DE19650683A1 - Hollow profile spirit level containing bubble tube in level capsule and mounting - Google Patents
Hollow profile spirit level containing bubble tube in level capsule and mountingInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Wasserwaage mit einem Hohlprofil, in das ein Libellenkörper mit integrierter Libelle eingeführt und justiert wird.The invention relates to a method for producing a spirit level with a Hollow profile into which a vial body with integrated vial is inserted and adjusted becomes.
Auf diese Weise hergestellte Wasserwaagen sind bekannt (DE 35 32 123 A1 DE 35 32 124 A1, EP 0 281 933 A2). Bei diesen erfolgt nach Justage des Libel lenkörpers im Wasserwaagen-Hohlprofil die endgültige Fixierung des Libellenkör pers unmittelbar oder mittelbar durch Ultraschallverschweißung. Die dazu ver wendeten Sonotroden übertragen Schwingungen im Frequenzbereich von 20-60 Kilohertz auf die miteinander stoffschlüssig miteinander zu verbindenden Grenz flächen beispielsweise von Libellenkörper und Libellenhalter, wobei diese gegen einander mechanisch vibrieren. Dabei kommt es zu Reibungen zwischen den an einandergefügten Grenzflächen, wobei insbesondere bei der üblichen Verwen dung von Kunststoffmaterial elektrostatische Aufladungen und dadurch verursach te Abstoßkräfte zwischen den Grenzflächen entstehen. Ferner müssen die So notroden mit relativ großem Anpreßdruck an Libellenkörper, Libellenträger und/oder Libellenhalter angelegt werden. Diese genannten mechanischen Rei bungen, elektrostatischen Abstoßkräfte sowie Anpreßdrücke können leicht dazu führen, die vorher vorgenommene Justage der Libelle innerhalb des Hohlprofils in ihrer Genauigkeit zu beeinträchtigen. Zudem erfordert das Anlegen der Sonotro den einen nicht unbeträchtlichen Handhabungsaufwand beim Montagevorgang.Spirit levels produced in this way are known (DE 35 32 123 A1 DE 35 32 124 A1, EP 0 281 933 A2). This is done after adjusting the Libel the final fixation of the dragonfly body in the spirit level hollow profile pers directly or indirectly through ultrasonic welding. The ver used sonotrodes transmit vibrations in the frequency range of 20-60 Kilohertz on the boundaries to be cohesively connected surfaces of the dragonfly body and dragonfly holder, for example mechanically vibrate each other. This creates friction between them interfaced interfaces, especially in the usual use formation of plastic material causing electrostatic charges te repulsive forces arise between the interfaces. Furthermore, the So emergency lifting with a relatively high contact pressure on dragonfly body, dragonfly support and / or dragonfly holder. This called mechanical Rei Exercises, electrostatic repulsive forces and contact pressures can easily do this perform the previously made adjustment of the spirit level within the hollow profile affect their accuracy. It also requires the Sonotro to be put on the not inconsiderable handling effort during the assembly process.
Es wird das der Erfindung zugrundeliegende Problem aufgeworfen, bei der Was serwaagen-Herstellung die Genauigkeit der justierten Anordnung der Libelle im Hohlkörper zu erhöhen sowie den Aufwand für die Libellenmontage zu verringern und zu vereinfachen. Zur Lösung wird bei einem Verfahren mit den eingangs ge nannten Merkmalen erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Libellenkörper nach seiner Justage im Hohlprofil mittels Laserstrahlschweißung fixiert wird. Da die Energie des Laserstrahls exakt dosiert werden dann und bei Fokussierung des Strahls auch sehr genau lokalisierbar ist, können die Bauteile wie Libellenkörper, Libellenhalter oder Libellenträger im Hohlprofil einer Wasserwaage mit hoher Präzision bearbeitet werden. Die Energieübertragung erfolgt dabei berührungslos. Das bedeutet, daß eine vorher vorgenommene Justage des Libellenkörpers ge genüber dem Hohlprofil durch mechanische Belastungen wie dem oben genann ten Anpreßdruck nicht mehr verfälscht zu werden braucht.The problem on which the invention is based is raised in what serwaagen manufacture the accuracy of the adjusted arrangement of the dragonfly in the Increase the hollow body and reduce the effort for the level assembly and simplify. The solution is in a process with the ge Features proposed according to the invention that the dragonfly body after its adjustment in the hollow profile is fixed by means of laser beam welding. There the energy of the laser beam can then be precisely dosed and when the The beam such as dragonfly bodies, Level holder or level support in the hollow profile of a spirit level with a high level Precision machined. The energy transfer takes place without contact. This means that a previously made adjustment of the dragonfly body ge compared to the hollow profile due to mechanical loads such as that mentioned above th contact pressure no longer needs to be falsified.
