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Beschreibung der Erfindung.
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Titel: Mikro-Wasserwaage für exakte Neigungsmessungen und Justierungen,
die auch als Tafel-Lineal verwendet werden kann.
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AnwendungsZebiet / Zweck: Die Erfindung betrifft eine vorzugsweise
aus transparentem Vollkunststoff hergestellte Wasserwaage, deren in Radius und Bogenlänge
unterschiedlich teilkreisförmig ausgebildete Teilkreisflächen- und Vollkreis-Libelle
( deckelverschlossene Vertiefungen im Vollkunststoff des Waagenkörpers) nicht nur
eine genaue Waagerecht- oder Senkrechtjustierung, sondern gleichzeitig eine außerordentlich
exakte Neigungswinkelmessung in mehreren sich in der Skalierung überdeckenden und
ergänzenden Meßbereichen ohne Lageänderung der Libellen bis auf eine Genauigkeit
von weniger als einem Zehntel Grad gestatten. Die Formgebung dieses Meßzeuges ermöglicht
außerdem, diese Wasserwaage als winkelanzeigendes Tafel-Lineal zu benutzen.
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Stand der Technik: Wasserwaagen, die dem waagerechten und senkrechten
Messen und Ausrichten von Maschinen, Bauelementen u. ä. dienen, sind ein unverzichtbares
und in vielen techn. Berufen tagtäglich genutztes Meßzeug.
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Die Wasserwaage besteht im Regelfall und im wesentlichen aus einem
hölzernen, metallischen oder aus Kunststoff gefertigten stabförmigem Gehäuse von
rechteckigem Querschnitt, dem Waagenkörper, der meist mit zwei sog. Libellen (alkoholgefüllte
und beidseitig geschlossene Glas- oder Plexiglasröhrchen mit eingebrachter Luftblase),
einer Horizontallibelle für Waagerechtmessungen und einer Vertikajffli'£slle für
Senkrechtmessungen, bestückt ist.
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Teurere und techn. erweiterte Erzeugnisse weisen zum Teil eine dritte
drehbare Neigungswinkellibelle auf, die vor einer feststehenden Skala bewegt werden
kann und mit deren Hilfe es möglich ist, von der Waagerechten oder Senkrechten abweichende
Winkelgrade abzulesen.
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Wieder andere Geräte sind mit einer drehbaren und skalierten Kreisscheibe
und einer darauf montierten "Klein-Libelle" versehen, die also zur Winkelgradbestimmung
entsprechend bewegt werden muß.
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Einen ähnlichen Zweck erfüllen auch die sog. Pendel-Lotwaagen mit
Neigungsanzeiger. Bei diesen Meßzeugen handelt es sich unter Nutzung der Schwerkraft
und auf horizontaler Achse mittelpunktgelagerte und endbeschwerte Zeiger, die vor
einer waagenkörperbefestigten Skala laufen.
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Die hier beschriebenen Instrumente sind zwar nicht untauglich, lassen
aber in puncto Genauigkeit viele Wünsche offen.
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Kritik des Standes der Technik: Geht es also um größere Meßgenauigkeiten
und präzisere Ausrichtungen, also Einstellungen oder Messungen im Winkelgrad-Minuten-Bereich,
so reichen Skalenauflösung und Ablesbarkeit dieser Geräte nicht oder nur sehr bedingt
aus.
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Ein weiterer Nachteil der vorgenannten und herkömmlichen Wasserwaagen,
der sich im praktischen Gebrauch immer wieder bestätigt, besteht weiterhin darin,
daß die Libellen-Einbauelemente und der Waagenkörper, die keine statische Einheit
bilden und im Regelfall - meist durch Verschraubung - mechanisch miteinander verbunden
sind, nicht selten und demzufolge unbeabsichtigt dejustiert werden.
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Diesen Mängeln soll die nachfolgend im Detail beschriebene Erfindung
entgegenwirken.
