DE3606774C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum Befestigen der Libelle einer Wasserwaage mit einem Metallhohlprofil, in welchem der den Libellenkörper aufnehmende Libellenträger durch ein Fenster eingesetzt und mindestens quer zur Einsatzrichtung in dem Metallprofil verspreizt ist.

Bei Meßgeräten dieser Art kommt der justierten Befestigung der Libelle an dem Wasserwaagenprofil deshalb eine entscheidende Bedeutung zu, weil sich hiernach die Genauigkeitsklasse eines solchen Meßwerkzeugs bestimmt. Das Wasserwaagenprofil, gleichgültig aus welchem Werkstoff es besteht, nimmt zunächst einen Libellenträger auf, und in diesem ist der Libellenkörper untergebracht. Der exakte Sitz der Libelle ist also von zwei Elementen abhängig, zum einen dem Sitz des Libellenträgers im Wasserwaagenprofil einerseits und zum anderen von der Unterbringung des Libellenkörpers im Libellenträger. Beide sollen weitgehend unveränderlich sein, um einer Veränderung der Lage der Libelle im praktischen Gebrauch des Meßinstruments von vornherein entgegenzuwirken. Eine Schraubverbindung ist zwar einfach herzustellen, gewährleistet aber nicht völlig einen selbst über eine lange Gebrauchsdauer unveränderlichen Sitz der Libelle. Verschiedene Klemmbefestigungen haben sich als günstiger erwiesen, doch bereitet die Montage solcher Klemmbefestigungen vielfach erhebliche Probleme. Dies gilt auch dann, wenn, wie bei einer anderen vorbekannten Ausführungsform, zwei gegeneinander gerichtete selbsthemmende Keile zur Fixierung des Libellenträgers Verwendung finden.

Eine andere, wenn auch in der Herstellung teure Art der Befestigung eines Libellenträgers bedient sich einer Fassung aus zwei Halbschalen, die außerhalb des Metallhohlprofils der Wasserwaage den Libellenkörper aufnehmen und mit diesem gemeinsam durch ein seitliches Fenster in das Hohlprofil eingesetzt werden. Diese zweiteilige Fassung wird zur Fixierung innerhalb des Hohlprofils mittels eines Kunststoffklebers verklebt. Es ist eine bekannte Tatsache, daß ein solcher Kunststoffkleber einer nicht zu vernachlässigenden Schwindung beim Aushärten unterliegt. Ehe eine solche Wasserwaage gebrauchsfertig ist, bedarf es infolgedessen einer mehrmonatigen Lagerzeit, um einen Zustand zu erreichen, in welchem der Libellenträger einen unveränderlichen Sitz in dem Metallhohlprofil erreicht. Hierdurch wird auch eine Justierung des Libellenkörpers innerhalb der beiden Halbschalen beeinträchtigt, so daß diese Justierung praktisch erst nach völliger Fixierung des Libellenträgers erfolgen kann. Sollte dann dies bei der vorbekannten Wasserwaage (DE-OS 34 32 911) wiederum durch eine Klebeverbindung zwischen Libellenträger und Libellenkörper erfolgen, würde sich der gesamte Vorgang bis zur Aushärtung auch dieser Verklebung nochmals wiederholen, und es wäre höchst fraglich, ob dann der Libellenkörper in der gewünschten Justierstellung fixiert wäre. Auch eine Ultraschallverschweißung der beiden Halbschalen der den Libellenträger bildenden Fassung würde dann nur einen Behelf darstellen, wenn zusätzlich der Libellenkörper verklebt werden müßte. Eine Ultraschallverschweißung auch des Libellenkörpers in den beiden Halbschalen des Libellenträgers führt nur zu begrenzten Ergebnissen, wenn, wie in dem vorbekannten Fall, die Verschweißung von außen im Bereich des Fensters des Metallhohlprofils vorgenommen werden muß. Durch das Ansetzen der Schweißelektroden wird die Justiereinrichtung für den Libellenkörper behindert und umgekehrt.