Insbesondere beim oben genannten Stand der Technik ist es üblich, den Libellen körper nicht direkt im Hohlprofil, sondern mittelbar über einen Libellenrahmen oder -halter im Hohlprofil anzubringen. Dem trägt eine besondere Ausbildung der Erfin dung Rechnung, wonach der Libellenkörper nach seiner Aufnahme im Libellen rahmen oder -halter und seiner anschließenden Justage im Hohlprofil mit dem Libellenrahmen oder -halter mittels Laserstrahlschweißung fest verbunden wird. Dabei läßt sich vorteilhaft der Umstand nutzen, daß sowohl Libellenkörper als auch Libellenrahmen oder -halter vielfach aus Kunststoff gefertigt sind, der sich auch zum Laserstrahlschweißen eignet. Zu den in der Fachwelt üblichen Schweißverfahren für Kunststoffe zählen Warmgasschweißen, Heizelement schweißen, Reibschweißen, Hochfrequenzschweißen und Ultraschallschweißen (vgl. J. Ruge: Handbuch Schweißtechnik Band 1: Werkstoffe. Berlin, Heidelberg, New York 1980). Demgegenüber werden mit der Erfindungsausbildung, den Kunststoff-Libellenrahmen mit dem Kunststoff-Libellenkörper durch Laserstrahl schweißen miteinander zu verbinden, die in der Fachwelt üblichen Wege verlas sen.In particular with the above-mentioned prior art, it is customary to use dragonflies body not directly in the hollow profile, but indirectly via a dragonfly frame or -mount the holder in the hollow profile. The Erfin has a special training calculation, according to which the dragonfly body after its inclusion in the dragonflies frame or holder and its subsequent adjustment in the hollow profile with the Dragonfly frame or holder is firmly connected by means of laser beam welding. The fact that both dragonfly bodies and Dragonfly frames or holders are also often made of plastic also suitable for laser beam welding. To the usual in the professional world Welding processes for plastics include hot gas welding, heating element welding, friction welding, high-frequency welding and ultrasonic welding (see J. Ruge: Handbook Welding Technology Volume 1: Materials. Berlin, Heidelberg, New York 1980). In contrast, with the invention training, the Plastic dragonfly frame with the plastic dragonfly body by laser beam welding to connect with one another, which left the usual paths in the professional world sen.
Nach eingangs genanntem Stand der Technik ist der Libellenhalter vielfach mit einer Ausnehmung zur justierbaren Aufnahme des Libellenkörpers versehen, wo bei zum Ansetzen von Schweißmitteln Bohrungen. Im Libellenhalter angeordnet sind, die mit der Ausnehmung zur Aufnahme Libellenkörpers in Verbindung ste hen. Diese können nach einer besonderen Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ansetzen von Laserlichtquellen und/oder zum Durchlassen von Laserlichtstrahlen zwecks Bildung der Schweißverbindungen verwendet werden.According to the state of the art mentioned at the beginning, the level holder is often included provided a recess for the adjustable reception of the dragonfly body, where for drilling holes for welding agents. Arranged in the dragonfly holder are in connection with the recess for receiving the dragonfly body hen. After a special training of the invention Method for applying laser light sources and / or for transmitting Laser light beams are used to form the welded joints.
Bei einer anderen Ausführung, die sich vorzugsweise auf die stirnseitige Anbrin gung eines Libellenkörpers im Hohlprofil bezieht, weist der Libellenhalter die Sichtöffnung des Hohlprofils durchragende Zungen an wenigstens zwei gegen überliegenden Seiten des Libellenkörpers auf. Diese Zungen werden im Sinne der Erfindungsausbildung zur Schaffung der Schweißverbindungen mittels Laser strahlschweißung verwendet, indem Laserstrahlen auf den Übergangsbereich zwischen Libellenkörper und anliegenden Zungen fokussiert werden. Dabei läßt sich der vorteilhafte Umstand ausnützen, daß die Zungen frei zugänglich an den Libellenkörpern anliegen. Der Laserstrahl kann so direkt von der Laserquelle ohne nennenswerte Verluste durch die Luft zur Schweißstelle zwischen Libellenkörper und Libellenhalterzunge gelangen.In another version, which is preferably on the front side mounting tion of a vial body in the hollow profile, the vial holder has the Visible opening of the hollow profile protruding tongues on at least two against overlying sides of the dragonfly body. These tongues are in the sense of Invention training to create welded joints using a laser beam welding used by applying laser beams to the transition area between the dragonfly body and the adjacent tongues. It leaves take advantage of the fact that the tongues are freely accessible to the Fit dragonfly bodies. The laser beam can be directly from the laser source without significant losses through the air to the weld between the dragonfly body and dragonfly holder tongue.
Nach einer weiteren Ausbildung läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren vor teilhaft zur Herstellung einer Wasserwaage einsetzen, bei der der Libellenhalter mit einer selbsthemmenden Oberfläche ausgebildet ist, wodurch er mittels Klemmbefestigung im Hohlprofil fixierbar ist. Zudem ist der Libellenhalter in zwei keilförmige Teile untergliedert, die über eine keilförmige Anlagefläche aneinander liegen und zur Klemmbefestigung parallel gegeneinander verschiebbar angeord net sind. Nach ihrer die Libelle justierenden Verschiebung gegeneinander werden die beiden keilförmigen Teile erfindungsspezifisch mittels der Laserstrahlschwei ßung miteinander fest verbunden, wodurch sich die justierte Anordnung der Libel le fixieren und arretieren läßt.After further training, the method according to the invention can be presented Partly used to manufacture a spirit level using the dragonfly holder is formed with a self-locking surface, whereby it by means of Clamping can be fixed in the hollow profile. In addition, the dragonfly holder is in two wedge-shaped parts that are subdivided by a wedge-shaped contact surface lie and arranged parallel to each other for clamping attachment are not. After their displacement adjusting the dragonfly against each other the two wedge-shaped parts according to the invention by means of laser beam welding ß firmly connected to each other, which is the adjusted arrangement of the libel fix and lock le.
