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Vorrichtung zur Messung von Neigungswinkeln
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung von Neigungswinkeln,
einen sogenannten Neigungsmesser. Solche Vorrichtungen haben ein Gehäuse, das eine
Fläche aufweist, die ganz mit der Fläche eines Gegenstands in Berührung gebracht
wird, also gegen diese Fläche fest angelegt wird, deren Neigungswinkel gemessen
werden soll. Der Neigungswinkel der zu messenden Fläche wird auf einer Skalenscheibe
mittels eines Mechanismus angezeigt, der gewöhnlicherweise zur Anzeige der Richtung
der Schwerkraft dient. Insbesondere hetrifft die Erfindung eine Verbesserung von
Meßvorrichtung der vorstehend angegebenen Bauart, in welchen eine Därnpfungs-Einrichtung
angebracht ist, so daß die Schwingungsbewegungen der Einrichtung zur Anzeige der
Richtung der Schwerkraft, welche durch Trägheitskräfte verursacht werden, gedämpft
werden, wobei diese Dämpfungseinrichtung gemäß der Erfindung eine elektrische Einrichtung
ist.
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Bei Vorrichtungen dieser Bauart zur Messung von Neigungswinkeln ist
es notwendig, eine Einrichtung vorzusehen, die schnell die Schwingungsbewegungen
der Anzeigeeinrichtung - hervorgerufen durch die Trägheitskräfte - dämpfen kann
und demgemäß eine schnelle Ablesung des Neigungswinkels gestattet.
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Als Einrichtung zur Dämpfung der Schwingungsbewegungen des Zeigers
beziehungsweise der Anzeigeeinrichtung ist eine Einrichtung vorgeschlagen worden,
die aus zwei Widerstandsplatten besteht, die an vorbestimmten Stellen auf der Welle
befestigt sind, die für die schwenkbare Anordnung des Zeigers im Gehäuse dient;
um die Zeigerwelle ist ein Flüssigkeit enthaltendes und gegen Flüssigkeit abgedichtetes
Gehäuse angeordnet, in welchem die Widerstandsplatten in der Flüssigkeit zusammen
mit der Zeigerwelle Schwenkbewegungen ausführen, wobei sie dem Widerstand ausgesetzt
werden, der durch den Zähigkeitsgrad (Viskosität) bedingt ist. Eine Vorrichtung
mit dieser bekannten Dämpfungseinrichtung ist jedoch in verschiedenen Punkten nicht
zufriedenstellend beziehungsweise nachteilig. Da nämlich zum Beispiel für die Flüssigkeits-Dichtung
eine große Herstellungsgenauigkeit erforderlich ist, wird die Vorrichtung wirtschaftlich
sehr aufwendig. Weiterhin nimmt die Bestimmung des Neigungswinkels beträchtliche
Zeit in Anspruch, da der durch die Viskosität bedingte Widerstand für die Dämpfung
benutzt wird; man kann daher eine schnelle Messung nicht erwarten. Darüber hinaus
tritt leicht ein lüssigkeitsverlust ein, verursacht durch Vibrationen oder
Stöße,
die von rußen kommen und der von der Flüssigkeit ausgeübte Dämpfungswiderstand ist
von der Temperatur abhängig und unter Umständen schwach.
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Die Vorrichtung zur Messung von Neigungswinkeln gemäß der Erfindung
besteht au einer schwenkbar in einem Gehäuse gelagerten Einrichtung, die stets die
Richtung der Schwerkraft anzeigt, und aus einer Dämpfungs-Einrichtung, die in dem
Gehäuse angeordnet und befestigt ist derart wirkt, daß eine elektrisch leitende
etallplatte, die in beziehungsweise an der Anzeigeeinricrtung angeordnet ist, in
einem Magnetfeld Schwenkbewegungen ausführt, wodurch automatisch eine elektromagnetische
Beeinflussung. das heißt eine Dämpfung bewirkt wird.
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Die Einrichtung zur Anzeige der Richtung de Schwerkraft besteht aus
einer eletrisch leitfähigen Metallplatte, die schwenkbar in dem Gehäuse gelagert
ist, einem Gewicht, das an dem unteren Teil der Metallplatte befestigt ist, und
aus einem Zeiger, der an der Metallplatte befestigt ist und sich in gewisser Länge
nach oben erstreckt. Das Gewicht ist dazu vorgesehen, daß der Zeiger sich stets
in die lotrechte Richtung, unabhängig von der Neigung des Gehäuses, einstellt.
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Die Dämpfungseinrichtung besteht aus einem Magneten und einer Platte,
durch di der magnetische Fluß hindurchgeht (magnetische Flußplatte), die dem Magnet
zu geordnet ist; die erwähnten Bauteile sind in der Nähe der elektrisch leitfähigen
Metallplatte angeordnet, und zwar derart, daß die Metallplatte zwischen diesen magnetischen
Bauteilen aufgenommen ist. Durch Schwenkung der Metaliplatte in dem magnetischen
Feld, das durch den Magneten und die magnetische Flußplatte erzeugt beziehungsweise
in seinem Verlauf bestimmt ist, wird in dieser Platte ein elektrischer Strom erzeugt
und es wird eine Schwenk-(Dreh)kraft her vorgerufen, die in einer Richtung wirkt,
die der Schwenkrichtung beziehungsweise der Drehrichtung der Platte entgegengesetzt
ist, wodurch die Schwenkbewegung des Zeigers, herrührend von der Trägheitskraft
kräftig gedämpft wird.
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Demgemäß hat sich der Erfinder zunächst die Aufgabe gestellt, eine
Vorrichtung zur Messung von Neigungswinkeln zu schaffen, mit welcher der Neigungswinkel
der zu messenden Fläche des Gegenstandes genau und schnell gemessen werden kann
durch Erzeugung eines elektromagnetischen Dämpfungseffekts, ohne daß ein wesentilicher
Berührungs-Reibungs-Widerstand auf einen schwenkbaren beziehungsweise drehbaren
Teil der Anzeigeeinrichtung für die Richtung der Schwerkraft ausgeübt wird.