Es nimmt deshalb nicht Wunder, daß noch immer nach weiteren Arten der Befestigung der Libelle in einem Wasserwaagenprofil gesucht wird, die zugleich ein höchstmögliches Maß an Präzision des Sitzes der Libelle gewährleistet wie auch kostenmäßig günstig ist und die Montage vereinfacht. Die Erfindung nimmt sich dieses seit langem bestehenden Problems erneut an. Sie schafft eine Vorrichtung zur Befestigung der Libelle bei einer Wasserwaage der eingangs bezeichneten Art unter Zuhilfenahme einer überaus einfachen, aber besonders zuverlässigen Art der Fixierung zunächst des Libellenträgers.

Die Erfindung geht davon aus, daß an den Seitenwänden des Libellenträgers Spreiznocken und an seinen Stirnseiten für je zwei Spreiznocken ein in Einbaustellung auf diese einwirkender Spreizkörper angeordnet ist und daß der Libellenträger an seiner Oberseite eine kreisbogenförmige Lagerschale des Libellenkörpers aufweist und daß der Libellenträger mit dem justierten Libellenkörper in Längsrichtung des Metallprofils ultraschallverschweißt ist.

Diese Art der Befestigung verbindet einen kraftschlüssigen Sitz zwischen Libellenträger und Hohlprofil mit einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen Libellenträger und Libellenkörper. Der Libellenträger wird zunächst unabhängig von dem Libellenkörper eingesetzt und in seiner vorgesehenen Einbaustellung praktisch unverrückbar fixiert. Der kreisbogenförmige Sitz für den Libellenkörper erleichtert dessen Justierung außerordentlich, so daß auch automatisch, vorzugsweise elektronisch arbeitende Justiereinrichtungen hinzugezogen werden können. Der Libellenkörper kann während des Justiervorgangs in der exakten Justierstellung einwandfrei fixiert werden, ohne daß er von den Schweißelektroden beeinflußt wird, wenn diese in Längsrichtung des Metallhohlprofils der Wasserwaage angesetzt werden. Das Ergebnis einer solchen Bauart ist eine verhältnismäßig einfache Art des Zusammenbaus und eine außerordentlich exakte Art der Fixierung, die ein Höchstmaß an Präzision der Wasserwaage gewährleistet.

Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, die Anordnung so zu treffen, daß der/die Spreizkörper an den Libellenträger angeformt und in eine Eingriffstellung gegenüber dem/den Spreiznocken bewegbar sind. Auf diese Weise werden zum einen zusätzliche Bauteile entbehrlich, was nicht nur die Herstellung der Einzelteile, sondern auch die Montage vereinfacht, da die Spreizkörper durch ihre feste Verbindung mit dem Libellenträger keiner besonderen zusätzlichen Montagemaßnahmen bedürfen.