Bei Wasserwaagen mit Vertikallibellen sind Hohlprofile mit kreisförmigem Fenster gebräuchlich. Darin läßt sich der Libellenkörper für die Vertikallibelle einsetzen, justieren und befestigen. Dies erfolgt über einen Libellenrahmen, der einen Libel lenträger und einen Libellenhalter aufweist. Der Libellenträger ist in das Hohlprofil einsetzbar und besitzt einen mit dem Sichtfenster des Hohlprofils fluchtenden zy lindrischen Sitz zur Aufnahme des den Libellenkörper tragenden Libellenhalters. Zwischen dem Libellenträger und dem Libellenhalter ist eine Verriegelungeinrich tung angeordnet, durch die der Libellenhalter axial fest, aber bis zu seiner Justage und Befestigung drehbar gelagert ist. Auf dieser Basis beruht eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens dahingehend, daß der Libellenhalter nach seiner justierenden Drehung im Hohlprofil bzw. im Libellenträger mit diesem mit tels der Laserstrahlschweißung fest verbunden wird. In the case of spirit levels with vertical vials, there are hollow profiles with a circular window in use. The dragonfly body can be used for the vertical dragonfly, adjust and fasten. This is done via a dragonfly frame, which is a libel Leilträger and a dragonfly holder. The vial support is in the hollow profile usable and has a zy aligned with the viewing window of the hollow profile Lindir seat for receiving the dragonfly holder carrying the dragonfly body. There is a locking device between the vial holder and the vial holder device arranged through which the level holder is axially fixed, but until it is adjusted and mounting is rotatably mounted. Further training is based on this the inventive method in that the dragonfly holder after its adjusting rotation in the hollow profile or in the vial carrier with it means of laser beam welding is firmly connected.
In Weiterbildung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der Verti kallibelle wird der stirnseitige Rand des Sichtfensters und/oder des Libellenhalters so gestaltet und/oder dimensioniert, daß die Stoß- bzw. Trennfugen zwischen dem Libellenhalter und dem Libellenträger durch das Sichtfenster in der Außen wandung des Hohlprofils optisch zugänglich sind. Dadurch ist, wie oben bei der Ausbildung mit den die Hohlprofil-Sichtöffnung durch ragenden Zungen, praktisch kein Hindernis vorhanden, welches der berührungslosen Energieübertragung mit tels Laserstrahlen im Wege stünde und nennenswerte Beeinträchtigungen oder Energieverluste beibringen würde. Diesem Vorteil dient auch eine besondere Ausgestaltung, nach der der Rand und/oder die Kante des Hohlprofils zur Begren zung des Sichtfensters und/oder der Rand und/oder die Kante des Libellenhalters stirnseitig zumindest teilweise mit einer Aussparung, Ausnehmung oder sonstigen Verminderung dergestalt versehen sind, daß die Stoß- bzw. Trennfuge zwischen dem Libellenhalter und dem Libellenträger durch das Sichtfenster sichtbar ist.In a further development of this method according to the invention for producing the Verti The front edge of the viewing window and / or the vial holder becomes callibelle designed and / or dimensioned so that the butt joints or parting lines between the level holder and the level holder through the window in the outside wall of the hollow profile are optically accessible. As a result, as above with the Training with the hollow profile viewing opening through protruding tongues, practical there is no obstacle associated with contactless energy transmission in the way of laser beams and significant impairments or Would teach energy losses. A special one also serves this advantage Design according to which the edge and / or the edge of the hollow profile to limit tion of the viewing window and / or the edge and / or the edge of the level holder at least partially with a recess, recess or other at the end Reduction are provided in such a way that the butt joint or parting line between the level holder and the level holder is visible through the window.
Als Material für den Libellenrahmen oder -halter eignet sich auf der Basis der Er findung lichtundurchlässiger und/oder lichtabsorbierender Kunststoff, insbesonde re Akryl-Butadien-Styrol (ABS), in welchem sich die Laserstrahlen leicht in schmelzende Wärme umsetzen. Andererseits ist als Herstellungsmaterial für den die Wasserwaagen-Libelle umfassenden Libellenkörper lichtdurchlässiger und nichtreflektierender Kunststoff, insbesondere Polymethylmethakrylat (PMMA) vorteilhaft. Denn dadurch kann die Lichtenergieübertragung durch den Libellen körper hindurch weitgehend absorptions- und reflektionsfrei zum angrenzenden Libellenrahmen bestehend beispielsweise aus dem vorgenannten ABS geführt werden. Die eine oder mehreren Schweißstellen brauchen dabei im Sichtfenster nicht frei zugänglich zu sein.Based on the Er, the material for the dragonfly frame or holder is suitable finding opaque and / or light-absorbing plastic, in particular right acrylic butadiene styrene (ABS), in which the laser beams easily implement melting heat. On the other hand, as a manufacturing material for the the spirit level dragonfly body comprising translucent and translucent non-reflective plastic, especially polymethyl methacrylate (PMMA) advantageous. Because this can cause light energy transmission through the dragonflies body largely free of absorption and reflection to the adjacent Dragonfly frame consisting, for example, of the aforementioned ABS will. The one or more welding points need in the viewing window not to be freely accessible.