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Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zur Messung von Neiglmgswinkeln zu schaffen, die mit einer Dämpfungseinrichtung
versehen ist, dìe von widerstandsfähiger Bauart ist und nicht durch von außen kommende
Vibrationen oder Temperaturänderungen beeinflußt wird.
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Weiterhin soll lurch die Erfindung eine Vorrichtung zur Messung von
Neigungswinkeln geschaffen werden, die eie Dämpfungseinrichtung hat, welche von
einfachem Aufbau ist, leicht zusammen gebaut werden kann und ein verhältnismäßig
geringen technischen und wirtschaftlichen Aufwand erfordert.
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Durch die Erfindung soll auch eine Vorrichtung zur Messung von Neigungswinkeln
mit einer Dämpfungseinrichtung geschaffen werden, in der der Zeiger und eine Einstellmarke
auf der Skalenscheibe leicht eingestellt werden können, und zwar beim Zusammenbau
der Vorrichtung oder während der Benutzung der Vorrichtung.
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Die Erfindung wird mehr im einzelnen anhand der Beschreibungen erläutert.
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Es zeigt: Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht einer Vorrichtung. zur
Messung von Neigungswinkeln gemäß der Erfindung; Fig. 2 einen Schnitt in der Linie
II-II der Fig. 1; Fig. 3 ausschnittsweise eine schaubildliche Darstellung der Einrichtung
zur Anzeige der Schwerkraft und eine Dämpfungseinrichtung; Fig. 4 eine Dämpfungseinrichtung
in Ansicht von vorn zur Veranschaulichung ihrer Wirkungsweise; Fig. 5 eine schaubildliche
Ansicht einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung zur Messung von Neigungswinkeln
gemäß der Erfindung; Fig. 6 in schaubildlicher Darstellung die Einzelteile einer
Einrichtung zur Anzeige der Richtung der Schwerkraft und einer Dämpfungseinrichtung,
die in der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung Verwendung finden; Fig. 7a in Seitenansicht
die in Fig. 6 veranschaulichte Einrichtung in zusammengebautem Zustand; Fig. 7b
einen Schnitt in der Linie VII-VII der Fig. 7a, die die Wirkungsweise der Dämpfungsweise
veranschaulicht; Fig. 8 in schaubildlicher Darstellung eine dritte Ausführungsform
der Vorrich tung zur Messung von Neigungswinkeln gemäß der Erfindung; Fig. 9 schaubildlich
und auseinandergezogen eine Ausführungsform der inneren Einrichtung der Vorrichtung,
die in Fig. 8 dargestellt ist;
Fig. 10 in schaubildlicher Darstellung
und auseinandergezogen eine weitere husm führungsform der inneren Einrichtung der
Vorrichtung, die in Fig. 8 veranschaulicht ist; Fig. iia eine Vorderansicht einer
Meßvorrichtung für Neigungswinkel gemaß der Erfindung in einer weiteren, abgewandelten
Ausführungsform; Fig. lib eine schaubildliche Darstellung eines Gehäuses, das für
die Vorrichtung gemäß der Fig. 11a Verwendung findet; Fig. 12a die in den Fig. 11a
und lib dargestellten Teile in zusammengebautem Zustand; Fig. 12b in schaubildlicher
Darstellung ein Hilfsteil, das in der Vorrichtung, die in Fig. 12a dargestellt ist,
Verwendung findet; Fig. 13 in schaubildlicher Darstellung und auseinandergezogen
Teile eines Ausführungsbeispiels einer Anzeigeeinrichtung für die Richtung der Schwerkraft
und der Dämpfungseinrichtung, die in die in Fig. 11a dargestellte Vorrichtung einzubauen
sind; Fig. 14 in schaubildlicher Darstellung und auseinandergezogen ein weiteres
Ausführungsbeispiel der'Vorrichtung zur Messung eines Neigungswinkels gemaß der
Erfindung; Fig. 15a und 15b Vorderansichten der in Fig. 14 veranschaulichten Vorrichtung;
Fig. 16 einen Schnitt in der Richtung der Linie XVI-XVI in Fig. 15a; Fig. 17 in
größerem Maßstab und im Ausschnitt die Teile von besonderer Bedeutung in der in
Fig. 14 veranschaulichten Vorrichtung und Fig. 18 in größerem Maßstab und im Ausschnitt
die Teile von besonderer Bedeutung für ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der
Einrichtung zur Eine stellung der Einstellmarke des Zeigers.
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Die in Fig. 1 dargestellte im Ganzen mit 1 bezeichnete Vorrichtung
enthält eine Dämpfungseinrichtung gemäß der Erfindung. Das aus Kunststoff bestehende
Gehäuse 2 hat den Umriß, der einem Fächer zu vergleichen ist, dessen Öffnungswinkel
90° beträgt. Die Seitenwand 21 und di Bodenplatte 23 des Gehäuses 2-sind glatt beziehungsweise
eben und stoßen bei 20 im rechten Winkel aneinander.