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Problemlösung bzw. Behebung der kritisch angemerkten Mängel: Erfindungsgemäß
werden die zuvor aufgezeigten Nachteile der marktgängigen und den Anmeldern bekannten
Wasserwaagen dadurch ausgeschlossen, daB die in dem aus transparentem Kunststoff
bestehenden Waagenkörper 10 als Vertiefung integrierte, langgezogene und in Radius
und Bogenlänge unterschiedlich teilkreisförmig ausgebildete Teilkreis-Flächenlibelle
6, die mittig aus Gründen der Aussteifung
mit dem Zapfen 8 versehen
und mit dem ebenso transparenten, die ganze Seitenfläche abdeckenden und im Querschnitt
rechteckigen flächenverschweißten Deckel 9 verschlossen ist, der Krümmung zwei großer
und entgegengerichteter Kreisbogen entspricht, die mit Blick auf die angestrebte
Genauigkeit im Falle der dargestellten Skalierung 4 - hier I winkelgrad = 20 mm
Kreisbogen, Meßbereich bis 4,5.° - beispielsweise einem Radius von 1.145,91 mm entspricht,
Eine weiter reichende Messung bis 50.° bei gleicher O-Punkt-Lage aber entgegengesetzter
Krümmungsrichtung, gestattet bei Umkehrung der Mikro-Wasserwaage die Skalierung
7, bei der im dargestellten Beispiel 1 Winkelgrad 2,0 mm Kreisbogenlänge gleichkommt.
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Für die Ergänzung im Meßbereich bis 90? bzw. für Senkrechtmessungen
sorgt schließlich die Vollkreislibelle 5 (geringste Auflösung), die durch ihre Formgebung
mit einer Dosenlibelle kombiniert wurde, um vor einer präzisen Waagerechtausrichtung
in der X- und Z-Achse als Orientierungshilfe zu dienen und eine mögliche Fehllage
im 360?-Bereich richtungsbezogen anzuzeigen.
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Beide flüssigkeitsgefüllte Libellen, also 5 und 6, weisen im übrigen
neben der eingebrachten Luftblase eine in den jeweiligen Tiefstpunkt rollende korrosionsgeschützte
Mini-Kugel auf - auf die Darstellung von Luftblase und Minikugel wurde bewußt verzichtet
- die eine noch genauere Ablesung ermöglicht.
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Die in der Zeichnung dargestellte Erfindung ist darüber hinaus zur
einfacheren Handhabung vertikaler Ausrichtarbeiten an aus ferromagnetischem Material
bestehenden Meßobjekten mit den beiden Haftmagneten 2 bestückt, die in die untere
Auflagefläche des Waagenkörpers eingelassen sind.
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Ein noch nicht zweckbestimmtes Leergehäuse 1 läßt außerdem die Möglichkeit
offen - hier ist der Hersteller angesprochen -, die Mikro-Wasserwaage um weitere
sinnfällige oder praktische Einbauinstrumente (Beispiel: Thermometer, Stichwort
Frostgefahr, Frostschäden bei Neubauarbeiten), Meßzeuge (Beispiel: Rollbandmaß,
Stichwort Aufmessen von Räumen und Bauelementen etc.) o. ä.zuergänzen. Bei der Formgebung,
die sich nahezu konsequent aus den
genannten techn. Gründen ergab
und darauf abzielte, eine Wasserwaage von größerer Meßgenauigkeit bei gleichzeitiger
körperlicher Einheit von Libellen und Waagenkörper zur Sicherung der Libellen-Ursprungslage
zu schaffen, wurde außer der gefragten Handlichkeit und einer Zweitverwendung als
Tafel-Lineal - in diesem Falle könnte der umlaufende Steg 12 samt Haftmagneten entfallen-
darauf geachtet, keine verletzenden Kanten oder Ecken auszubilden.
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Im Text nicht besonders erwähnte Zeichnungspositionen: 11 = eine Aufhängeöse
und 3 = zwei Füll- und Verschlußschrauben.
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L e e r s e i t e