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Setzwaage Die Erfindung bezweckt, eine Setzwaage zu schaffen, die
nicht allein das Messen von Neigungswinkeländerungen ermöglicht, welche beispielsweise
bei der Belastung eines Prüflings entstehen, sondern es sollen auch lNTeigungswinkeländerungen
gemessen werden können, die sich durch die natürlichen Betriebsbedingungen im Laufe
eines größeren Zeitabschnittes auswirken. Diese Neigungswinkeländerungen sind besonders
klein und bedingen zu deren genauen Ermittlung eine besondere Bauart von Setzwaagen.
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Es sind bereits Setzwaagen bekannt, bei denen die Libelle innerhalb
eines Gehäuses auf einem um sein eines Ende drehbaren und unter Federdruck stehenden
Tragarm gelagert ist. Bei diesen Geräten steht das der Drehachse gegenüberliegende
Ende des Tragarms unter der Einwirkung einer Feinstellschraube, deren Ablesemittel
mittels eines oder mehrerer Stifte geführt ist. Damit eine solche Setzwaage für
den vorgenannten Zweck verwendbar ist, ist es wichtig, den toten Gang der Ablesetrommel
auszuschalten und diese geschützt so anzubringen, daß gleichzeitig mit dem Ablesen
der Libellenstellung die Ablesetrommel z. B. mittels einer Lupe genau beobachtet
werden kann. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn die Ablesetrommel an der Höhenverschiebung
des Einstellknopfes nicht teilnimmt.
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Um die genannten Vorteile zu erzielen, beruht die Neuerung gemäß der
Erfindung bei einer Setzwaage der erwähnten Art im wesentlichen aus folgender Kombination:
Einerseits ist die kegelförmige Ablesetrommel der Feinstellschraube oben an der
Setzwaage angebracht und mittels eines oder mehrerer zur Feinstellschraube paralleler
Stifte mit dem Einstellknopf verbunden. Ferner greift an diesen oder diese Stifte
das eine Ende einer Feder an, deren anderes Ende, unmittelbar an der Ablesetrommel
befestigt ist, und drittens ist die Ablesetrommel von einem Schutzgehäuse umgeben,
das, mit einem Ablesefenster versehen, der Form der Ablesetrommel angepaßt und mit
dem Schutzgehäuse der Libelle verbunden ist. Ferner betrifft die Erfindung Ausführungsarten
von Setzwaagen, die mit dieser Einrichtung versehen sind.
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Die Zeichnung zeigt Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes,
und zwar Abb. i einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der Setzwaage,
Abb. 2 die dazugehörige Draufsicht, Abb.3 einen durch die Zahnradwelle geführten
Schnitt,
Abb. q. einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel
mit Sprungschaltung, Abb. 5 eine Draufsicht der Dreipunktlagerung, Abb. 6 Schnitte
A-B, C-D, E-F durch die Dreipunktlagerung.
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Die dargestellte Setzwaage besteht aus einer hochempfindlichen Libelle
i, die auf einer um eine Achse 2 schwingbaren Unterlage 3 befestigt ist. Die Unterlage
3 wird durch die Wirkung einer Blattfeder q. gegen das untere Ende einer Feinstellschraube
5 angedrückt. Außerdem hebt die Federwirkung ein allfällig im Drehlager 2 vorhandenes
Spiel auf. Durch Drehen der Feinstellschraube 5 wird die Libelle eingespielt. Zu
diesem Zwecke trägt die Feinstellschraube 5 am oberen Ende einen Einstellknopf B.
Die Weichheit des Ganges der Spindel kann durch Anziehen oder Lösen einer Überwurfmutter
6 eingestellt werden. Um eine federnde Wirkung zu erzielen, ist die Mutter 7 an
dieser Stelle geschlitzt. Im Einstellknopf 8 sitzen ein oder zwei einander gegenüberliegende,
mit der Achse der Spindel genau parallel laufende Mitnehmerstifte 9, welche in der
Bohrung der Ablesetrommel io beim Drehen auf und ab gleiten. Mittels dieser Stifte
wird die Drehbewegung des Knopfes 8 auf die Ablesetrommel io übertragen. Um eine
spielfreie Übertragung der Drehbewegung zu sichern, greift am Stift g der Öse einer
Schlaufe eine Schraubenfeder ii an, die am anderen Ende an einem Stift 12 der Trommel
io eingehängt ist. Die Mutter 7 ist mit einer besonders kräftigen, durch Rippen
versteiften Grundplatte versehen. Die zweckmäßige Versteifung der Grundplatte ist
unerläßlich, da sich sonst jede Formänderung im Meßergebnis bemerkbar macht.
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Da dieses Gerät zum Messen kleinster Neigungsänderungen dient, muß
die Feinstellschraube 5 eine besonders feine Steigung aufweisen. Einer vollen Umdrehung
der Ablesetrommel io entspricht selbst eine wenn auch größere, an sich aber immer
noch kleine Winkeländerung. Um den Stand eindeutig ablesen zu können, muß eine zweite,
etwas gröbere Anzeigevorrichtung angebracht werden. Diese ist so beschaffen, daß
jeder vollen Umdrehung der Trommel ein Teilstrichabstand entspricht. Diese Zählvorrichtung
erhält beim Ausführungsbeispiel der Abb. i ihren Antrieb nicht von der Trommel,
sondern vom Träger 3 der Libelle selbst. Zu diesem Zwecke ist am Körper der Schraubenmutter
7 ein Halter 15 (Abb. 3) befestigt, der auf einer Achse 16 ein kleines Zahnrad 17
trägt. Am Ende der Achse 16 befindet sich die Zählrolle 18. Am Libellenträger 3
ist seitlich ein federndes Stahlband ig befestigt, an dessen Ende eine Zahnstange
2o befestigt ist. Die Verzahnung ist so abgestimmt, daß einer Umdrehung der Trommel
io ein Teilstrichintervall der Zählrolle 18 entspricht. Damit die Zahnstange bei
starken Erschütterungen o. dgl. nie aus dem Eingriff kommt, können verschiedene
Sicherungen angebracht sein, die, um die Zeichnung nicht zu überlasten, in Abb.
i und 3 weggelassen sind.