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In der Vorderwand des Gehäuses 2 ist ein Fensterausschnitt 28 und
ein ähnlicher Fensterausschnitt 25 in der kreisbogenförmigen Wand vorgesehen. Wenn
die Bereich che dieser Fensterausschnitwe 24 und 25 in der Vorderwand und der kreisbogenförmigen
Wand des Gehäuses 2 aus durchsichtigem Material gefertigt sind, ist es nicht notwendig,
die Fenster-Ausschnitte 24 und 25 vorzusehen. Im Innern des Gehäuses 2 ist eine
Skalenscheibe 3 befestigt, die auch als ein Stück mit dem
Gehäuse
gefertigt, zum Beispiel spritzgegossen sein kann. Die Skalenscheibe 3 ist so angeordnet,
daß die Skalen-Einteilung des vom Zeiger überstrichenen Winkelbereichs auf dieser
Scheibe durch die Fenster--Ausschnitte 24 und 25 zu sehen ist. 44 ist der Zeiger,
der zur Einrichtung für die Anzeige der Richtung der Schwerkraft gehört. Der Zeiger
44 ist angeordnet und gelagert zwischen einer Wand des Gehäuses 2 und der Skalenscheibe
j und zwar derart, daß er über die Fläche der Skalenscheibe 3 schwenken kann.
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Fig. 2 ist ein Schnitt zur Veranschaulichung der Unterbringung der
Einrichtung 4 für die Anzeige der Richtung der Schwerkraft und der Dämpfungs-Einrichtung
5 in der in Fig. 1 veranschaulichten Vorrichtung. Die Einrichtung 4 zur Anzeige
der Richtung der Schwerkraft besteht aus einer elektrisch leitfähigen Metallplatte
42, die schwenkbar im Gehäuse 2 mittels der Lagerteile 41 a und 41b und der Achs-Stummel
41a' und 41 bggelagert sind. Die Lager- und die in sie passenden Achs-Stummel (Spitzenlager)
liegen im rechten Winkel zur Vorderseite (An-Gewicht 43 sichtsseite) 31 der Skalenscheibe
3. DasVunterhalb der Schwenkachse, bestehend aus den Achs-Stummeln 41a' urid 41b'
befindet sich an dem über den Schwenkpunkt nach unten verlängerten Zeiger 44, der
an der Metallp,latte befestigt ist. Die elektrisch leitfähige Metallplatte 42 besteht
aus schwach magnetischem Material, zum Beispiel Aluminiumblech oder Kupferblech
von angemessenem Durchmesser und angemessener Dicke. Dieser im Vorstehenden der
Einfachheit halber zunächst als Platte bezeichnete Teil 42 hat die Form eines geschlossenen
rechteckigen Rahmens.
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Von der Verwendung von ferro-magnetischem Material, zum Beispiel Eisen
für den Teil 42 aus elektrisch leitfähigem Metall sollte abgesehen werden, weil
er leicht durch den nachstehend beschriebenen Magneten beeinflußbar ist. Die Lagerteile
41 a und 41 b nehmen Schrauben auf zur Lagerung der Achsspitzen, d. h. die Schwenkachsen
41 a' und 41 b' stehen aus der Vorderfläche beziehungsweise Rückfläche des viereckigen
beziehungsweise rechteckigen Metallteils 42 hervor. Die Lagerteile 41a und 41b bestehen
aus einem Material, das einen niedrigen Reibungswiderstand hat. Wenn die Achsspitzen
und die sie aufnehmenden Schrauben aus metallischem Material gefertigt sind. sollte
von der Verwendung von ferro-magnetischem Material abgesehen werden, aus den selben
Gründen, die im Zusammenhang mit dem elektrisch leitfähigen Teil 42 erörtert worden
sind.
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Die Dämpfungseinrichtung 5 besteht aus einem Dauermagnet 51, der Säulenform
hat, und aus einer gebogen verlaufenden magnetischen Flußplatte 52 aus weichem Eisen,
die mit der Unterseite des Dauermagnets 51 verbunden und so angeordnet ist, daß
sie
die gebogen verlaufende Umfangsfläche des Dauermagneten 51 mit einem gewissen Abstand
umgibt. Die magnetische Flußplatte 52 ist mit der Bodenplatte 23 des Gehäuses 2
verbunden.
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Die gegenseitige Lage der Einrichtung 4 zur Anzeige der Richtung der
Schwerkraft und der Dämpfungseinrichtung 5 sind im einzelnen in den Fig. 3 und 4
dargestellt.
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Der elektrisch leitfähige Metallteil 42 ist zwischen dem Dauermagnet
51 und der magnetischen Flußplatte 52 mittels der Achs-Stummel beziehungsweise Achsspitzen
41a' und 41b' in den Lagerteilen 41 a und 41 b gelagert, so daß der Metallteil 42
keinen Kontakt mit dem Dauermagnet 51 und der magnetischen Flußplatte 52 bekommen
kann. Die Lagerteile 41a und 41b sind an beziehungsweise in den plattenförmigen
Rahmenteilen 53 und 53' befestigt, die ihrerseits mit der magnetischen Flußplatte
52 verbunden sind. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ist der Dauermagnet 51 so ausgebildet
und angeordnet, daß der Südpol und der Nordpol dieses Magneten so daß an der linken
beziehungsweise rechten Seite gelesen sindrie eine Seitenfläche Teils desvaus elektrisch
leitfähigem Metall, das die Form eines rechteckigen Rahmens hat, in lotrechter Richtung
in dem magnetischen Feld des Südpols geschwenkt beziehungsweise gedreht wird und
die andere Seitenfläche des Rahmens 42 in lotrechter Richtung im Magnetfeld des
Nordpols gedreht beziehungsweise geschwenkt wird.
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Die Wirkungsweise der Dämpfungseinrichtung gemäß der Erfindung wird
nachstehend beschrieben.
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Wenn das Gehäuse 2 sich in einer Lage befindet, in der seine Bodenplatte
23 in der Waagerechten ist, wie in Fig. 1 veranschaulicht, befindet sich der Zeiger
44 in der Ruhelage, in der er durch das Gewicht 43 (vg. Fig. 3) veranlaßt wird,
die lotrechte Richtung anzuzeigen. Sobald die Lage des Gehäuses 2 für eine Messung
verändert wird, macht der Zeiger 44 eine Schwenkbewegung nach links und rechts,
wie durch die mit a und b gekennzeichneten Pfeile in Fig. 4 angedeutet.
