DE1029577B

DE1029577B - Selbsteinwaegendes Nivellier

Info

Publication number: DE1029577B
Application number: DEE9878A
Authority: DE
Original assignee: ERTEL WERK FEINMECHANIK
Current assignee: ERTEL WERK FEINMECHANIK
Priority date: 1954-11-24
Filing date: 1954-11-24
Publication date: 1958-05-08
Also published as: US3251262A

Description

Selbsteinwägendes Nivellier Die Erfindung betrifft selbsteinwägende Nivelliere, d,. h. Nivelliere, diie von Hand nur grob horizontiert zu werden brauchen, während die Feineinwägung der Ziellinie durch eiirr im Instrument enthaltenes regelndes Bauteil selbsttätig ausgeführt wird.
Selbsteinwägende Nivelliere sind bekannt. Ihr wesentlicher Bestandteil ist der aus einem Neigungsmesser und einem von diesem beeinflußten, zwischen Objektiv und Okular des Zielfernrohres angeordneten optischen Bauteil bestehende Ziellin.ienregler. Als messende und regelnde Bauelemente werden im allgemeinen Pendel, Flüssigkeitsspiegel, pendelnd aufgehängte Prismen, Spiegel oder Strichplatten u. dgl. benutzt.
Eine besonders vorteilhafte Wirkung des Zielliiiienreglers wurde bei einem bekannten selbsteinwäge.nden Nivellier durch die Verwendung eines Neigungsmessers erzielt, dessen neigungsempfindliches Glied in einer solchen Weise an Fäden aufgehängt ist, daß die Neigungswinkel vergrößert angezeigt werden.
Neigungsmesser mit dieser besonderen Eigenschaft sind auch in anderer Form bekannt, So ist z. B. ein Neigungsmesser bekanntgeworden, dessen der Schwer-1<raft unterworfenes neigungsempfindliches Glied durch eine Feder in eine Gleichgewichtslage gezwungen wird, bei der sich sein Schwerpunkt oberhalb der Drehachse befindet. Dabei ist die Drehachse entweder durch eine spitzengelagerte Welle festgelegt, oder das schwere neigungsempfindliche Bauteil wird allein durch die Feder getragen. Durch eine entsprechende Bemessung der Federkraft sowie der Lage des Schwerpunktes und des Gewichtes dieses Bauteiles wird erreicht, daß bei einer Neigung des Instrumentenkörpers uni einen Winkel a das der Schwerkraft unterworfene Bartteil um einen gewünschten Winkel f3 > a auswandert.
Die Annahme erscheint zunächst nahehegend, daß ein solcher Neigungsmesser sich ebenfalls als regelndes Bauteil für ein automatisches Nivellier gut eignen würde. In der Praxis stößt man jedoch hierbei auf gewisse Schwierigkeiten: Es zeigt sich nämlich, daß beim Durchgang des Bauteiles durch die Nullage Unstetigkeiten auftreten, die zwar bei einem Neigungsinesser vernachlässigt werden können, die jedoch eine Verwendung dieser Anordnung bei einem automatischen Nivellier unmöglich machen. Verursacht werden diese Unstetigkeiten durch die Umkehr der Belastungsrichtung in Verbindung mit der Tatsache, daß es praktisch nicht möglich ist, eine vollständig ebene Blattfeder herzustellen. Hieraus resultiert ein Umschnappen der Feder in eine andere Lage, wobei sich beispielsweise eine bisher noch in geringem illaße konvexe Oberfläche in eine konkave verwandeln (Cri-Cri-Effekt) und eine sprunghafte Änderung der elastischen Eigenschaften der Feder auftreten kann, Diie Erfindung setzt sich zur Aufgabe, diesen Nachteil zu vermeiden und damit die Verwendung des bekannten Neigungsmessers für den vorliegenden Zweck zu ermöglichen. Dabei soll nur die Kombination der nachstehend aufgeführten Erfindungsmerkmale Gegenstand des Patentes sein.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei einem selbsteinwägenden Nivellier mit einem zwischen Objektiv und Okular angeordneten Ziellinienregler in Form eines neigungsempfindlich gelagerten optischen Bauteiles dieses optische Bauteil in bei Neigungsmessern bekannter Weise mittels einer im Instrumentenkörper eingespannten Feder frei tragend gelagert und sein Schwerpunkt gegenüber dein durch die Einspannstelle hindurchgehenden Lot in Biegerichtung der Feder um einen solchen Betrag verschoben ist, daß innerhalb des Arbeitsbereiches der Anordnung auf die Feder stets gleichgerichtete Biegemomente wirken.
Dadurch wird erreicht, daß die erwähnten Unstetigl.eiten nicht mehr auftreten können und an die Flächenqualität der das regelnde Bauteil tragenden Feder keine so hohen Anforderungen mehr gestellt zu werden brauchen. Im übrigen ist das Steuerorgan weitgehend reibungsfrei und stoßsicher gelagert und kann sehr empfindlich eingestellt werden, ohne daß eine unzulässig große Beanspruchung der Feder durch die Stoßkräfte zu befürchten ist. welche durch das Gewicht des optischen Bauteiles auf die Feder übertragen werden können.
In weiterer Ausbildung der Erfindung können die Störeinflüsse ohne Beeinträchtigung der Winkelvergrößerung des Neigungsmessers dadurch besonders klein gehalten werden, daß mehrere derartige Ziellinienregler zusammenwirken. Der einzelne Ziellinienregler braucht dann nicht bis zur Grenze seiner Empfindlichkeit belastet zu werden. Für die Herstellung und Handhabung ist eine Blattfeder als elastisches Bauteil besonders einfach. Auch ist es im Rahmen der Erfindung möglich, das optische Bauteil auf mehreren Federn zu lagern.