Die kraftschlüssige Verbindung zwischen Hohlprofil und Libellenträger wird dann besonders wirksam und dauerhaft, wenn, wie die Erfindung nach einem weiteren Merkmal vorsieht, die Spreiznocken ein oberflächiges Rippen- oder dgl. Profil aufweisen. Unter entsprechender Krafteinwirkung verformt sich ein solches Profil bei seiner Anlage an der Innenfläche des Metallhohlprofils und begünstigt so den gewünschten hohen Kraftschluß. Der Libellenträger läßt sich bei in Außereingriffstellung befindlichen Spreizkörpern vergleichsweise leicht in ein Fenster od. dgl. des Metallhohlprofils seitlich einführen. Erst dann, wenn er seine vorgesehene Endstellung erreicht hat, werden die Spreiznocken auseinandergetrieben, und hierbei ergibt sich ein formschlüssiger Eingriff zwischen Spreiznocken und Metallprofil. Besonders zweckmäßig ist in diesem Zusammenhang die Ausbildung des Hohlprofils derart, daß im Angriffsbereich der Spreiznocken eine in diese einschneidende Rippenprofilierung vorgesehen ist. Diese Rippen des Metallprofils schneiden gewissermaßen in die Spreiznocken des im allgemeinen aus einem Kunststoff im Wege des Spritzgießens hergestellten Libellenträgers ein. Ein solcher Sitz hat sich als besonders dauerhaft und auch über eine lange Gebrauchsdauer des Meßgeräts praktisch unveränderlich erwiesen, was Voraussetzung für die gewünschte Präzisierung eines derartigen Meßwerkzeugs ist. Ein solches Einschneiden des einen Bauteils in das andere gewährleistet einen auch über eine lange Gebrauchsdauer des Geräts praktisch unveränderlichen Sitz.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß der kreisbogenförmige Sitz des Libellenträges und die kreisbogenförmigen Lagerschalter des Libellenkörpers an ihren beiden Enden in einander anliegende Stirnflächen übergehen. Diese Anlagenflächen sind in Längsrichtung des Metallhohlprofils zugänglich, so daß hier ohne weiteres die Ultraschallverschweißung beider Bauteile vorgenommen werden kann, indem die diese bewirkenden Schweißelektroden od. dgl. in das Profil eingeführt werden können.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Libellenkörper quersschnittlich eine kreisbogenförmig gewölbte Außenfläche auf. Dieses Merkmal ist von außerordentlicher Wichtigkeit für ein einwandfreies Ablesen der Libelle, denn es bewirkt einen Lupeneffekt bei einer Ablesung der Libelle aus jeder Richtung, aus der sie noch sichtbar ist. Im Gegensatz zu den im allgemeinen einen rechteckigen Querschnitt aufweisenden Libellenkörper konventioneller Wasserwaagen, bei deren Betrachtung man aus einem gewissen Blickwinkel praktisch zwei Libellen erkennen zu können glaubt, wird dieser Effekt durch ein selbständiges Merkmal der Erfindung bildende Maßnahme völlig vermieden. Die Rundung des Libellenkörpers beträgt im allgemeinen etwa 180°.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung weist der Libellenträger ein den Libellenkörper über einen Winkel von 300°, bezogen auf die Längsachse des Libellenkörpers, freigebendes Fenster auf. Damit wird die Einsicht auf die Libelle bei Gebrauch der Wasserwaage wesentlich verbessert, insbesondere unter ungünstigen räumlichen Arbeitsbedingungen.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß die Außenflächen des Libellenkörpers im Bereich des Sitzes des Libellenträgers mit der Außenwand des Hohlprofils im wesentlichen fluchten. Auch hierdurch werden die Gebrauchseigenschaften der Wasserwaage verbessert. Ggf. kann zwischen der entsprechenden Fläche des Libellenkörpers und der Profilwandung der dem Libellenträger zuzuordnende kreisbogenförmige Sitz so angeordnet sein, daß seine Außenfläche gleichfalls mit der Außenwand des Hohlprofils fluchtet.

Schließlich sieht die Erfindung vor, daß an dem Hohlprofil und an der Stirnseite des Libellenträges wenigstens ein Fenster zum Einführen eines den Spreizkörper betätigenden Werkzeugs und ein das Fenster verschließender Deckel vorgesehen ist.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt

Fig. 1 eine abgebrochene Seitenansicht einer Wasserwaage mit eingebauter justierter Libelle;

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen entsprechenden Schnitt in einem vorgängigen Montagestadium;

Fig. 4 eine Seitenansicht sowie

Fig. 5 eine Stirnansicht des Libellenkörpers und

Fig. 6 eine auseinandergezogene Darstellung der Vorrich­ tung, die die Einzelteile und deren Montage weit­ gehend erkennen läßt.

Die Wasserwaage besteht aus einem Hohlprofil 1 aus Leichtme­ tall mit einem rechteckigen Innenquerschnitt. Dieses weist an seinem Fuß in den lichten Innenquerschnitt hineinragende Längsrippen 2 auf, die schneidenartig ausgebildet sind. In dem Profil 1 ist ein Fenster 3 vorgesehen, welches zur Auf­ nahme der gesamten Libellenanordnung dient und eine dieser entsprechende Formgebung aufweist.