Weitere Einzelheiten, Merkmale, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfin dung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausfüh rungsbeispiele der Erfindung sowie den Zeichnungen. Diese zeigen in:Further details, features, advantages and effects based on the Erfin dung result from the following description of preferred embodiment Example of the invention and the drawings. These show in:
Fig. 1 eine Wasserwaage mit Horizontallibelle in abgebrochener Darstel lung, Fig. 1 a lung water level with horizontal vial in broken depicting,
Fig. 1a eine vergrößerte Darstellung des Bereichs Ia in Fig. 1, Fig. 1a is an enlarged view of area Ia of FIG. 1,
Fig. 2 eine abgewandelte Wasserwaage in abgebrochener Darstellung und im Längsschnitt im Bereich der Horizontallibelle, Fig. 2 shows a modified spirit level in broken view and in longitudinal section in the region of the horizontal vial,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen weiteren Wasserwaagenkörper im Bereich einer in dessen Kopf angeordneten Vertikallibelle, Fig. 3 shows a longitudinal section through a further level body in the region of the head arranged in its vertical level,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine weitere Wasserwaage in abgebroche ner Darstellung, Fig. 4 shows a longitudinal section through a further spirit level in abgebroche ner representation,
Fig. 5 eine gegenüber Fig. 3 abgewandelte Ausführung einer Wasserwaa ge mit Vertikallibelle in abgebrochener Darstellung, Fig. 5 shows a comparison with FIG 3 a modified embodiment Wasserwaa. Ge with vertical vial in a truncated representation,
Fig. 6 eine auseinandergezogene Darstellung der Vorrichtung nach Fig. 5 in ihrer Gesamtheit, Fig. 6 is an exploded view of the device according to Fig. 5, in its entirety
Fig. 7 eine Ausführungsform des Libellenträgers in axialer Ansicht, Fig. 7 shows an embodiment of the bubble the carrier in an axial view,
Fig. 8 eine entsprechende Ansicht des Libellenhalters, Fig. 8 is a corresponding view of the vial holder,
Fig. 9 diesen in Seitenansicht, Fig. 9 that, in side view
Fig. 10 die Anordnung nach Fig. 6 in zusammengebauter Stellung, Fig. 10, the arrangement of FIG. 6 in the assembled position,
Fig. 11 eine Schnittansicht nach Linie XI-XI in Fig. 10, Fig. 11 is a sectional view taken along line XI-XI in Fig. 10,
Fig. 11a eine vergrößerte Darstellung des Bereichs XIa in Fig. 11, und FIG. 11a is an enlarged view of the region XIa in FIG. 11, and
Fig. 12 weitere Details der Wasserwaage mit Vertikallibelle gemäß Fig. 7-11a in perspektivischer Darstellung. Fig. 12 further details of the spirit level with vertical spirit level according to Fig. 7-11a in a perspective view.
Gemäß Fig. 1 weist die Wasserwaage ein Hohlprofil 10 vorzugsweise aus Metall auf, in dessen einer Seite in eine entsprechende Aussparung ein dazu komple mentärer Libellenrahmen 11 eingelassen ist. Dieser besitzt einen offenen Innen raum zur Aufnahme eines Libellenkörpers 12, in welchem eine Libelle 13 integriert ist. Der Libellenrahmen 11 ist aus ABS, und der Libellenkörper 12 aus PMMA her gestellt. Eine Justagevorrichtung 14 (schematisch dargestellt) drückt in an sich bekannter Weise auf den Libellenkörper 12 je nach Voreinstellung. Wie insbeson dere aus Fig. 1a hervorgeht, wird von einer (nicht gezeichneten) Laserquelle ein Laserstrahl 15 in Richtung zum Libellenkörper 12 gelenkt, so daß er auf dessen Oberfläche schräg auftrifft. Unter einem Brechungswinkel α gegenüber dem Ein fallslot 16 pflanzt sich der Laserstrahl 15 im Libellenkörper 12 solange fort, bis er diesen durchquert hat und auf die angrenzende Oberfläche des Libellenrahmens 11 auftritt. Da dieser aus dem lichtabsorbierenden ABS gebildet ist, entsteht im Bereich des Laserstrahl-Auftreffens eine Schweißzone 17, die sich je nach Dosie rung der Laserenergie und Fokussierung des Laserstrahls genau vorlokalisieren läßt. Eine gleichartige Schweißzone kann auch an der gegenüberliegenden In nenseite des Libellenrahmens 11 erzeugt werden, wie in Fig. 1 mit dem zweiten Laserstrahl 15a angedeutet. Bei diesem Einsatz des Laserstrahls zum verdeckten Schweißen bzw. Ineinanderschmelzen von ABS und PMMA sind besondere Mittel oder Vorkehrungen, um die Schweißzone 17 nach außen zugänglich zu machen, nicht notwendig. Der Laserstrahl kann nahezu verlustfrei durch das PMMA gelan gen und an der Auftreffstelle für die Schweißzone 17 das ABS so erwärmen, daß der benachbarte PMMA-Teil des Libellenrahmens 11 mit erwärmt wird und schmilzt. Dadurch entsteht im Bereich der Schweißzone 17 eine feste Verbindung zwischen dem Libellenrahmen 11 und dem Libellenkörper 12. Zweckmäßig ist es dabei, daß bis zur Vollendung des Schweißvorganges der Libellenkörper 12 bei spielsweise mittels der Justagevorrichtung mit bestimmtem Anpreßdruck gegen den Libellenrahmen 11 gehalten wird. Als Laser für die Materialbearbeitung sind Festkörperlaser, insbesondere Nd-YAG-Laser (YAG = Yttrium-Aluminium-Granat) zweckmäßig. Referring to FIG. 1, the water level 10 is preferably a hollow profile of metal on, in one side thereof into a corresponding recess to a Komple mentärer vials frame 11 is embedded. This has an open inner space for receiving a dragonfly body 12 , in which a dragonfly 13 is integrated. The vial frame 11 is made of ABS, and the vial body 12 is made of PMMA. An adjustment device 14 (shown schematically) presses in a manner known per se onto the dragonfly body 12 depending on the presetting. As is particularly apparent from Fig. 1a, a laser beam 15 is directed from a (not shown) laser source in the direction of the dragonfly body 12 so that it strikes the surface at an angle. At a refractive angle α with respect to the case solder 16 , the laser beam 15 continues to propagate in the dragonfly body 12 until it has passed through it and occurs on the adjacent surface of the dragonfly frame 11 . Since this is formed from the light-absorbing ABS, a welding zone 17 is formed in the area of the laser beam impingement, which, depending on the dosage of the laser energy and focusing of the laser beam, can be precisely pre-localized. A similar welding zone can also be generated on the opposite inside of the dragonfly frame 11 , as indicated in FIG. 1 with the second laser beam 15 a. With this use of the laser beam for the hidden welding or melting together of ABS and PMMA, special means or precautions to make the welding zone 17 accessible to the outside are not necessary. The laser beam can gelan almost loss-free by the PMMA and heat the ABS at the point of impact for the welding zone 17 so that the adjacent PMMA part of the dragonfly frame 11 is also heated and melts. This creates a firm connection between the bubble frame 11 and the bubble body 12 in the area of the welding zone 17 . It is expedient that until the welding process is completed, the vial body 12 is held against the vial frame 11 , for example by means of the adjusting device with a specific contact pressure. Solid-state lasers, in particular Nd-YAG lasers (YAG = yttrium aluminum garnet), are expedient as lasers for material processing.