Zur Abgleichung des Reglers auf eine bestimmte Empfindlichkeit oder Charakteristik ist es vorteilhaft, eine oder mehrere -\,-orrichtungen vorzusehen, welche die Schwerpunktlage des optischen Bauteiles zu verändern gestatten,- z. B. Stellschrauben. Eine andere :Möglichkeit zur Abgleichung besteht in einer Veränderung der Länge des elastischen Bauteiles.
Um die Stoßkräfte auf den Regler klein zu halten, kann der Regler nach der Erfindung mit einer Ausschlagsbegrenzung versehen sein. Weiterhin kann es zweckmäßig sein, den Regler mit einer Dämpfung zu versehen. Dadurch wird erreicht, daß der Regler bei einer Neigungsänderung des Bezugskörpers in kurzer Zeit zur Ruhe kommt und der Stellvorgang stabilisiert wird.
In den Figuren sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens dargestellt: Fig. 1 und 2 zeigen Ausführungsbeispiele eines Nivelliers ; Fig.3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Ziellinienreglers gemäß der Erfindung.
Die Fig. 1 zeigt das optische Instrument im allgemeinen. Der Regler weist ein optisches Bauteil 1 auf, das die Stehgröße fl erzeugt. Außerdem weist der Regler ein elastisches Bauteil 2 auf, welches als Fühler zur Messung der Instrumentenlage a dient, mit der Einspannstelle 3 des Instrumentenkörpers 4 verbunden ist und das optische Bauteil 1 hält, so daß sich in der Gebrauchslage der Schwerpunkt S dieses optischen Bauteiles 1 außerhalb der Senkrechten A-B durch die Einspannstelle 3 des Instrumentenkörpers 4 befindet. Hierdurch ist erreicht, daß das optische Bauteil neigungsempfindlich, frei tragend und reibungsfrei gelagert ist und das elastische Bauteil innerhalb des Arbeitsbereiches der Anordnung keine Unstetig-1:eitsstelle durchläuft.
Die Stellkraft des elastischen Bauteiles 2 und das Gewicht des optischen Bauteiles 1 sind so aufeinander abgestimmt, daß sich das optische Bauteil 1 bei einer Neigung des Instrumentenkörpers 4 um den Winkel a um einen Winkel ß neigt, der gerade so groß ist, daß sich die Zielrichtung entgegen der Neigung des Instrumentenkörpers um den gleichen Winkel a verstellt und damit ihre waagerechte Lage beibehält.
Die Fig. 2 zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines automatischen Nivelliers. Das optische Bauteil des Ziellinienreglers ist mit 8 und das als Blattfeder ausgebildete elastische Bauteil mit 9 bezeichnet. Die Abgleichung des Reglers erfolgt mit Hilfe der Stellschrauben 11 und 12.
Die Fig. 3 zeigt vereinfacht einen Regler 13 mit einer Strichplatte 14. Die .Zietrichtung,eines Nivelliers läßt sich nämlich besonders einfach durch Verschieben der Strichplatte verstellen, jedoch kann das regelnde optische Bauteil ebensogut, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, als planparallele Platte oder auch als Prisma ausgebildet sein.
Die Verwendung des erfindungsgemäß ausgebildeten Ziellinienreglers ist :nicht auf selbsteinwägende Nivelliere heschränl:t. Die Einrichtung läßt sich überall verwenden, wo eine zur Lotrichtung bestimmte Zielrichtung beibehalten werden soll, z. B. beim Ablesen eines Höhenkreises.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Selbsteinwägendes Nivellier mit einem zwischen Objektiv und Okular angeordneten Ziellinienregier in Form eines neigungsempfindlich gelagerten optischen Bauteiles, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Bauteil in bei 1?eigungsmessern bekannter Weise mittels einer im Instrumentenkörper eingespannten Feder frei tragend gelagert und sein Schwerpunkt gegenüber dem durch die Einspannstelle hindurchgehenden Lot in Biegerichtung der Feder um einen solchen Betrag verschoben ist, daß innerhalb des Arbeitsh2reiches der Anordnung auf die Feder stets gleichgerichtete Biegemomente wirken.
2. Nivellier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder als Blattfeder ausgebildet ist.
3. Nivellier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Bauteil auf mehreren Federn gelagert ist.
4. Nivellier nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Vorrichtung (11, 12) vorgesehen ist, die die Schwerpunktlage des optischen Bauteiles zu verstellen gestattet.
5. Nivellier nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federlänge verstellbar ist.
6. Nivellier nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Anschlagsbegrenzung für das optische Bauteil.
7. Nivellier nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Dämpfung der Bewegungen des optischen Bauteiles. B.
Nivellier nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Bauteil eine planparallele Platte ist.
9. Nivellier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Bauteil eine Strichplatte ist.
10. Nivellier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Bauteil ein Prisma ist. In Betracht gezogene Druckschriften Deutsche Patentschriften Nr. 212 905, 552 878, 583 424, 848 865; deutsche Patentanmeldung F 5591 IX b/42c; österreichische Patentschrift Nr. 174741; britische Patentschrift Nr. 599 955.