Der aus Kunststoffspritzguß gefertigte Libellenträger 4 ist als Hohlkörper gestaltet. An seinem Fuß weist er bei der wiedergegebenen Ausführungsform vier Spreiznocken 5 auf, die jeweils paarweise einander gegenüberliegen und deren Außen­ flächen, wie dargestellt, schräg verlaufende Rippen od. dgl. besitzen. Diese Spreiznocken 5 bilden das frei auslaufende untere Ende der Seitenwände 6 des Libellenträgers 4, so daß sie leicht gegeneinander federn können, was das Einsetzen des Libellenträgers 4 in das Fenster 3 des Metallprofils 1 erleichtert. Die Außenflächen der Spreiznocken 5 liegen in Einbaustellung (s. Fig. 2 und 3) den Innenrippen 2 des Metall­ profils 1 an. An ihrer Oberseite 7 sind die beiden Spreiz­ nocken 5 eines zusammengehörigen Paares durch einen angeform­ ten Spreizkörper 8 miteinander verbunden, der an seinen beiden Schmalseiten mit einer Feder 9 versehen ist, die mit einer entsprechenden Nut 10 der zugekehrten Schmalseite des Spreiznockens 5 korrespondiert. Wirkt eine durch den Pfeil 11 in Fig. 3 angedeutete Kraft auf den Kopf 12 des Spreizkörpers 8 ein, wird die stoffschlüssige Verbindung zwischen Spreizkörper 8 und den beiden zugehörigen Spreiz­ nocken 5 aufgebrochen und der Spreizkörper 8 soweit abwärts bewegt, bis er auf den Boden 13 des Metallprofils 1 auf­ trifft. Hierbei spreizt er die beiden Spreiznocken 5 nach außen, so daß diese in die schneidenartigen Rippen 2 an der Innenseite des Metallprofils 1 formschlüssig eingreifen. Dadurch erhält der Libellenträger 4 einen praktisch unver­ änderbar festen Sitz innerhalb des Metallhohlprofils 1. Das den Spreizkörper betätigende (nicht dargestellte) Werkzeug wird durch eine fensterartige Öffnung 15 eingeführt. Dieses wiederum wird durch einen Deckel 16 anschließend verschlos­ sen, der vorteilhaft als Kunststoffspritzgußteil hergestellt ist und mit zwei federnden Schenkeln 17 versehen ist, deren untere Enden nach außen gerichtete Rastnasen 18 aufweisen, welche die Unterkante 19 der Ansätze 20 des Libellenträ­ gers 4 untergreifen.

Der im wesentlichen als Hohlkörper ausgebildete Libellen­ träger 4 weist an seiner Oberseite einen kreisbogenförmigen Sitz 24 auf, der als ein schmaler Steg ausgebildet ist und in Paßform in das Fenster 3 des Hohlprofils 1 eingreift. Der Kreisbogen dieses Sitzes 24 beschreibt einen Winkel von nicht ganz 180°. Dieser Sitz 24 ist stegartig ausgebildet und überragt die Seitenwand 6 des Libellenträgers 4 nach außen, so daß er sich beim Zusammenbau im Bereich des Fen­ sters 3 auf die Wand des Hohlprofils 1 auflegt. Die Außen­ fläche 25 fluchtet mit der Fläche der Wandung 28 des Hohl­ profils 1. Der Libellenkörper 23 besteht aus durchsichtigem Werkstoff. Er ist im Bereich seines Fußes 22 ebenfalls kreisbogenförmig gestaltet, wie insbesondere die Fig. 4 er­ kennen läßt. Die Lagerfläche 26 des Libellenkörpers 23 be­ schreibt wiederum einen Kreisbogen von etwa 180°, dessen Radius dem des Sitzes 24 des Libellenträgers 4 entspricht. Diese Ausbildung erlaubt es dem Libellenkörper 23, auf dem Sitz 24 eine wiegeförmige Bewegung auszuführen, die der Justierung der Libelle dient. Mit der Schulter 27 liegt der Libellenkörper 23 innenseitig der Wandung 6 des Libel­ lenträgers 4 an. Die Lagerfläche 26 läuft an beiden Enden in eine ebene Anlagefläche 29 aus, die in Einbaustellung einer entsprechenden Anlagefläche 30 des Libellenträgers 4 anliegt. Auf der Außenseite 31 der beiden Anlageflächen 30 greift ein Schweißwerkzeug an, welches durch die Pfeile 32 lediglich schematisch angedeutet ist und die stoffschlüssi­ ge Verbindung zwischen dem Werkstoff der Anlagefläche 30 des Libellenträgers 4 und den Anlageflächen 29 des Libellen­ körpers 23 bewirkt. Wie die Fig. 5 erkennen läßt, ist der Libellenkörper 23 auch im Querschnitt an seiner Oberseite 33 über einen Winkel von etwa 180° kreisbogenförmig gewölbt. Durch den beidseitig herabgezogenen Fuß 22 innerhalb des kreisbogenförmig in die Wandung 28 des Profils 1 einge­ schnittenen Fensters 3 ist die Libelle 34 über einen Win­ kel von ca. 300° einsehbar, was in Fig. 5 dargestellt ist, in welcher der tote Winkel 35 etwa 60° beträgt.