Gemäß Fig. 2 besteht die Wasserwaage ebenfalls aus einem Hohlprofil 21, im allgemeinen aus Leichtmetall. In diesen ist ein blockförmiger Libellenhalter 22 ein geführt und an der gewünschten Stelle unverrückbar fixiert. Dieser Libellenhalter 22 weist eine Ausnehmung 23 auf, die den Libellenkörper 24 aufnimmt, in wel chem die Libelle 25 integriert ist. Die Justierung des Libellenkörpers 24 innerhalb des Libellenhalters 22 und damit in dem Wasserwaagenkörper, das heißt im Hohlprofil 21, erfolgt in an sich bekannter Weise, ohne daß an dieser Stelle hier auf einzugehen wäre. In der bei der Justierung ermittelten exakten Position des Libellenkörpers 24 wird dieser nun in dem Libellenhalter 22 befestigt. Hierzu weist der Libellenhalter bei der in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsform zwei einander gegenüberliegende und entgegengerichtete Bohrungen 26 auf, die zum Ansatz der hier nicht dargestellten Schweißmittel in Form von Laserstrahlen und/oder Laserquellen dienen. Dabei wird der Grenzbereich des Libellenhalters 22 und/oder des Libellenkörpers 24 aufgeschmolzen, und es entsteht eine prak tisch molekulare Verbindung der Werkstoffe, die den Libellenkörper 24 innerhalb der Ausnehmung 23 des Libellenhalters 22 zuverlässig und unveränderbar fest legt.Referring to FIG. 2, the water level is also composed of a hollow section 21, generally made of light metal. In these, a block-shaped dragonfly holder 22 is guided and immovably fixed at the desired location. This dragonfly holder 22 has a recess 23 which receives the dragonfly body 24 , in which chem the dragonfly 25 is integrated. The adjustment of the vial body 24 within the vial holder 22 and thus in the spirit level body, that is to say in the hollow profile 21 , is carried out in a manner known per se, without going into this here. In the exact position of the vial body 24 determined during the adjustment, this is now fastened in the vial holder 22 . For this purpose, the dragonfly holder in the embodiment shown in the drawing has two mutually opposite and opposing bores 26 which are used to attach the welding means (not shown here) in the form of laser beams and / or laser sources. The boundary region of the level holder 22 and / or the level body 24 is melted, and there is a practically molecular connection of the materials, which sets the level body 24 within the recess 23 of the level holder 22 reliably and unchangeably.
Gemäß Fig. 3 ist der Libellenhalter 22 mit zwei einander gegenüberliegenden Zungen 27 versehen, die die Stirnfläche 28 des Wasserwaagenkörpers nach au ßen überragen. Sie umschließen den entsprechenden Bereich des Libellenkör pers 24 in dichter flächiger Anlage. An den mit 29 bezeichneten Stellen im Bereich dieser Zungen 27 können dann mit Laserstrahlen erzeugte Schweißpunkte zur stofflichen Verbindung zwischen dem Werkstoff des Libellenhalters 22 und des Libellenkörpers 24 gelegt werden.Referring to FIG. 3 of the vial holder is provided with two opposing tongues 27 22, the end face 28 SEN project beyond the level body to the outside. They enclose the corresponding area of the dragonfly body 24 in a dense area. At the points designated 29 in the area of these tongues 27 , welding spots generated with laser beams can then be placed for the material connection between the material of the vial holder 22 and the vial body 24 .
Gemäß Fig. 4 weist das Hohlprofil 31 der dargestellten Wasserwaage in üblicher Weise ein Sichtfenster 32 auf. Der zur Aufnahme des nicht dargestellten Libellen körpers dienende Libellenhalter 33 ist so bemessen, daß er den lichten Quer schnitt des Hohlprofils weitgehend ausfüllt. Der Libellenhalter wird in Längsrich tung des Hohlprofils eingeführt, bis er seinen vorbestimmten Platz erreicht hat, wie dies Fig. 4 erkennen läßt. Der Libellenhalter 33 besteht aus den beiden Teilen 36 und 37. Sie weisen an ihrer Anlagefläche 38 bzw. 39 eine Keilform auf mit einem im Bereich der Selbsthemmung liegenden Keilwinkel. Die beiden Teilelemente 36, 37 des Libellenhalters 33 werden in den durch die Pfeile 310, 311 angedeuteten entgegengesetzten Richtungen in das Hohlprofil 31 eingeführt, bis der gewünsch te Keilanzug erreicht ist und dabei der Libellenhalter 33 die gewünschte Position eingenommen hat. Zusätzlich können die beiden Teile 36, 37 des Libellenhalters 33 nach Erreichen ihrer Endposition mit einer mittels Laserstrahlen erzeugten Schweißzone 312 stoffschlüssig verbunden werden.According to FIG. 4, the hollow section 31 of the level shown in the usual manner on a viewing window 32. Serving to hold the dragonfly body, not shown, dragonfly holder 33 is dimensioned so that it largely fills the clear cross section of the hollow profile. The level holder is inserted in the longitudinal direction of the hollow profile until it has reached its predetermined position, as can be seen in FIG. 4. The level holder 33 consists of the two parts 36 and 37 . They have a wedge shape on their contact surfaces 38 and 39 with a wedge angle lying in the area of the self-locking. The two sub-elements 36 , 37 of the level holder 33 are inserted in the opposite directions indicated by the arrows 310 , 311 into the hollow profile 31 until the desired wedge is reached and the level holder 33 has assumed the desired position. In addition, the two parts 36 , 37 of the vial holder 33 can be cohesively connected to a welding zone 312 generated by laser beams after reaching their end position.