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Die durch das Gewicht 43 veranlaßten Schwingungsbewegungen gehen auf
die Trägheitskraft zurück. Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird nicht das
nach gewisser Zeit nomalerweise eintretende Ende der Schwingun,,sbewegungen abgewartet,
sondern kräftig und verhältnismäßig plötzlich durch die elektromagnetische Einrichtung
gedämpft. Mehr im einzelnen erläutert, läuft folgendes ab:
Sobald
der Zeiger 44 in die durch den Pfeil a gekennzeichnete Richtung ge schwenkt ist,
schwenkt der Rahmen 42 aus elektrisch leitfähigem Metall im magnetischen Feld in
der durch den Pfeil A angedeuteten Richtung. Es wird deshalb gemäß der Rechte-Hand-Regel
von Fleming eine elektromotorische Kraft (im folgenden: EMK) in dem Rahmen 42 erzeugt,
und zwar in der Richtung, die durch den Pfeil P angegeben ist. Infolge Erzeugung
dieser EMK wirkt eine Kraft auf den Rahmen 42 in der Richtung, die durch den gestrichelt
gezeichneten Pfeil Q bezeichnet ist, gernäß der Linke-Hand-Regel von Fleming. Es
wirkt also infolgedessen ein Drehmoment in der Richtung gerade entgegengesetzt zu
der Richtung, die durch den Pfeil k bezeichnet ist. Sobald der Zeiger 44 in der
Richtung geschwenkt wird, die durch den Pfeil b bezeichnet ist, werden Kräfte erzeugt,
die entgegengesetzt zu den vorstehend erwähnten verlaufen. Infolgedessen wird eine
elektromagnetische Beeinflussungskraft zur Dämpfung der Schwenkbewegungen beziehungsweise
Sc.hwingungsbewegungen des Zeigers 44 selbsttätig erzeugt, mit einer Intensität,die
proportional zur Schwingungsweite (Amplitude) der Schwingungsbewegung ist Als Ergebnis
wird das Gewicht 43 verhältnismäßig rasch in der Richtung der Schwerkraft in die
Ruhelage gelangen und demgemäß der Zeiger 44 in die lotrechte Richtung.
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Eine andere Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist
in den Fig.
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5 - 7b dargestellt. Bei dieser Ausführungsform hat der Teil 42 aus
elektrisch leitfähigem Metall, der zu der Einrichtung 4 für die Anzeige der Richtung
der Schwerkraft gehört, die Form einer runden Scheibe, der mit einem Achszapfen
410 versehen ist, der im Mittelpunkt der Platte 42 befestigt ist. Das Gewicht 43
ist am Umfang der Scheibe 42 unterhalb des Achszapfens 410 und der Zeiger 44 ist
am Umfang der Scheibe 42 oberhalb des Achszapfens 410 befestigt. Die Dämpfungseinrichtung
5 bei dieser Ausführungsform besteht aus einen Magnet 51, der Hufeisenform hat1
und einer scheibenähnlichen magnetischen Flußplatte 52, die, von der Seite betrachtet,
U-Form hat, wie aus Fig. 7a ersichtlich. Zwischen dem Dauermagneten 51 und der magnetischen
FluRplatte- 52 bildet sich ein geschlossenes Magnetfeld aus. Der Magnet 51 ist an
dem einen scheibenähnlichen Seitenteil der magnetischen Flußplatte 52 befestigt.
Der Achszapfen 410 ist in der als Lager ausgebildeten Schraube 411 gelagert, die
in eine mittig angeordnete Gewindebohrung an einem Seitenteil der magnetischen Flußplatte
52 eingeschraubt ist.
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Der Lagerzapfen 522 ragt nach innen von dem anderen Seitenteil der
magnetischen Flußplatte 52. Infolgedessen kann die Scheibe 42 aus elektrisch leitfähigem
Metall innerhalb eines großen Schwenkwinkels von mindestens 1800 schwenken, und
zwar
ir; einem Raum beziehungsweise Spalt, wobei sie eingeschlossen ist in das magnetische
Feld, das erzeugt und begrenzt ist durch den Magnet 51 und die magnetische Flußplatte
52. Sobald der Zeiger 44 in der Richtung geschwenkt wird, die durch den Pfeil a1
bezeichnet ist durch die Schxsenkbewegung des Gewichts 43 (vgl. Fig. 7b), was eintritt,
sobald die Scheibe 42 in der durch den Pfeil A' angezeigten Richtung geschwenkt
(gedreht) wird, so Wird gemäß der Rechte-Hand-Regel nach Fleming ein elektrischer
Strom erzeugt, dessen Richtung durch den Pfeil P' angezeigt ist. Infolge der Erzeugung
dieses elektrischen Stroms tritt die Reaktion genuß der Linke-Hand-Regel von Fleming
ein, d. h. das Drehmoment in der Richtung, die durch den Pfeil Q' bezeichnet ist,
wirkt auf die Metallscheibe 42. Infolgedessen wird das Drehmoment in der Richtung
des Pfeils A' kräftig gedämpft durch diese elektromagnetischen Beeinflussung. Sobald
der Zeiger 44 in umgekehrter Richtung, in der Richtung, die durch den Pfeil b' bezeichnet
ist, geschwenkt wird, wird eine Beeiflussungskraft in der entgegengesetzten bezeichnet
ist, Richtung zu der Richtung, die durch den Pfeil Q'Vin entsprechender Weise in
der Metallscheibe 42 erzeugt. Infolgedessen werden die Schwingungsbewegungen des
Zeigers 44 nach rechts und nach links verhältnismäßig schnell gedämpft und durch
Rückkehr des Gewichts 43 in die Ruhelage gelangt auch der Zeiger 44 in seine Ruhelage,
in der er genau die lotrechte Richtung anzeigt.