Bei der Montage der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird zu­ nächst der Libellenkörper 4 in das Fenster 3 des Hohlpro­ fils 1 von oben her eingesetzt, wie dies in Fig. 6 wieder­ gegeben ist. Anschließend werden die beiden Spreizkörper 8 zwischen die zugehörigen Spreiznocken 5 eingefahren, und damit wird die feste Verbindung zwischen Hohlprofil 1 und Libellenträger 4 bewirkt. Anschließend wird der Libellen­ körper 23 in den Sitz 24 des Libellenträgers 4 eingebracht, auf z.B. elektronischem Wege die Libelle 34 justiert und darauf die Ultraschallverschweißung zwischen Libellenträ­ ger 4 und Libellenkörper 23 bewirkt. Schließlich werden die beiden Verschlußdeckel 16 an beiden Stirnseiten des Libel­ lenträgers 4 in die bei eingesetztem Libellenträger 4 beid­ seits verbleibenden Fensteröffnungen 15 des Hohlprofils 1 eingesetzt und eingerastet, so daß sie praktisch nur durch ihre Zerstörung wieder entfernt werden können.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Befestigen der Libelle einer Wasserwaage mit einem Metallhohlprofil, in welchem der den Libellenkörper aufnehmende Libellenträger durch ein Fenster eingesetzt und mindestens quer zur Einsatzrichtung in dem Metallprofil verspreizt ist, dadurch gekennzeichnet, daß an denSeitenwänden (6) des Libellenträgers (4) Spreiznocken (5) und an seinen Stirnseiten für je zwei Spreiznocken (5) ein in Einbaustellung auf diese einwirkender Spreizkörper (8) angeordnet ist und daß der Libellenträger (4) an seiner Oberseite einen kreisbogenförmigen Sitz (24) von maximal 180° für eine kongruent kreisbogenförmige Lagerschulter (26) des Libellenkörpers (23) aufweist und daß der Libellenträqer (4) mit dem justierten Libellenkörper (23) in Längsrichtung (32) des Meallprofils (1) ultraschallverschweißt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizkörper (8) an den Libellenträger (4) angeformt und in eine Eingriffstellung gegenüber dem/den Spreiznocken (5) bewegbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreiznocken (5) ein oberflächliches Rippen- od. dgl. Profil aufweisen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil (1) im Angriffsbereich der Spreiznocken (5) eine in diese einschneidende Rippenprofilierung (2) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der kreisbogenförmige Sitz (24) und die kreisbogenförmige Lagerschulter (26) an ihren beiden Enden in einander anliegende Stirnflächen (29, 30) übergehen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Libellenkörper (23) querschnittlich eine kreisbogenförmig gewölbte Außenfläche (33) aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Libellenträger (4) ein den Libellenkörper (23) über einen Winkel von ca. 300° bezogen auf die Längsachse des Libellenkörpers (23) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenflächen (34) des Libellenkörpers (23) im Bereich des Sitzes (24) des Libellenträgers (4) mit der Außenwand des Hohlprofils (1) fluchten.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Hohlprofil (1) und an der Stirnseite des Libellenträgers (4) wenigstens ein Fenster (15) zum Einführen eines den Spreizkörper (12) betätigenden Werkzeugs und ein das Fenster verschließender Deckel (16) vorgesehen ist.