Sine Bar (Sinuslineal) verstehen: Prinzipien, Typen & Anwendungen

Was ist ein Sine Bar?

Ein Sine Bar besteht aus einem gehärteten, präzisionsgeschliffenen Körper mit zwei präzisionsgeschliffenen Zylindern, die an den Enden befestigt sind. Der Abstand der Zylindermittelpunkte ist präzise kontrolliert, und die Oberseite des Lineals ist parallel zu einer Linie durch die Mittelpunkte der beiden Rollen.

Der Abstand zwischen den beiden Rollen wird als ganze Zahl gewählt (für einfachere spätere Berechnungen) und bildet die Hypotenuse eines Dreiecks bei der Verwendung.

Wenn ein Sine Bar auf einer ebenen Fläche platziert wird, ist die obere Kante parallel zu dieser Fläche. Wird eine Rolle um einen bekannten Abstand angehoben (meist mittels Endmaßen), neigt sich die obere Kante des Lineals um denselben Betrag, wodurch ein Winkel entsteht, der mittels Sinussatz berechnet werden kann.

• Die Hypotenuse ist eine konstante Dimension (100 mm oder 10 Zoll in den gezeigten Beispielen).
• Die Höhe ergibt sich aus dem Abstand zwischen dem Boden einer Rolle und der Tischoberfläche.
• Der Winkel wird mittels Sinussatz (trigonometrische Funktion) berechnet. Einige Fachbücher enthalten Tabellen mit den erforderlichen Maßen für Winkel von 0-90 Grad in 1-Minuten-Schritten.

Sin(Winkel) = (Gegenkathete / Hypotenuse)

Winkel können mit diesem Werkzeug gemessen oder eingestellt werden.

Verständnis des Sine Bar

Ein Sine Bar wird in Verbindung mit Endmaßen für präzise Winkelmessung verwendet. Er dient entweder zum sehr genauen Messen eines Winkels oder zum Ausrichten eines Werkstücks auf einen vorgegebenen Winkel. Sine Bars bestehen aus hochchromhaltigem, korrosionsbeständigem Stahl, sind gehärtet, präzisionsgeschliffen und stabilisiert.

Zwei Zylinder gleichen Durchmessers werden an den Enden des Lineals platziert. Die Achsen dieser Zylinder sind zueinander parallel und auch parallel zur oberen Fläche des Sine Bar und gleich weit davon entfernt. Genauigkeit bis 0,01 mm/m der Sine-Bar-Länge ist erreichbar.

Ein Sine Bar wird generell mit Endmaßen verwendet. Er bildet die Hypotenuse eines rechtwinkligen Dreiecks, während die Endmaße die Ankathete bilden. Die Höhe des Endmaßblocks ergibt sich durch Multiplikation des Sinus des gewünschten Winkels mit der Länge des Sine Bar: H = L * sin(θ).

Beispiel: Für einen 13° Winkel mit einem 5,000″ Sine Bar multipliziert man sin(13°) mit 5,000″: H = 5,000″ * sin(13°). Endmaßblöcke, gestapelt auf eine Höhe von 1,124″, würden dann verwendet, um den Sine Bar auf den gewünschten Winkel von 13° anzuheben.

Prinzip

Winkel werden mit einem Sine Bar mithilfe von Endmaßen und einer Messuhr oder einer Wasserwaage gemessen. Ziel der Messung ist es, die Fläche, auf der die Messuhr oder Wasserwaage platziert ist, horizontal auszurichten.

Beispiel: Zum Messen des Winkels eines Keils wird dieser auf einen horizontalen Tisch gelegt. Der Sine Bar wird auf die geneigte Fläche des Keils gelegt. An dieser Position ist die obere Fläche des Sine Bar um denselben Betrag geneigt wie der Keil.

Mithilfe von Endmaßen wird die obere Fläche horizontal ausgerichtet. Der Sinus des Neigungswinkels des Keils ist das Verhältnis der Höhe der verwendeten Endmaße zum Abstand der Zylindermittelpunkte.

Typen von Sine Bars

Der einfachste Typ besteht aus einem geläppten Stahlstab, an dessen Enden je ein präziser Zylinder befestigt ist, deren Achsen zueinander parallel und parallel zur oberen Fläche des Stabs sind. Im fortgeschrittenen Typ sind im Körper des Stabs Löcher gebohrt, um das Gewicht zu reduzieren und die Handhabung zu erleichtern.

1. Sine Center (Sinuszentrum)

Ein spezieller Sine Bar-Typ ist das Sinuszentrum, das für konische Objekte mit männlichen und weiblichen Teilen verwendet wird. Es kann Winkel von nicht mehr als 60 Grad messen.

2. Sine Table (Sinustisch / Sinusplatte)

Ein Sinustisch (oder Sinusplatte) ist ein großer, breiter Sine Bar, typischerweise mit einem Verriegelungsmechanismus nach der Positionierung, der zum Halten von Werkstücken während Operationen verwendet wird.

3. Compound Sine Table (Verbund-Sinustisch)

Er wird zur Messung von Verbundwinkeln großer Werkstücke verwendet. Dabei werden zwei Sinustische im rechten Winkel übereinander montiert. Die Tische können verdreht werden, um die erforderliche Ausrichtung zu erreichen.

Einschränkungen

• Unbekannte Vorsprünge am Bauteil verursachen Fehler im gemessenen Winkel.
• Für den Bau von Endmaßen gibt es keinen wissenschaftlichen Ansatz; er erfolgt auf Trial-and-Error-Basis und ist zeitaufwändig.
• Bei der Winkelmessung mit dem Sine Bar muss die Länge des Sine Bar größer oder gleich der Länge des zu prüfenden Bauteils sein.
• Ist das zu prüfende Bauteil zu lang, gibt es keinen längeren Sine Bar. In diesen Fällen wird der Sine Bar zusammen mit einer Höhenmessvorrichtung verwendet.

Anwendungen

• Der Sine Bar wird verwendet, um das Werkstück auf einen vorgegebenen Winkel einzustellen oder zu bestimmen.
• Zur Überprüfung unbekannter Winkel am Werkstück.
• Speziell entwickelte Sine Bars werden verwendet, um das Werkstück für konische Bearbeitung aufzuspannen.
• Zur Prüfung unbekannter Winkel an schweren Komponenten.
• Zur Prüfung der Winkel von Keilnuten.
• Zur Prüfung der Ebenheit von Flächen.