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Eine Vorrichtung zur Messung von Neigungswinkeln, die im Ganzen mit
la bezeich-et ist und die mit einer Einrichtung zur Anzeige der Richtung der Schwerkraft
und einerDämpfungseinrichtung versehen ist, welche den vorstehend erläuterten Aufbau
haben, ist in Fig. 5 dargestellt. Die Vorrichtung 1 a hat die Form eines Quaders
(eines rechteckigen Parallelepipeds); sie kann auch Würfelform haben.
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Die rechte Seitenwand 21a und die linke Seitenwand 21 b des Gehäuses
sind im rechten winkel durch den Boden 23 a an den Kanten 20a beziehungsweise 20b
verbunden.
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Eine Einrichtung zur Justierung der Einstellmarke der Skalenscheibe
und des Zeigers 44 in der Meßvorrichtung besteht aus der vorstehend geschilderten
Einrichtung zur Anzeige der Richtung der Schwerkraft und aus der Dämpfungseinrichtung,
vgl. Fig. 8 und 9. Wenn die verschiedenen Teilen. die in Fi£. 3 dargestellt sind,
in das Gehäuse 2 eingebaut sind und so die in den Fig. 1 und 2 veranschaulichte
Vorrichtung fertiggestellt ist, soll - in waagerechter Lage der Meßvorrichtung (bezogen
auf Ihre Aufstellfläche) - der Zeiger 44 genau auf die Einstellmarke (Standard-Punkt)
zeigen, d. h. auf den Skalenstrich für den
Winkel O (vgl. Fig.
1). Es kommt jedoch in der Massenfertigung vor, daß bei dem Arbeitsgang der Befestigung
des Zeigers und des Gewichts an dem elektrisch leitfähigen Teil 42 eine geringfügige
Abweichung von der Mittellage nach rechts oder links eintritt oder es kommt bei
der Befestigung der magnetischen Flußplan te 52 am Gehäus * zu einer geringfügigen
Abweichung von der vorgesehenen Befestigungsstelle. Da verschiedene Ursachen für
diese Abweichungen in Betracht kommen, bewirkt eine Justierung durch Korrektur dieser
Abweichungen während des Zusammenbaus eine drastische Verminderung des Ausstoßes
(Fertigungszahl in der Zeiteinheit) bei der Massenfertigung. Gemäß der Erfindung
ist eine Einrichtung vorgesehen, die eine genaue Einstellung des Zeigers 44 auf
die Einstellmarke der Skalenscheibe nach dem Zusammenbau der Vorrichtung ohne Rücksicht
auf die erwähnten Abweichungen bei der Fertigung möglich macht. Der Aufbau einer
derart tigen Einrichtung ist in Fig. 9 veranschaulicht. Ein im Ganzen mit 10 bezeichnetes
Grundgestell (vgl. Fig. 9) ist in einem Gehäuse 2c befestigt. Auf der vort deren
Wand 11 des Grundgestells 10 ist ein fächerförmiger, gegenüber der Fläche 11 nach
hinten versetzter Ausschnitt 11a vorgesehen. Der Öffnungswinkel des fächerförmigen
Ausschnitts 11a ist größer als der Öffnungswinkel der fächerförmigen Skalenscheibe
3a, die in den Ausschnitt 11a eitzupassen ist. Eine runde Öffnung 12 befindet sich
etwa im mittleren Teil des fächerförmigen gegen die Fläche 11 versetzten Wandteils
11a. Eine Baueinheit, bestehend aus einer Heinrich tung 4 zur Anzeige der Richtung
der Schwerkraft und einerDämpfungseinrichtung 5, wird in die runde Öffnung 12 eingebracht
und dort befestigt. Der Lagerzapfen 13 in der Nähe der Basis des fächerförmigen
Teils 11a ragt nach vorn und wird in die in Achsenrichtung liegende Bohrung 35 der
Skalenscheibe 3a eingeführt.
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Diese Skalenscheibe ist also im unteren Abschnitt des fächerförmigen
Wandteils 11a schwenkbar gelagert. Die Blattfeder 14 ist an der Stufe 11b zwischen
dem Wandteil 11a und dem Wandteil 11 derart befestigt, daß sie auf die Seitenwand
36 der eingesetzten Skalenscheibe 3a drückt und dieser ein Drehmoment in der Richtung
des Pfeils m erteilt. Der exzentrische Nocken 15 ist am Grundgestell 10 mittels
einer Einstellschraube 16 derart befestigt, daß der Nocken 15 nach innen d. h. zur
Mitte, von der anderen Stufe 11c hervor rt und-stets gegen die andere Seitenfläche
37 der Skalenscheibe 3a stößt. Der mittlere Abschnitt der Skalenscheibe 3a weist
eine runde Öffnung 38 auf, deren Durchmesser so groß ist, daß die Skalenscheibe
3a mit der Dämpfungseinrichtung 5 oder dem Zeiger 44 nicht in Berührung kommt, wenn
die Skalenscheibe 3a nach rechts oder links bewegt beziehungsweise geschwenkt wird.
