DE2755255A1

DE2755255A1 - Vorrichtung zur anzeige einer horizontalen richtung und eines oder mehrerer winkelbereiche um genannte richtung

Info

Publication number: DE2755255A1
Application number: DE19772755255
Authority: DE
Inventors: Lars A Bergkvist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-12-14
Filing date: 1977-12-12
Publication date: 1978-10-26
Also published as: FR2374617A1; JPS5395066A; SE401264B; FR2374617B1; US4159577A; CA1113241A; GB1570465A

Description

eilJtachenTO-Lipowskystr.iO-Te!. 778956

Lars A. Bergkvist no-bk-17

12. 12. 1977

Vorrichtung zur Anzeige einer horizontalen Richtung und eines oder mehrerer Winkelbereiche um genannte Richtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anzeige einer horizontalen Richtung und eines Winkelbereiches um die genannte Richtung.

Vorrichtungen zur Anzeige einer horizontalen Richtung gibt es bereits in großer Zahl, z.B. Wasserwaagen, Vorrichtungen mit Verwendung eines Lotes, usw.

Bekannte Vorrichtungen sind im allgemeinen so beschaffen, daß sie deutlich nur eine horizontale Richtung über einen geeigneten Anzeiger anzeigen. Winkelbereiche um die horizontale Richtung werden lediglich als eine Verschiebung des genannten Anzeigers aus der die horizontale Richtung anzeigenden Lage angezeigt.

Bekannte Vorrichtungen sind ferner im allgemeinen so ausgeführt, daß sie sehr schwer abzulesen sind, wenn der Gegenstand, an dem die Messung vorgenommen werden soll, sich in kräftiger Bewegung befindet, z.B. starken Rüttelungen ausgesetzt ist. Als Beispiel kann der Fall genannt werden, wenn Arme, die Gesteinsbohrer tragen, in einem bestimmten Winkel zur Horizontalebene eingerichtet werden sollen. Solche Arme vibrieren mit

809843/0573

einer Frequenz von ungefähr 50 Hz und einer Amplitude von etwa 5-10 mm. Unter solchen Verhältnissen ist es äußerst schwer, mit bekannten Vorrichtungen eine horizontale Richtung für den Arm oder einen Teil davon anzuzeigen.

Daß es mit bekannten Vorrichtungen unter solchen Verhältnissen sehr schwer ist, einen zulässigen Winkelbereich abzulesen, zumal wenn dieser Bereich sehr henau angegeben ist, ist offensichtlich.

Die vorliegende Erfindung löst das vorstehend genannte Problem dadurch, daß die Vorrichtung nach der Erfindung so beschaffen ist, mittels Anzeigelampen zu signalisieren, ob die Vorrichtung sich in einer horizontalen Richtung oder einem zulässigen Winkelbereich, oder zulässigen Winkelbereichen, um diese Richtung befin-et.

Die vorliegende Erfindung betrifft somit eine Vorrichtung zur Anzeige einer horizontalen Richtung und eines Winkelbereiches um die genannte Richtung, bestehend aus einer in einem umgebenden Gehäuse drehbar gelagerten Scheibe, deren Schwerpunkt außerhalb der Lage der Drehachse der Scheibe verlagert ist.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe, abgesehen von einem im wesentlichen sektorförmigen undurchsichtigen Bereich, durchsichtig ist, und zwei oder mehr Ableseglieder zum Ablesen der Lage des Sektors in Beziehung zu genanntem Gehäuse so in Beziehung zu dem sektorförmigen Bereich angeordnet sind, daß die G3 ' Jer von dem Bereich abgedeckt werden, wenn das Gehäuse eine horizontale Richtung aufweist, und daß der sektorförmige Bereich von der Abdeckung zweier oder mehrerer Glieder zur Freilegung eines oder mehrerer dieser Glieder verlagert wird, wenn die Scheibe mehr als einen gewissen Winkel in Beziehung zum Gehäuse gedreht wird.