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Bei der zweiten Ausführungsform ist in der Mutter 7 eine zweite Hülse
21 angebracht, welche ein Feingewinde enthält. Diese Hülse trägt einen Nocken 22.
Ein Schaltstift 23 bewegt sich radial nach, sobald sein Ende beim Drehen der Trommel
io über den Nocken 22 gleitet. Eine Schraubenfeder 24. drückt den Schaltstift 23
stets nach innen. Ein an der Trommel io gleitend angebrachter Teilkreisring 25 hat
am Umfang seines zylindrischen Teiles Bohrungen 26. In eine dieser Bohrungen greift
jeweils eine Nase 27, die auf einer Blattfeder 28 angebracht ist. Die Nase 27 wird
in dem Augenblick aus der Bohrung 26 gedrückt, wenn der Schaltstift 18 auf den Nocken
22 zu liegen kommt, wodurch der Schaltring 25 freigegeben wird. Gleichzeitig liegt
aber der Schaltstift 16 in der Bohrung 26 und zwingt den Teilkreisring 25, die Drehung
mitzumachen. Bei jeder vollen Umdrehung der Trommel io findet dieser Schaltvorgang
statt.
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Für dieses Meßgerät ist es wichtig, daß die Trommelablesung aus möglichst
verschiedenen Richtungen vorgenommen werden kann. Die Teilung ist daher auf einer
kegelförmigen Fläche angebracht. Dadurch ist dem Beobachter die Möglichkeit gegeben,
die Ablesung innerhalb eines Winkelraumes vorzunehmen, der gegeben ist durch die
Richtung der Libellenachse und der Achse der Feinstellschraube 5. Um die Ablesegenauigkeit
zu erhöhen, kann eine am Hals des Gehäuses drehbare Lupe 29 (Abb. i) angebracht
sein, die beliebig im Umfang eingestellt werden kann.
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Das Gehäuse 30 hat einen doppelten Zweck zu erfüllen. Der Luftraum
zwischen dem Gehäuse 36 und der Libelle i wirkt wärmeisolierend und schützt die
gegen Temperaturänderungen besonders empfindliche Libelle. Außerdem schützt es die
hochempfindlichen Teile des Gerätes, wie beispielsweise das feine Mikrometergewinde,
gegen Staub, Feuchtigkeit, Schmutz und Beschädigungen. Das Beobachten der Libellenblase,
das Ablesen der Trommel und des Zählrades werden ermöglicht durch besondere am Gehäuse
angebrachte Fenster.
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An der Grundplatte 14 können Vorrichtungen befestigt werden, welche
gestatten, die Setzwaage einwandfrei mit dem Prüfling zu
verbinden.
Handelt es sich um Messungen, die sich auf viele Jahre erstrecken, so muß die Verbindungsweise
derart sein, daß bei wiederholtem Aufsetzen der Setzwaage stets genau die gleiche
Stellung erhalten wird. Wenn nur der kleinste Fehler bei wiederholtem Aufsetzen
eintritt, so ist die ganze Messung unbrauchbar: Die räumlich eindeutige Lagerung
gewährleistet an sich nur die Dreipunktlagerung, die in den Abb.2, 5 und 6 angedeutet
ist. In einer Grundplatte 32, die entweder mit der Grundplatte 1q. aus einem Stück
besteht oder als besondere Platte ausgebildet sein kann, sind drei gehärtete, kegelförmige,
geschliffene Zapfen 33 aus rostfreiem Stahl angebracht. Das Gegenlager, das im Prüfling
angebracht ist, enthält drei entsprechend ausgeführte gehärtete und geschliffene
Büchsen (Abb. 5 und 6). Diese Büchsen sind zweckmäßig verschiedenartig ausgebildet.
Die Büchse 3q., die in der Achse a-a (Abb. 5) der Setzwaage liegt, hat eine Bohrung
(Abb. 6), welche der zugehörige Zapfen längs eines Kreises berührt. Diese Büchse
dient zum einwandfreien Zentrieren der Setzwaage. Die Büchse 35 weist einen prismatischen
Schlitz auf, dessen Achse in der Richtung der Achse a-a der Setzwaage verläuft.
Der zugehörige Zapfen berührt die beiden Kanten auf zwei einander-gegenüberliegenden
Punkten. Diese Büchse gibt der Setzwaage ihre eindeutige Längsrichtung. Die dritte
Büchse 36 weist eine ebene Fläche auf. Sie gibt der Setzwaage die eindeutige Stellung
bezüglich ihrer Verdrehung um die Längsachse.
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Bei Messungen, die nur kurze Zeit beanspruchen, beispielsweise bei
einer Belastungsprobe, kann diese Lagerung durch eine einfachere ersetzt werden.
Man klemmt an der Grundplatte 1q. einen Kopf mit einem Kugelgelenk fest, das mit
einer Schraubzwinge verbunden ist, und die am Prüfling festgespannt wird.