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In Fig. 8 ist eine Vorrichtung zur Messung von Neigungswinkel dargestellt,
in welche eine Einstelleinrichtung der oben geschilderten Art eingebaut ist. Wenn
das Gehäuse 2c in der Waagerechten aufgestellt ist, kommt es manchmal vor, daß der
Zeiger 44 nicht auf den Skalenstrich zeigt, der dem Winkel O zugeordnet ist, weil
die vorstehend erwähnten geriflgfügigen Fehler oder Abweichungen vorliegen, die
während der Fertigung beim Zusammenbau entstanden sind. In diesem Fall wird die
Einstellschraube (Justierschraube) 16, für die eine Ausnehmung in der Vorderwand
des Gehäuses 2c vorgesehen list, mittels eines Schraubenziehers beziehungsweise
Schraubendrehers oder dergleichen gedreht. Dadurch wird der exzentrische Nocken
15 gegen die Skalenscheibe 3a gedrückt oder die von diesem Nocken ausgeübte Andruckkraft
läßt nach, so daß die Skalenscheibe 3a um den Lagerzapfen 13 geschwenkt wird unter
der Wirkung der Kräfte, die in entgegengesetztem Sinn von der Blattfeder 14 und
dem Nocken 15 ausgeübt werden. Sobald der Zeiger in die Null-Lage gelangt ist, wird
die Einstellschraube 16 nicht mehr bewegt; der Anzeige-Fehler kann also sehr leicht
korrigiert werden. Mit 25a und 26b sind Linsen beziehungsweise Lupen bezeichnet,
mittels welchen der Bereich um die Null-Lage in den Fensteraussohnitten 24c und
25e genauer beziehungsweise leichter betrachtet werden kann.
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In Fig. 10 ist eine weitere, abgewandelte Ausführungsform der Einstelleinrichtung
dargestellt. Der obere Abschnitt eines Grundgestells 10a ist durch einen Halbkreis
begrenzt. An diese Begrenzung schließt sich ein Wandteil 11a' an, der die Form eines
halben Kreisrings hat und gegenüber der unter dem Halbkreis liegenden Fläche zurückgesetzt
ist. Die Länge des Bogens des Wandteils liat ist größer als die Länge des Bogens
der Skalenscheibe 3a', die ein Ausschnitt aus einem Kreisring ist und in die durch
den Wandteil 11a gebildete Vertiefung eingelegt wird. Ein Ritzel 17 sitzt auf der
Einstellschraube 18 und kann mittels dieser gedreht werden. Die Zähne des Ritzels
17 überragen die Begrenzungsstufe lid beziehungsweise deren gedachte Verlängerung
im Bereich des Ritzels 17, das in die Verzahnung 39 eingreifen kann, die an der
halbkreisförmigen Begrenzung 30 der Skalenscheibe 3a' an einer der Lage des Ritzels
17 entsprechenden Stelle vorgesehen ist. Wenn diese Einstelleinrichtung eingebaut
ist, sieht die Vorrichtung so aus, wie sie in Fig. 8 dargestellt ist, mit dem Unterschied
aber, daß an Stelle der Einstellschraube Z eine Einstellschraube 18 in einer entsprechen-
den Aussparung des Gehäuses von außen zu betätigen ist. Auf diese Weise läßt sich
der Zeiger 44 sehr leicht in Übereinstimmung mit dem Skalenstrich für die
Null-Lage bringen Bei der in den Fig. 11 bis 13 dargestellten,
abgewandelten Ausführungsform einer Einstelleinrichtung ist ein Grundgestell 10b
vorgesehen, das die Form eines Fächers hat beziehungsweise die Form eines Kreisausschnitts
von 900. Das Grundgestell 10b besteht aus Kunststoff und trägt auf seiner Vorderseite
eine Gradeinteilung. Die Platte 21c dient zum Andrücken des Gehäuses beziehungsweise
der Vorrichtung gegen eine Fläche, deren Neigung gemessen werden soll. Die Nut 12b
in dem Grundgestell 10b ist so ausgesta]tet, daß in ihr eine magnetische Flußplatte
52 untergebracht und befestigt werden kann. 19 a und 19b sind Anschläge auf der
Vorderfläche des Grundgestells 10b zur Begrenzung dey Schwingungsweite der Schwingungsbewegungen
des Zeigers 44. Das aus dur-hsichtigem Kunststoff bestehende Gehäuse 2d umfaßt einen
Winkeibereich von 900 (vgl.
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Fig. leib). Die Platte 21 d auf einer Seite des Gehäuses 2d dient
als Meßfläche (Standard-Fläche), die mit der Fläche, deren Neigungswinkel gemessen
werden soll, in Berührung zu bringen ist. Das Grundgestell 10b ist von der Seite
21e in das Gehäuse 2d eingeschoben. Fig. 12a ist die Seitenansicht der Vorrichtung,
die aus dem in Fig.1ta dargestellten Grundgestell 10b und dem in Fig lib dargestellten
Gehäune 2d zusan.mengebaut ist. Die Meßfläche 21d am Gehäuse 2d enthäit zwei Nuten
21d', die zur Anbringung einer HilfsgheRplatte 2in'(vgl. Fig.
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12b) dienen, wenn die Verwendung einer solchen Hilfsmeßplatte-zweckmäßig
oder notwendig ist Wenn die Länge der Hilfsmeßplatte 21n größer ist als die Länge
der Meßplatte 2td, kann der Neigungswinkel genauer gemessen werden.
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In Fig. 13 ist eine Einstellvorrichtung für den Zeiger 44 dargestellt,
bei weil; cher die Justierung mittels eines Ausgleichgewichts erfolgt. Bei der Ausführungsform
der Einstelleinrichtung, die in den Fig. 8 bis 10 dargestellt ist, wird, nachdem
die Vorrichtung 4 zur Anzeige der Richtung der Schwerkraft im Gehäuse befestigt
ist, die Skalenplatte genau betätigt und justiert, so daß der Zeiger in die Null-Lage
(Skalenstrich 0) gelangt. Bei der in Fig. 13 veranschaulichten Ausführungsform kann
die Justierung nach einer sehr einfachen Methode durchgeführt werden. Bei dieser
Ausführungsform wird ein Ausgleichgewicht 45 an einer geeigneten Stelle des aus
elektrisch leitfähigem Metall bestehenden Teils 42 befestigt. Wie weiter oben erläutert,
ist-es sehr schwierig, den Zeiger 44 genau in die lotrechte Lage zu bringen, wenn
man lediglich den Zeiger 44 und das Gewicht 43 am Drehpunkt des Metallteils 42 befestigt.