Gemäß Fig. 5 und 6 weist das Leichtmetall-Hohlprofil 41 einen rechteckigen Querschnitt 42 auf. An der Innenseite angeordnete, längs verlaufende Rippen 43 schneiden sich beim Einführen des Libellenträgers 44 in dessen axiale Stirnwände 45 ein, wodurch sich eine formschlüssige Verbindung ergibt. Die Vertikallibelle 46 befindet sich im Bereich des Endes 447 des Hohlprofils 41 dessen Ende durch eine nicht im einzelnen wiedergegebene Abdeckung 48 verschlossen ist. Das Hohlprofil 41 weist ein durchgehendes Fenster 49 auf, welches der Aufnahme der Vertikallibelle 46 dient, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.According to Fig. 5 and 6, the light-metal hollow profile 41 has a rectangular cross-section 42nd Longitudinal ribs 43 arranged on the inside cut into the axial end walls 45 when the vial support 44 is inserted, which results in a positive connection. The vertical vial 46 is located in the region of the end 447 of the hollow profile 41, the end of which is closed by a cover 48 which is not shown in detail. The hollow profile 41 has a continuous window 49 , which serves to hold the vertical bubble 46 , as shown in FIG. 1.
Die Anordnung besteht zunächst aus einem Libellenträger 44 etwa in der Form eines zylindrischen Körpers 410, der einen zylindrischen Sitz 411 zur Aufnahme des Libellenhalters 412 besitzt. Der ringförmige Körper 410 weist einen seitlichen Einsatz 413 mit einer angeformten Öse 414 auf, die im Einbauzustand (siehe ins besondere Fig. 10) mit einer Bohrung 415 in dem Metallhohlprofil 41 fluchtet und zur Aufnahme eines Hohlniets 416 oder dergleichen zur Fixierung des Libellenträ gers 44 innerhalb des Hohlprofils 41 dient. An zwei einander gegenüberliegenden Seiten weist der ringförmige Körper 410 des Libellenträgers 44 nockenförmige Ansätze 417, 418 auf, deren gedachte Verbindungslinie 419 parallel zueinander verlaufen. Der Abstand 420 dieser Verbindungslinien 419 entspricht etwa der lichten Querschnittshöhe 421 des Profils 41. In den lichten Innenraum des Sitzes 411 dieses Libellenträgers 44 ragen vier etwa im Winkel von 90° in einer gemein samen Radialebene angeordnete Nocken 422, von denen allerdings der eine Nocken 422' eine geringfügig größere radiale Höhe aufweist als der andere Noc ken 422. The arrangement initially consists of a vial support 44 approximately in the form of a cylindrical body 410 which has a cylindrical seat 411 for receiving the vial holder 412 . The annular body 410 has a lateral insert 413 with an integrally formed eyelet 414 , which in the installed state (see in particular FIG. 10) is aligned with a bore 415 in the metal hollow profile 41 and for receiving a hollow rivet 416 or the like for fixing the level carrier 44 serves within the hollow profile 41 . On two opposite sides, the annular body 410 of the dragonfly support 44 has cam-shaped projections 417 , 418 , the imaginary connecting line 419 of which runs parallel to one another. The distance 420 between these connecting lines 419 corresponds approximately to the clear cross-sectional height 421 of the profile 41 . In the clear interior of the seat 411 of this vial 44 protrude four cams 422 arranged approximately at an angle of 90 ° in a common radial plane, of which, however, one cam 422 'has a slightly greater radial height than the other cam 422 .