809843/0573

Ein Ausführungsbeispiel

der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der

Fig. 1 eine einer Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung zugehörige Scheibe und ein die Scheibe umgebendes Gehäuse zeigt,

Fig. 2 die genannte Scheibe in das genannte, mit Ablesegliedern versehene Gehäuse eingesetzt zeigt,

Fig. verschiedene Lagen der genannten Scheibe in Beziehung zu genannten Ablesegliedern zeigen,

Fig. 6 einen eine Vorrichtung gem. der Erfindung einschließenden Behälter mit Anzeigelampen zeigt,

Fig. 7 ein Blockplan einer Detektoreinrichtung ist.

Fig. 1 zeigt eine Scheibe 1 und ein die Scheibe umgebendes Gehäuse H. Der Schwerpunkt der Scheibe 1 ist mit einem nahe der Scheibenperipherie angeordneten Gewicht 3 außerhalb der Lage der Drehachse 2 verlagert. Die Scheibe ist vorzugsweise in einem durchsichtigen Kunststoffmaterial ausgeführt. In Fig. 2 ist, im Schnitt von der Seite, die Scheibe 1 in dem umgebenden Gehäuse U angeordnet gezeigt. Die Scheibe 1 ist über eine Welle 2 drehbar aufgehängt und lagert in zwei senkrechten Seitenwänden 5,6 des Gehäuses U. Das Gehäuse U ist dicht und mit einem Dämpfungsöl 25, z.B. Siliziumöl, gefüllt. In jeder der zwei senkrechten Seitenwände 5,6 des Gehäuses befindet sich eine durchsichtige öffnung 7,8, die einander direkt gegenüberliegen.und durch einen geeigneten durchsichtigen Kunststoff dicht verschlossen sind. In Fig. 1 ist eine öffnung 7 mit gestrichelten Linien angedeutet. Die Scheibe 1 ist mit einem undurchsichtigen sektorförmigen Bereich 9 versehen, der vorzugsweise ein Kreissektor mit einem Sektorwinkel von unter 90° ist.

Die Scheibe 1 lagert» wie erwähnt, drehbar in genanntem Gehäuse 4. Da der Schwerpunkt der Scheibe 1 außerhalb deren Drehachse verlagert ist, wird sie sich stets in eine Lage stellen, in der die Lotlinie durch ihren Schwerpunkt und die Drehachse geht. Die Lage des sektorförmigen Bereiches 9 in Beziehung zum Gehäuse k wird somit z.B. vom Winkel einer der Seitenflächen des

809843/0573

Gehäuses 4 in Beziehung zur Horizontalebene abhängen. In den öffnungen 7,8 sind Ableseglieder zum Ablesen der Lage des Kreissektors 9 in Beziehung zu genanntem Gehäuse angeordnet.

Die Ableseglieder bestehen aus je einer Beleuchtungsquelle, z.B. einer Leuchtdiode 10,11,12, und je einem lichtempfindlichen Element, z.B. einem Phototransistor 13,IU,15. Die Leuchtdioden 1P-12 sind an der einen öffnung 8 im Gehäuse, und die Phototransistoren 13-15 in der anderen öffnung 7 fest angebracht. Jede Leuchtdiode 10-12 ist auf einen Phototransistor 13-15 gerichtet. Die Leuchtdioden sind von bekanntem Typ und zur Aussendung von im wesentlichen parallelem Licht angeordnet. Die Ableseglieder 10-15 sitzen nahe der Peripherie der Scheibe 1. Die Glieder sind vorzugsweise längs einer, zu einer Tangente zur Scheibe parallelen Linie oder einem in Beziehung zur Scheibenperipherie konzentrisch liegenden Bogen angeordnet.

Die Unterseite des Gehäuses 16 dient z.B. als Bezugsfläche, gegen die der Gegenstand anliegt, dessen Winkel zu einer horizontalen Richtung angezeigt werden soll.