Genauer gesagt, wenn der Zeiger 44 auch nur geringfügig außerhalb der Drehachse
beziehungsweise Schwenkachse 41a' der Metallplatte 42 liegt, so nimmt dieser Zeiger
44 eine geneigte Lage nach rechts oder links ein infolge des (unausgeglicheneniGewichts
des Metallteils
42, das auf den Zeiger 44 wirkt. Bei der hier
beschriebenen Ausführungsform wird die Abweichung des Zeigers aus der richtigen
Lage bei seiner Befestigung vernachlässigt. Nach dem Zusammenbau wird dann ein Ausgleichgewicht
45 von entsprechender Größe an der Metallplatte 42 angebracht, und zwar auf der.
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Seite, die der Seite gegenüberliegt, nach der der Zeiger 44 geneigt
ist. Als Ausgleichgewicht kann ein Stück Lötmaterial oder ein Stück Klebstoff dienen.
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Auf diese Weise wird der Zeiger 44 in Übereinstimmung mit der Null-Lage
(Standard-Punkt) auf der Skalenscheibe gebracht. Kurz gesagt, wird bei dieser Ausführungsform
der Zeiger 44 durch die resultierende Kraft, die sich aus dem Gewicht 43 und dem
Ausg3.eichgewicht 45 ergibt, justiert; es ist also keine kompli zierte Einrichtung
für die Justierung erforderlich.
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Bei der in den Fig. 14 bis 18 dargestellten Ausführungsform kann der
Zeiger mit größerer Genauigkeit justiert werden. Bei dieser Ausführungsform weist
das Gehäuse 2 eine Rückwand 21f auf, ein Gehäuseteil 21g, der Fächerform mit einem
Öffnungswinkel von 90° hat beziehungsweise ein Kreisausschnitt von 90° ist, und
eine Vorderwand 21h. Die Rückwand 21f und der Gehäuseteil 21g sind als ein Stück
aus Kunststoff hergestellt und die Bodenflächet2ik und die Seitenfläche 2lm des
Gehäuseteils 21g sind mit den entsprechenden Seitenkanten der Rückwand 21f verbunden
oder als ein Stück hergestellt. Infolgedessen erhält man am Gehäuse 2 bei jedem
der verschiedenen Schritte des Zusammenbaus einen rechten Winkel.
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von hoher Genauigkeit; 21i ist die Schnittkante der senkrecht aufeinander
stehenden Flachen ?1m und 21k. Mindestens der Gehäuseteil 21b und die Vorderplatte
21h des Gehäuses 2 bestehen aus durchsichtigem Material, so daß ein Einblick in
das Innere möglich ist. Die Skalenscheibe 3b ist ein Kreisausschnitt mit einem Winkel
von 900 (diese Gestaltung kann auch als fächerförmig bezeichnet werden) wird n das
Gehäuse 2 eingebracht und befestigt. Eine Kammer 38a, die nach vorn offen ist, befindet
sich im unteren Teil der Skalenscheibe 3b. Lãngsschlitze 382 und 383 sind in der
Rückwand 381 der Skalenscheibe 3b, die hier als Gehäusekörper ausgebildet ist, angebracht.
Die Mittel-Längs-Achsen der Längsschlitze 382 und 383 liegen auf e i n e r G e r
a d e n , durch welche der einen Kreis-.
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ausschnitt darstellende Teil 3b in zwei Teile geteilt wird. Stifte
210a und 210b, die in die Längsschlitze 382 und 383 einzuführen sind, überragen
die Rückwand Zlf des Gehäuses 2 nach innen. Die Verbindungs-Gerade, welche durch
die Stifte 210a und 210b geht, fällt mit der Geraden zusammen, die die Kante 21i
des Gehäuses 2 schneidet und den nach einem Kreisausschnitt geformten Gehäuseteil
in zwei gleiche Teile teilt; die Gerade ist also in einem Winkel von 450 geneigt
zur
Bodenfläche 21k und zur Seitenfläche 21m des Gehäuses 2. Kenn der die Skaleneinteilung
tragende Teil 3b in das Gehäuseteil 21g eingebracht wird, kann der Skalenteil 3b
eine Gleitbewegung ausführen, deren Länge der Länge der Längsschlitze 382 und 383
entspricht, wobei diese Gleitbewegung in einem Winkel von 45° zur Bodenfläche 21k
und der Seitenfläche 21m des Gehäuseteils 21g verläuft, wobei diese Gleicbewegung
durch das Zusammenwirken mit den Stiften 210a und 210b auf der Innenseite der Rückwand
des Gehäuses 2 zustande kommt. Eine Baueinheit 6, bestehend aus einer Vorrichtung
zur Anzeige der Richtung der Schwerkraft und einer Dämpfungseinrichtung, wie sie
im Zusammenhang mit den vorgehend beschriebenen Ausführungsformen erläutert ist,
wird in die Kammer 38a eingebracht und befestigt. Zur Befestigung der Baueinheit
6 dient ein Rahmen 61, der seiner~ seits mit Schrauben in Löchern 38b und 38b' fest
angebracht wird, die sich in dem Skalen-Körper 3b befinden. Die zusammengebauten
Einzelteile sind in den Fig. 15a und 16 dargestellt.
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Der Aufbau der Baueinheit 6, die bei dieser Au'sführungsform Verwendung
findet, wird im folgenden beschrieben. Die Einrichtung 4 zur Anzeige der Richtung
der Schwerkraft und die Dämpfungseinrichtung 5 sind ähnlich den entsprechenden Einrichtungen,
die in Fig. 3 veranschaulicht sind. Die Einzelheiten der Befestigung des Zeigers
44 und des Gewichts 43 an dem Metallteil 42 unterscheiden sich von den in Fig. 3
dargestellten. Jedoch ist die Funktion und die Wirkung des Zeigers 44 beziehungsweise
des Gewichts 43 die gleiche, wie sie im. Zusammenhang mit der in Fig. 3 veranschaulichten
Ausführungsform beschrieben worden ist.