Die Libelle 425 befindet sich in dem Libellenhalter 412, dessen Außenfläche 426 einen Zylinder darstellt, der der Zylinderform des Sitzes 411 des Libellenträgers 44 entspricht. Wie in jedem Fall der Nocken 422' eine größere Höhe aufweist, ist bei dem Libellenhalter 412 die Führungsnut 427' geringfügig tiefer in den Zylin dermantel 426 eingeschnitten. Wird der Libellenhalter 412 in axialer Richtung 460 in den Paßsitz 411 des Libellenträgers 44 eingesetzt (vgl. insbesondere Fig. 10), so ist dies nur möglich, wenn der Nocken 422' des Libellenträgers 44 und die Füh rungsnut 427' des Libellenhalters 412 miteinander koinzidieren. Die Nuten 427 münden in eine Ringnut 428 in der Mantelfläche 426 ein, deren lichte Weite 429 der axialen Breite 430 der Nocken 422 entspricht. Der Libellenhalter 412 weist außerdem ein zum Zylindermantel 426 hin offenes Fenster 431 auf, welches ei nen rechteckigen Querschnitt besitzt. An dieses schließen sich innerhalb des Li bellenhalters 412 zwei parallele Führungsflächen 432 an, deren Abstand und Flä chengröße dem Abstand 433 der parallelen Flächen 434 eines Libellenkörpers 435 entspricht, der die eigentliche Libelle 425 trägt. Der Libellenkörper 435 ist aus glasklarem, transparentem bzw. lichtdurchlässigen Werkstoff hergestellt. Die Breite 436 der parallelen Flächen 434 entspricht der Breite 437 des Fensters 431 des Libellenhalters 412. Auf diese Weise findet der Libellenkörper 435 innerhalb der von dem Fenster 431 und den beiden Flächen 432 gebildeten Ausnehmung des Libellenhalters 412 einen einwandfreien Paßsitz. Die gegenüberliegenden kopfseitigen Flächen 438 des Libellenkörpers 435 fluchten mit dem Boden der Ringnut 428 des Libellenhalters 412.The level 425 is located in the level holder 412 , the outer surface 426 of which represents a cylinder which corresponds to the cylindrical shape of the seat 411 of the level carrier 44 . As in any case, the cam 422 'has a greater height at the level holder 412, the guide groove 427' cut slightly deeper into the Zylin dermantel 426th If the vial holder 412 is inserted in the axial direction 460 into the snug fit 411 of the vial holder 44 (cf. in particular FIG. 10), this is only possible if the cam 422 'of the vial holder 44 and the guide groove 427 ' of the vial holder 412 coincide with one another . The grooves 427 open into an annular groove 428 in the lateral surface 426 , the clear width 429 of which corresponds to the axial width 430 of the cams 422 . The level holder 412 also has a window 431 which is open towards the cylinder jacket 426 and has a rectangular cross section. This is followed by two parallel guide surfaces 432 within the lamp holder 412 , the distance and surface size of which corresponds to the distance 433 of the parallel surfaces 434 of a dragonfly body 435 which carries the actual dragonfly 425 . The vial body 435 is made of crystal-clear, transparent or translucent material. The width 436 of the parallel surfaces 434 corresponds to the width 437 of the window 431 of the dragonfly holder 412 . In this way, the dragonfly body 435 finds a perfect fit within the recess of the dragonfly holder 412 formed by the window 431 and the two surfaces 432 . The opposite head-side surfaces 438 of the dragonfly body 435 are flush with the bottom of the annular groove 428 of the dragonfly holder 412 .
Beim Zusammenbau der Vorrichtung wird zunächst der Libellenträger 44 in der aus Fig. 6 ersichtlichen Position in Pfeilrichtung 439 in den lichten Querschnitt 42 des Hohlprofils 41 eingeführt, bis der Sitz 411 des zylindrischen Körpers dieses Libellenträgers 44 mit der Fensteröffnung 49 fluchtet. Hierbei schneiden die Profi lierungsrippen 43 des Hohlprofils 41 in der Wandung des Trägers 44 ein. Zusätz lich wird der Libellenträger 44 durch einen in die Öffnung 415 und die Öse 414 geführten Niet 416 in seiner Stellung fixiert. Der Libellenkörper 435 wird seiner seits zunächst in das Fenster 431 des Libellenhalters 412 in Pfeilrichtung 440 in seinen Sitz zwischen den Flächen 432 eingeführt. Daraufhin wird dann der kom plettierte Libellenhalter 412 in den zylindrischen Paßsitz 411 des Libellenträgers eingebracht. Hierbei greifen die nach innen gerichteten Nocken 422 des Paßsitzes 411 in die ihnen zugeordneten Führungsnuten 427 in der Mantelfläche 426 des Libellenhalters 412 ein. Die axiale Einführbewegung 460 geht bis zum Anschlag der seitlichen Nockenflächen an der entsprechenden Seitenwand 441 der Ringnut 428 des Libellenhalters 412. In dieser Stellung läßt sich der Libellenhalter 412 in nerhalb seines Sitzes in Pfeilrichtung 442 (vgl. Fig. 10) um seine Achse verdre hen, um damit die Justierung der Libelle 425 gegenüber dem Hohlprofil 41 der Wasserwaage zu bewirken. Hierbei läuft einer der Nocken 422, bei einer bevor zugten Ausführungsform der höheren Nocken 422', auf die Fläche 438 des Libel lenkörpers 435 auf und beaufschlagt diesen in seiner Einschubrichtung 440 in dem Sitz zwischen den Flächen 432 des Libellenhalters 412, so daß der Libellen halter 412 seine vorbestimmte Lage erhält, die für die Justierung der Libelle 425 vorausgesetzt wird.When assembling the device, the vial support 44 is first inserted into the clear cross-section 42 of the hollow profile 41 in the position 439 shown in FIG. 6 until the seat 411 of the cylindrical body of this vial support 44 is aligned with the window opening 49 . Here cut the professional ribs 43 of the hollow profile 41 in the wall of the carrier 44 . In addition, the vial carrier 44 is fixed in position by a rivet 416 guided into the opening 415 and the eyelet 414 . The vial body 435 is first inserted into the window 431 of the vial holder 412 in the direction of arrow 440 in its seat between the surfaces 432 . Thereupon, the complete dragonfly holder 412 is then inserted into the cylindrical fit 411 of the dragonfly carrier. Here, the inwardly directed cams 422 of the snug fit 411 engage in the guide grooves 427 assigned to them in the lateral surface 426 of the dragonfly holder 412 . The axial insertion movement 460 extends up to the stop of the lateral cam surfaces on the corresponding side wall 441 of the annular groove 428 of the dragonfly holder 412 . In this position, the vial holder 412 can be rotated around its axis within its seat in the direction of arrow 442 (cf. FIG. 10), in order to bring about the adjustment of the vial 425 relative to the hollow profile 41 of the spirit level. Here, one of the cams 422 , in a preferred embodiment of the higher cams 422 ', runs onto the surface 438 of the flexible body 435 and applies this in its insertion direction 440 in the seat between the surfaces 432 of the dragonfly holder 412 , so that the dragonfly holder 412 receives its predetermined position, which is required for the adjustment of the level 425 .