Wenn die Fläche 16 sich in einer horizontalen Lage befindet, ist die Lage der Scheibe 1 in Beziehung zum Gehäuse 4 und der Fläche 16 wie in Fig. 1 gezeigt, wo der sektorförmige Bereich 9 die Glieder 10-16 abdeckt. Wenn die Fläche 16 einen gewissen Winkel zu einer horizontalen Richtung bildet, befindet sich die Scheibe 1 fortwährend in der vertikalen Lage, und der sektorförmige Bereich ist von der Abdeckung aller Glieder 10-16 zur Abdeckung einer kleineren Anzahl Glieder verlagert. In Fig. ist ein Fall gezeigt, in dem die Scheibe 1 in Beziehung zum Gehäuse U so gedreht wurde, daß nur zwei Glieder 10,13, 11,14 vom Bereich 9 abgedeckt werden. Dieser Fall trifft ein, wenn die Scheibe einen gewissen Winkel in Beziehung zum Gehäuse gedreht wurde. Wenn die Scheibe zusätzlich einen gewissen Winkel gedreht wurde, deckt der Bereich 9 nur ein Glied 10,13 ab, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Nach Drehen der Scheibe noch einen

809843/0573

weiteren gewissen Winkel, deckt der Bereich, wie Fig. 5 zeigt, keines der Glieder 10-15 ab. Entsprechend ist das Verhältnis verständlicherweise, wenn die Scheibe 1 anstatt im Uhrzeigersinn, wie in den Figuren 3-5, entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn gedreht wird.

Die Leuchtdioden 10-12 bzw. die Phototransistoren 13-15 sind in Haltern 17 bzw. 18 am Gehäuse 4 befestigt. Von den Haltern 18 der Phototransistoren laufen elektrische Leiter zu einem elektronischen Detektorkreis 11 von geeignetem bekanntem Typ, der die Phototransistoren auswertet, die leitend sind, da sie von Licht von der zugehörigen Leuchtdiode getroffen werden. Anhand der leitenden Phototransistoren betätigt die Detektoreinrichtung 22 eine Anzahl Lampen 19-21, die den Winkelbereich anzeigen, in dem die Scheibe 1 in Beziehung zum Gehäuse 4 gedreht ist. Siehe die Beschreibung unter Bezugnahme auf Fig. 3-5. Die Detektoreinrichtung ist vorzugsweise mit einer Anordnung verbunden, die bewirkt, daß eine betätigte Lampe blinkt.

Die Vorrichtung ist so beschaffen, daß durch Änderung der Lage der Ableseglieder die Größe der genannten Winkelbereiche geändert werden kann. Als Beispiel kann erwähnt werden, daß bei Einrichtung von Gesteinsbohrer tragenden Armen diese mit einem Winkel eingerichtet werden sollen, der höchstens -0.7 von einem Idealwinkel abweicht. Darüber hinaus können Abweichungen mit einem Winkel von 0.7° - 6° nach beiden Seiten vom Idealwinkel toleriert werden. Für eine solche Anwendung werden somit die Ableseglieder 10-15 so angeordnet, daß der Bereich 9 nur zwei, 10,13, 11,14, der drei Glieder 10-15 für einen Winkel zwischen -0.7° und -6° abdeckt (siehe Fig. 3), und der Bereich nur eines, 10,13, der drei Glieder 10-15 (siehe Fig. Ό oder keines von ihnen (siehe Fig. 5) für einen Winkel abdeckt, der größer ist als -6°.

In den Figuren 1, 3-5 stimmen die Größe des Bereiches 9 und der Ableseglieder 10-15 nicht mit obigem Beispiel überein.

809843/0573

In Fig. 6 ist ein Behälter 24 für eine Vorrichtung nach der Erfindung gezeigt, in dessen unterem Teil eine Befestigungsschiene 25 angeordnet ist. Am vorderen Ende des Behälters sind die drei Lampen 19-21 montiert. Die untere Fläche 16 des Gehäuses H ist vorzugsweise parallel zur Längsachse der Befestigungsschiene 25 angeordnet. Der Behälter ist, außer den Komponenten, mit Polyurethankunststoff gefüllt. Die Detektoreinrichtung 22 ist so angeordnet, daß, wenn der Winkel der Befestigungsschiene 25, und damit der unteren Fläche 16 des Gehäuses 4, zur Horizontalebene 0 -0.7 ist, d.h. wenn alle Glieder 10-15 vom Bereich 9 abgedeckt sind, nur die mittlere, grüne, Lampe 20 blinkt. . Wenn der Winkel der Befestigungsschiene 25 zur Horizontalebene 0.7°bis +6° bzw. -0.7° bis -6° ist, d.h. wenn der Bereich zwei der drei Glieder abdeckt, blinken die untere Lampe 21 bzw. die obere Lampe 19, die rot sind, zusammen mit der mittleren grünen Lampe 20. Dieser Winkelbereich ist solcher Art, daß eine Korrektur des Winkels der Befestigungsschiene zu einer Lage näher der Horizontalebene wünschenswert ist. Wenn der Winkel der Befestigungsschiene zur Horizontalebene größer ist als+7° bzw. -7°, d.h. wenn nur eines der Glieder vom Bereich abgedeckt wird, blinkt nur die untere Lampe 21 bzw. die obere Lampe 19. Wie aus Vorstehendem hervorgeht, blinkt die obere Lampe 19, wenn das vordere Ende des Behälters 24 nach unten weist, und die obere bzw. untere Lampe 19, 21 zeigen die Korrekturrichtung an.

