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Meßapparat
Die Erfindung hat einen Nfeßapparat zum Gegenstand, der
dadurch gekennzeichnet ist, daß er einen Träger aufweist, auf welchem um eine in
der Gebrauchsswllung des Apparates horizontale geometrische Achse ein Anzeigeorgan
drehbar gelagert ist, dessen Schwerpunkt ol>erhall, der die genannte Achse enthaltenden
Horizontalebene liegt, daß er mindestens eine dieses Anzeigeorgan gegen eine Nullage
zwingende Rückzugsfeder aufweist, in welcher Lage sein Schwerpunkt sich senkrecht
oberhalb der genannten Achse befindet, so, daR durch die vom Träger des Anzeigeorgans
erhaltene Winkelverschiebung um diese Achse bei Gebrauch des Apparates eine verstärkte
Winkelverschiebung dieses Organs hestimmt wird.
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Die Zeichnung stellt eine beispielsweise Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Apparates dar, die in diesem Fall ein Inklinationsanzeiger ist.
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Fig. I ist eine Vorderansicht des Apparates in Null stellung, wobei
der vordere Teil der Umhüllung weggenommen gedacht werden muß; Fig. 2 ist ein Schnitt
nach II-II der Fig. I; Fig. 3 ist eine der Fig. I analoge Ansicht, die den Apparat
aher um den Winkel a geneigt zeigt.
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Der erfindungsgemäße Apparat umfaßt ein Gehäuse 1, das an seinem
oberen Teil mit einem abnehmbaren bogenförmigen Deckel 2 versehen ist. der eine
kreissegmentförmige Glasscheibe 4 aufweist. Das Gehäuse 1 bildet den Träger für
ein Anzeigeorgan 5, das auf einer gleichachsig mit der geometrischen Achse a-a verlaufenden
Welle 6 befestigt ist, um welche Achse dieses Organ 5 sich drehen kann. wie später
noch gezeigt werden wird.
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Wenn der Apparat benutzt wird, ist diese Achse a-a horizontal. Die
Welle 6 dreht sich in Lagern 7 des
Gehäuses 1, wobei eines dieser
Lager mit einer Stellschraube 8 versehen ist.
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Im Innern des Gehäuses I befindet sich eine Spiralfeder 9, von der
ein Ende durch eine Stellschraube lo, die in einer Rille dieses Gehäuses verscholn
werden kann, an diesem Gehäuse befestigt ist. Das andere Ende der Feder g ist bei
gU an der Welle 6 befestigt. Das Anzeigeorgan 5 weist einen Teil 5U auf, der zwischen
dem Fenster 4 und einer am Deckel 2 angebrachten Gradeinteilung 3 angeordnet ist.
Dieses Organ weist eine Partie 5b auf, die einen Flügel bildet. Dieses Organ bildet
als Ganzes eine Platte, die ungefähr die Form des transversalen Querschnittes des
Gehäuseinnern I aufweist, wie man es auf der Fig. 2 ersieht, so daß zwischen den
Rändern des Organs 5 und den Wänden des Gehäuses nur ein sehr kleines Spiel besteht.
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Auf diese Weise stellt das Organ 5, und besonders cin Teil 5b ein
Dämpfungsorgan dar, und zwar dank der Tatsache, daß bei der Verschiebung dieses
Organs das im Innern des Gehäuses eingeschlossene I,uftkissen sich schroffen Bewegungen
des genannten Organs widersetzt.
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Der Apparat arbeitet folgendermaßen: Wenn das Gehäuse die auf der
Fig. I dargestellte Lage einnimmt, in welcher der Nullpunkt der Gradeinteilung sich
senkrecht über der geometrischenDrehachsea-a befindet, steht der Teil 5a des Anzeigeorgans
5 genau gegenüber dem Nullpunkt der Gradeinteilung.
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Wenn dies nicht der Fall ist, bringt man diesen Teil 5a in Gegenüberstellung
zum Nullpunkt, indem man die Regulierschraube IO verstellt. Wenn man nun das Gehäuse
um den Winkela um die Achsea-a verdreht, um es in die auf der Fig. 3 gezeigte Lage
zu bringen, so ist das Anzeigeorgan 5, dessen Schwerpunkt sich oberhalb der Achse
a-a befindet, infolge der Schwere dem Einfluß eines Kräftepaares unterworfen, welches
die Tendenz hat, dieses Organ in der Uhrzeigerrichtung auf der Fig. 3 zu drehen.