Nach erfolgter Justierung der Libelle 425 wird, wie insbesondere aus Fig. 11a er sichtlich, ein Laserstrahl 460 von außen auf die Trenn- und Stoßfuge 461 zwi schen dem äußeren Libellenträger 44 und dem inneren Libellenhalter 412 gerich tet. Damit die Trenn- und Stoßfuge 461 ohne Hindernisse und Energieübertra gungsverluste für den Laserstrahl 460 erreichbar ist, ist sie stirnseitig mittels einer Ringausnehmung 462 freigelegt, die auf einer-Stirnseite des Libellenhalters 412 mit einer solchen Tiefe ausgenommen ist, daß die entstehende Stufenfläche 463 bündig bzw. axial auf gleicher Höhe mit der in der radialen Ebene anschließenden Stirnfläche 464 des Libellenträgers 44 abschließt. Aufgrund der Erwärmung durch den Laserstrahl 460 verschmelzen im stirnseitigen Bereich der Trenn- und Stoß fuge 461 die lichtabsorbierenden Kunststoffmaterialien des Libellenträgers 44 und des Libellenhalters 412 zu einer Schweißlinse bzw. Schweißzone 465, wodurch die auch in Drehrichtung 442 feste Verbindung zwischen Libellenträger 44 und Libellenhalter 412 bewirkt wird.After adjustment of the vial 425 , as can be seen in particular from FIG. 11 a, a laser beam 460 is directed from the outside onto the separating and butt joint 461 between the outer vial support 44 and the inner vial holder 412 . So that the parting and butt joint 461 can be reached without obstacles and energy transmission losses for the laser beam 460 , it is exposed at the end by means of an annular recess 462 , which is recessed on one end of the level holder 412 with such a depth that the resulting step surface 463 is flush or axially at the same level with the end face 464 of the vial carrier 44 adjoining in the radial plane. Due to the heating by the laser beam 460, the light-absorbing plastic materials of the vial carrier 44 and the vial holder 412 fuse into a welding lens or welding zone 465 in the end region of the separating and butting joint 461 , as a result of which the connection between vial carrier 44 and vial holder 412 , which is also fixed in the direction of rotation 442 is effected.
Wie aus Fig. 12 ersichtlich, sind zur Erzielung einer zuverlässig drehfesten Fixie rung des Libellenhalters 412 im Libellenträger 410 insgesamt vier Schweißzonen 465 jeweils mit einem Winkelabstand von 90° voneinander erzeugt. Die axiale Länge 444 des Libellenhalters 412 entspricht den Außenabmessungen 445 der Schmalseite des Hohlprofils 41, so daß die Außenkante 446 des Libellenhalters 412 mit der Außenfläche 447 des Profils 41 fluchtet. Die in der Einbaustellung des Libellenhalters 412 in dem Sitz 411 des Libellenträgers 44 seitlich offenen Nuten 427 dieses Libellenhalters 412 werden, wie Fig. 12 erkennen läßt, mittels eines Abdeckrings 450 nach dem Laserschweißvorgang verschlossen. Hierzu besitzt der Abdeckring 450 entsprechende Zungen 451, die in die Führungsnuten 427 des Libellenhalters 412 eingreifen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 11 würde in diesem Fall der Abdeckring 450 um seine Wandstärke 452 die entsprechende Außenfläche 447 des Profils 41 überragen. Es ist jedoch auch denkbar (was je doch im einzelnen nicht zeichnerisch dargestellt ist), die axiale Länge 444 des Li bellenhalters 412 an der Seite der Nuten 427 soweit zu verkürzen, daß die Stirn fläche 453 im Einbauzustand mit der Fläche 447 des Profils 41 fluchtet.As can be seen from FIG. 12, a total of four welding zones 465, each with an angular spacing of 90 °, are generated in order to achieve a reliably rotationally fixed fixing of the bubble holder 412 in the bubble carrier 410 . The axial length 444 of the vial holder 412 corresponds to the outer dimensions 445 of the narrow side of the hollow profile 41 , so that the outer edge 446 of the vial holder 412 is flush with the outer surface 447 of the profile 41 . The grooves 427 of this vial holder 412, which are laterally open in the installed position of the vial holder 412 in the seat 411 of the vial holder 44, are closed, as shown in FIG. 12, by means of a cover ring 450 after the laser welding process. For this purpose, the cover ring 450 has corresponding tongues 451 which engage in the guide grooves 427 of the dragonfly holder 412 . In the embodiment according to FIG. 11, in this case the cover ring 450 would project beyond the corresponding outer surface 447 of the profile 41 by its wall thickness 452 . However, it is also conceivable (which is not shown in each case in the drawing) to shorten the axial length 444 of the Li bellenhalters 412 on the side of the grooves 427 to such an extent that the end face 453 in the installed state is flush with the surface 447 of the profile 41 .
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DE102022109417A1 (en) | 2022-04-19 | 2023-10-19 | Bayerische Maß-Industrie Arno Keller GmbH | Fastening device for a dragonfly body |
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DE19650683C2 (en) | 1999-03-25 |
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