Die Befestigungsschiene des Behälters kann selbstredend an dem einzurichtenden Gegenstand auch horizontal eingestellt werden, wenn der Gegenstand sich nicht in einer horizontalen Richtung befindet.

Die vorliegende Erfindung hat den Vorteil, daß für eine gewisse Anwendung interessante Winkelbereiche deutlich angezeigt werden können. Die Anzeigelampen 19-21 ermöglichen eine sehr einfache und sichere Entscheidung, in welchem Winkelbereich der Gegenstand, an dem die Vorrichtung sich befindet, liegt, und evtl. auch eine Entscheidung der Korrekturrichtung. Mit einem schmäleren

809843/0573

kreissektorförmigen Bereich 9 und einer dichteren Anordnung der Ableseglieder 10-15 können schmalere Winkelbereiche erhalten werden. Dank Dämpfung der Scheibe 1 mit öl 26 im Gehäuse U können auch bei starken Vibrationen schmale Winkelbereiche mit großer Präzision und Zuverlässigkeit angezeigt werden.

Die Erfindung ist nicht auf die genannten Beispiele beschränkt anzusehen. Der sektorförmige Bereich 9 z.B. kann anders ausgebildet sein, z.B. als ein Band.

Die Ableseglieder 10-15 können sowohl zahlenmäßig als auch in ihrer Lage in Beziehung zum Gehäuse U geändert werden.

809843/0573

Claims

-&*■ Patentansprüche

1.) Vorrichtung zur Anzeige einer horizontalen Richtung und eines oder mehrerer Winkelbereiche um genannte Richtung, eine drehbar in einem umgebenden Gehäuse (U) gelagerte Scheibe (1) einschließend, deren Schwerpunkt außerhalb ihrer Drehachse (2) verlagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (1), abgesehen von einem im wesentlichen sektorförmigen undurchsichtigen Bereich (9) durchsichtig ist, und zwei oder mehr Ableseglieder (10-15) für Ablesung der Lage ^des Sektors (9) in Beziehung zu genanntem Gehäuse (U) so in Beziehung zu dem sektorförmigen Bereich (9) angeordnet sind, daß die Glieder (10-15) von dem Bereich (9) abgedeckt werden, wenn das Gehäuse (U) eine horizontale Richtung aufweist, und der sektorförmige Bereich (9) von der Abdeckung von zwei oder mehr Gliedern zur Freilegung von einem oder mehreren dieser Glieder verlagert wird, wenn die Scheibe (1) einen größeren als einen gewissen Winkel in Beziehung zum Gehäuse (U) gedreht wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennz e ichnet, daß der sektorförmige Bereich (9) ein Kreissektor mit einem Sektorwinkel von unter 90° ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ableseglied (10-15) aus einer Beleuchtungsplatte, z.B. einer Leuchtdiode (10-12), und einem lichtempfindlichen Element, z.B. einem Phototransistor (13-15), besteht, und die Leuchtdiode und der Phototransistor auf je einer Seite der Scheibe (1) in Beziehung zum Gehäuse (U) fest angeordnet, und die Leuchtdiode (10-12) und der Phototransistor (13-15) aufeinander gerichtet sind.

U. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableseglieder (10-15) nahe der Peripherie der Scheibe (1) längs einer Linie, vorzugsweise einem zur Peripherie der Scheibe (1) konzentrischen Kreisbogen angeordnet sind.

809843/0573

ORIGINAL