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Die Rückzugsfeder g setzt dem jedoch ein Gegenkräftepaar entgegen.
Unter dem Einfluß dieser beiden Kräftepaare bleibt das Organ 5 nach der Beschreibung
eines Winkels fl stehen; dieser Winkel B ist mehrfach größer als der Wert des Winkels.
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Die durch das Anzeigeorgan 5 selbst im Innern des Gehäuses gebildete
Dämpfungsvorrichtung bewirkt, daß die Schwingungen dieses Organs gedämpft werden
und daß die Ablesung des Winkels fl rasch und genau vor sich gehen kann. Selbstverständlich
hängt der Wert des Winkels fl, welcher einer Winkelverschiebung a des Gehäuses entspricht,
vom Verhältnis zwischen der Kräftepaarkonstanten, welcher das Organ 5 infolge seiner
Schwere unterworfen ist und der Kräftepaarkonstanten ab, welcher es infolge der
Biegung der Federg unterworfen ist.
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Indem man die Abmessungen des Organs 5 und der Feder g entsprechend
wählt, wird ein bestimmtes Verstärkungsverhältnils erzielt.
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Der beschriebene Apparat stellt einen Inklinationsanzeiger dar. Er
kann auch so ausgeführt sein, daß er als Niveauanzeiger, als Ableseanzeiger fiir
Präzisionswagen, als Apparat zum serienweisen Kalibrieren oder für andere Hochpräzisionsmessungen
dienen kann. Wenn es sich um das Messen der linearen Dimensionen eines Gegenstandes
handelt, kann man einen abnehmbaren, z. B. auf den Deckel 2 des Gehäuses befestigten
und mit diesem fest verbundenen Anschlag vorsehen, wobei die linearen Verschiebungen
dieses Anschlages entsprechende Winkelverschiebungen des Gehäuses um die Achse a-a
hervorrufen, denen wieder die Angaben des Organs 5 auf der Gradeinteilung 3 entsprechen.
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Der Meßapparat nach der Erfindung unterscheidet sich von bekannten
Apparaten dadurch, daß der Neigungswinkel a eine verstärkte Anzeigte kl mit einer
im voraus wählbaren Vergrößerung mit sich bringt, ohne daß Elemente zur Bewegungsverstärkung,
wie Hebel, Rädergetriebe oder ähnliche Organe zur Verwendung kommen müssen. Auf
diese Weise geht man Fehlern aus dem Weg, die von der Reibung der verschiedenen
Organe der Verstärkungsvorrichtung und von den unvermeidbaren Toleranzen in der
Fabrikation herrühren. Die von der Al)nutzung der zusammenwirkenden Teile herrührenden
Fehlerquellen werden ebenfalls vermieden. Die Präzision und die Lebensdauer des
Apparates sind somit im Vergleich mit bekannten, dem gleichen Zweck dienenden Meßapparaten
bedeutend erhöht.
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Die Welle 6 könnte auch auf andere Weise als in der Zeichnung dargestellt
um die geometrische Achse a-a drehbar befestigt sein. Man könnte z. B. eine Schneidkantenanordnung,
Kugellager usw. vorsehen. Das Organ 5 könnte auch direkt am freien Ende der Feder
9 befestigt sein, die gleichzeitig als Rückzugsfeder und als Träger für dieses Organ
dienen könnte, wobei dann die Welle 6 überflüssig wäre.
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Die Regulierschraube IO ist ein durch das Gehäuse I verlaufender,
mit einer Mutter verschraubbarer Bolzen. Am Kopf dieser Schraube ist das äußere
Ende der flachen Spiralfeder 9 befestigt.
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Damit die,Spiralfeder verengt oder gelockert werden kann, ist die
Regulierschraube Io verstellbar, und zwar infolge eines im Gehäuse I angebrachten
Schlitzes. Bei der Vornahme der Nullpunkteinstellung des Instrumentes wird die Mutter
gelockert, worauf die Schraube in einer Ebene verschoben werden kann, in welcher
auch die Spiralfeder 9 liegt. Nach der Einstellung kann die Schraubenmutter wieder
angezogen werden. Die beschriebene Verstellung ist möglich, weil der Krümmungsmittelpunkt
der unteren Gehäusepartie mit der Achse des Zeigers 5 zusammenfällt.