mittels eines schwerkraftorientierten freibeweglichen Kontaktelementes aufweist. Das erfindungsgemäße Meßgerät ist, diese Aufgabe lösend, dadurch gekennzeichnet, daß der schwerkraftorientierte Körper aus einer elektrisch leitenden, metallenen, freibeweglichen Kugel besteht.

die in einer ringförmigen mit Kontaktstellen versehenen Kammer innerhalb der winkelmäßig verstellbaren Walze angeordnet ist. ...

Da das Kontaktelement in der ringförmigen Kammer angeordnet ist, ist gewährleistet, daß sie stets mit ausreichender Kraft in ihre tiefste Stellung rollt. Die Kugel kann auch wegen der starken Krümmung ihrer Führungsbahn, d. h. der Ringform der Kammer, nicht allzu lange um die tiefste Stellung herum schwanken. Somit ist eine schnelle und sichere ■'---·■■-■■ gewährleistet.

Es ist außerdem eine elektrisch betätigbare Signaleinrichtung und eine damit zusammenwirkende Schaltung vorgesehen. An der inneren Wandung der Kammer sind Kontakte mit der Wandung fluchtend derart vorgesehen daß die Kugel bestimmte der Kontakte berührt, um den elektrischen Schaltkreis zu schließen und den Signalgeber, z. B. Lampe, Summer usw. zu betätigen, wenn das Gerät unter vorbestimmten Winkeln angeordnet ist. Die Walze ist winkelmäßig einstellbar und weist an ihrer Oberfläche Anzeigemittel auf, die mit einer Gradskala auf einer benachbarten Fläche des Gerätes zusammenwirken, um eine Bedienungsperson in die Lage zu versetzen, die Walze und die Kammer mit einem bestimmten Winkel anzuordnen, wonach das ₂; Gerät unter einem solchen Winkel angeordnet werden kann, wie er durch Betätigung des elektrischen Signalgebers angezeigt werden kann. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung 24 besteht aus elektrisch leitendem Material, z.B. Metall; das Gehäuseteil 26 besteht aus einem nichtleitenden Material, z. B. einem Kunststoff. In die innere Oberfläche 35 des Gehäuseteiles 26 sind bündig mit dieser Oberfläche und getrennt voneinander als Kontaktpunkte zwei Drähte 32,34 eingebettet, die sich unter 90° kreuzen und so 90°-Kontakt-Quadranten bilden. Ein mittlerer Ständer bzw. Vorsprung 36 ist . ^.,warnen. mittig in der Kammer 28 vorgesehen, um zu verhindern, Kontaktgabe 10 daß die Kugel direkt quer durch die Kammer wandert. Die Drähte 32 und 34 sind an einen Metallring 38 angeschlossen, der eine Bohrung 40 aufweist, in die ein Schraubenbolzen 42 geschraubt ist, dessen Zweck nachfolgend erklärt wird.

Die Walze 22 wird in dem Gehäuse-Hohlraum 22 durch eine Frontplatte 46 gehalten, die an dem Gehäuse 10 befestigt ist; ebenso stößt die Walze gegen eine hintere Platte 48, deren Funktion später beschrieben wird.

Das Gehäuse 10 weist einen Hohlraum 50 aut, der elektrisch betätigte Signalmittel und deren damit zusammenwirkende Schaltung aufnimmt. An der Frontplatte 46 ist ein Batterierahmen 52 befestigt, der Batterien 54 und 56 aufnimmt, die in üblicher Weise in Reihe geschaltet sind. Eine Lampe 58 ist in einer Lampenfassung 60 befestigt, so daß der Lampensockel die Batterie 54 wirksam kontaktiert. Em üblicher Druckknopf 62 und damit zusammenwirkende Kontaktarme 64 und 66 sind an der Frontplatte 46 angebracht. In

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Teilen zusammengesetzt ist, von denen der eine aus elektrisch leitendem und der andere aus elektrisch nichtleitendem Material besteht, daß in dem aus Isoliermaterial bestehenden Teil unter 90° kreuzweise zueinander Drähte mit der Innenfläche der Kammer fluchtend eingebettet sind und daß die Kammer quer zur Ringform annähernd elliptisch mit einem zentralen, das Wandern der Kugel quer durch die Kammer verhindernden, Vorsprung ausgebildet ist.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt und zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Vorderansicht eines Neigungsmeßgerätes,

Fig.2 einen Schnitt gemäß Linie 2-2 in Fig. 1 in einem gegenüber F i g. 1 vergrößerten Maßstab,

F i g. 3 einen Schnitt gemäß Linie 3-3 in F i g. 2,

F i g. 4 einen Schnitt gemäß 4-4 in F i g. 3,

Fig.5 eine Frontansicht des Gerätes gemäß Fig. 1 UV-I 1 IV/lllUlUltb ■ w ν··.<_ .... —

ster 71 und 73 vorgesehen, damit eine Bedienungsperson die Lampe 58 sehen kann.

Für die Signalmittel ist eine elektrische Schaltung vorgesehen, welche den Draht 70, der den Druckknopf-Kontaktarm 64 mit dem negativen Pol der Batterie 56 verbindet, und den Draht 72, welcher die hintere Platte 48 mit der Lampenfassung 66 verbindet umfaßt. Diese Schaltung ist schematisch in F i g. 7 dargestellt.