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Weiterhin ist zu bemerken, daß anstatt der Rahmenplatte 53, die in
Fig 3 dargestellt ist, der Rahmen 61 an der Vorderseite der magnetischen Flußplatte
52 mittels der Verbindung 54 befestigt, so daß der Rahmen 61 rechts und links die
magnetische Flußplatte 52 überragt. Wie aus Fig. 17 ersichtlich, enthält der Rahmen
beziehungsweise Arm 61 Langlöcher 61a und 61b zur Aufnahme von Schrauben in der
Nähe der beiden Enden des Teils 61. Die Langlöcher 61a und 61b liegen parallel zueinander
und sind in einem Winkel von 450 zur Mittel-Längs-Achse des Teils 51 geneigt. In
die Mitte des Teils 1 wird als Lagerteil eine Schrau-' be 41a eingeführt. Wie schon
erwähnt, liegen die Befestigungslöcher 38b und 38bt nahe dem offenen Ende der Kammer
38a der Skalenscheibe 3b. Die Gerade, auf der die Löcher 38b und 38b' liegen, ist
in einem Winkel von 450 zur Grundfläche und zur Seitenfläche der Skalensoheibe 3b
geneigt (vgl. Fig. 15a). Die Baueinheit 6 wird frei in die Kammer 38a eingesetzt,
die einen Raum beziehungsweise Abmessungen hst, die etwas größer sind als die Abmessungen
der Baueintieit 6. Danach
wird die Baueinheit 6 durch eine Klemmverbindung
mittels des Teils 61 in den Befestigungslöchern 38b und 38b' mittels der Einstellschrauben
61c und 6id befestigt.
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Die Art und Weise, in der der Zeiger 44 und der Standard-Punkt (Null-Lage)
auf der Skalenscheibe 3b bei dieser Ausführungsform justiert werden, wird n&chstehend
beschrieben.
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Zuerst wird die Baueinheit 6 frei in das Gehäuse 38aeingebracht und
die Einstellschrauben 61c und 61d werden leicht angeklemmt, um eine vorläufige Befestigung
zu bewirken. Danach wird die Skalenscheibe 3b, die hier als gehäuseartiger Körper
ausgebildet ist, in den Teil 21E des Gehäuses 2c eingebracht. Jetzt werden die Stifte
21Oa und 210b in die Langlöcher 382 und 383 eingefügt. Dann wird das Gehäuse 2 in
der Lage festgehalten, in der der Skalenstrich für den Winkel 00 oben liegt, vgl.
Fig. 15a. Jetzt zeigt der Zeiger 44 die lotrechte Richtung an.
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Aber es kommt manchmal vor, daß der Zeiger 44 nicht in Deckung mit
dem Skalenstrich für die Winkellage 0° ist. Um diese Abweichunglzu beseitigen, wird
eine Gleitbewegung des Skalen-Körpers 3b entlang der Stifte 210a und 210b veranlaßt,
so daß der Zeiger 44 mit dem Skalenstrich für die Winkel lage 0 in Deckung gelangt.
Dann wird der Skalen-Körper 3b an der Innenfläche der Rückwand 21f des Gehäuses
2 mittels Klebstoff oder dergleichen befestigt. Danach wird das Gehäuse 2 900 in
Richtung des Pfeils Y in Fig.15a geschwenkt, um das Gehäuse in die in Fig. 15b dargestellte
Lage zu bringen.
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Nun zeigt der Zeiger 44 die Richtung der Lotrechten an. Es kommt jedoch
manchmal vor, daß der Zeiger 44 nicht in Deckung mit dem Skalenstrich für die Winkellage
900 ist. Dies ist auf eine Abweichung der Achse des Metallteils 42 von der genauen
Lage zurückzuführen.
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In diesem Fall werden die Einstellschrauben 61c und 61d gelöst und
der Teil 61 wird nach rechts oder links verschoben, wie durch den Doppel-Pfeil W
in Fig. 17 veranschaulicht. Dadurch wird die Baueinheit 6 geringfügig bewegt beziehungsweise
verschoben, um den Zeiger 44 mit dem Skalenstrich für 900 in Deckung zu bringen
Danach werden die Einstellschrauben 61c und 61d fest angezogen. Die Langlöcher 61a
und 61b in dem Teil 61 liegen waagerecht beziehungsweise sie verlaufen parallel
zur Bodenfläche 21m des Gehäuses 2 (vgl. Fig. 15). Infolgedessen
wird
die Einrichtung des Zeigers 44 auf den Standard-Punkt der Winkellage Oo die oben
beschrieben wurde, nicht beeinflußt durch die Einrichtung des Zeigers 44 auf den
Skalenstrich für die Winkellage 900.
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In Fig 18 ist eine abgewandelte Ausführungsform 61' des Rahmens beziehungsweise
des Befestigunsgsteils 61 dargestellt Beide Enden des Teils 61' sind nach innen
in einem Winkel von 450 zur Mittel-Längs-Achse des Teils 61' eingebogen. Diese ungebegenen
Enden des Teils 61' gleiten in den Sehlitzen 138b und 138b', die sich in der Skalenseheibe
3b befinden. Der Teil 61, hat dieselbe Wirkung wie der bereits beschriebene Teil
61.
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Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, kann mit dieser
Ausführungsform die Meßgenauigkeit beträchtlich verbessert werden, weil der Zeiger
auf zwei Punkte, den für die Winkellage QQ und den für die Winkellage 90° eingestellt
beziehungsweise justiert werden kann
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