Die Kugel 30 vervollständigt die elektrische Verbindung, indem sie einen der Drähte 32, 34 mit dem metallenen Gehäuseteil 24 verbindet, das in Verbindung mit der elektrisch leitenden Frontplatte 46 steht. Die Drähte 32, 34 sind an dem Metallring 38 angeschlossen, der mittels Gewinde den Bolzen 42 hält und kontaktiert, der seinerseits die hintere Platte 48 kontaktiert, die mit der Lampenfassung 60 durch den Draht 72 verbunden

ist.

Die Lampe 58 kann auch durch einen Summer, eine Glocke oder einen ähnlichen Signalgeber ersetzt

Fig.5 eine F
auf einer schrägliegenden Fache, uiocKe uuc. t,..^.. _u

Fig.6 eine Ansicht ähnlich der in Fig.5, wobei das ₅₀ werden. Statt der Kugel kann auch ein zylindrischer

Gerät jedoch auf einer anderen schrägen Fläche Körper als Kontaktelement vorgesehen sein,

arbeitet, und Die Vorderseite der Walze 22 weist Anzeigemittel

Fig.7 schematisch ein Schaltbild der elektrischen auf,die von sich kreuzenden Linien 76, 78 gebildet sind,

Schaltung in dem Gerät gemäß Fig. 1. die mit einer Gradskala 80 auf der benachbarten

Das in der Zeichnung gezeigte Neigungsmeßgerät ₅₅ Frontplatte 46 zusammenwirken. Die Linien 76 und 78

besitzt ein längliches, rechteckiges Gehäuse 10 mit einer fluchten mit den im Teil 26 eingebetteten Drähten 32

ebenen länglichen Fläche 12, die gegen eine Neigung 14 und 34 bzw. mit der Horizontalebene.

(Fig.5) oder eine Neigung 16 (Fig.6) gelegt werden 'Die Kammer 28 kann eine nichtleitende Flüssigkeit

kann, um den Winkel der Neigung zu bestimmen. enthalten, um die Bewegung der Kugel zu verzögern

Das Gehäuse 10 weist einen Hohlraum 20 auf, der _6o und deren Schwingungen zu vermeiden,

eine zylindrische Walze 22 aufnimmt, die von zwei Zum Betrieb wird die Meßebene auf eine Neigung

zusammenwirkenden und zusammenpassenden Gehäu- gesetzt, wie es in F i g. 5 und 6 gezeigt ist. Sodann wird

seteilen 24,26 gebildet ist, welche zusammengeschraubt der Druckknopf 62 gedrückt und die Walze 22 im

oder auf andere Weise miteinander verbunden sind, wie Gehäuse 10 winkelmäßig gedreht, bis die Lampe 58 es Fig.4 zeigt. Die Walze 22 enthält eine ringförmige 65 aufleuchtet. Der Neigungswinkel kann dann über die

Kammer 28 (die im Querschnitt elliptisch ist), in der eine Linie 78 an der Skala 80 abgelesen werden,

elektrisch leitende, schwerkraftorientierte, freibewegli- Wenn die Richtwaage auf einen vorbf

ehe metallene Kugel 30 angeordnet ist. Das Gehäuseteil Winkel eingestellt werden soll, wird

vorbestimmten die Walze

gedreht, bis ein solcher Winkel durch die Linie 78 auf der Skala 80 festgestellt wird; danach wird die Richtwaage geneigt, bis die Lampe 58 leuchtet und anzeigt, daß die Richtwaage unter dem vorbestimmten Winkel eingestellt ist.

In dieser Weise stellt die Erfindung ein hochwirksames Neigungsmeßgerät dar.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Neigungsmeßgerät, insbesondere Zimmerrnanns-Waage, welches in einem länglichen mit einer Anlagefläche versehenen Gehäuse winkelmäßig verstellbar angeordnet ist und einen schwerkraftorientierten Körper enthält, der in seiner tiefsten Stellung einen elektrischen Kontaktschluß in einer aus einer Batterie, einem Signalgeber und einem Ausschalter bestehenden Schaltung zu bewirken vermag, d ad u.r c h gekennzeichnet, daß der schwerkräftorientierte Körper aus einer, elektrisch leitenden, metallenen, freibeweglichen Kugel (30) besteht, die in einer ringförmigen mit Kontaktstellen (24, 32, 34) versehenen Kammer (28) innerhalb der winkelmäßig verstellbaren Walze (22) angeordnet ist.

2. Neigungsmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Walze (22) aus zwei Teilen (24, 26) besteht, von denen der eine (24) aus elektrisch leitendem und der andere (26) aus elektrisch nicht leitendem Material besteht, daß in dem aus Isoliermaterial bestehenden Teil (26) unter 90° kreuzweise zueinander Drähte (32, 34) mit der Innenfläche der Kammer (28) fluchtend eingebettet sind und daß die Kammer (28) quer zur Ringform annähernd elliptisch mit einem zentralen, das Wandern der Kugel (30) quer durch die Kammer verhindernden, Vorsprung (36) ausgebildet ist.