DE1217082B

DE1217082B - Suspension device for measuring or display devices, especially for leveling devices

Info

Publication number: DE1217082B
Application number: DER30120A
Authority: DE
Inventors: Richard Edmund Reason; Market Harborough
Original assignee: Taylor & Hobson; Rank Precision Industries Ltd
Current assignee: Taylor & Hobson; Rank Precision Industries Ltd
Priority date: 1960-04-20
Filing date: 1961-04-19
Publication date: 1966-05-18

Description

Aufhängevorrichtung für Meß- oder Anzeigegeräte, insbesondere für Nivelliergeräte Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufhängevorrichtung für Meß- oder Anzeigegeräte, die insbesondere zur Verwendung in Präzisionsgeräten zum Nivellieren bzw. zum Messen einer Abweichung von der Waagerechten geeignet ist und bei der eine Masse mittels Fäden oder fadenartiger, leicht biegsamer Drähte schwingend an einem Rahmengestell aufgehängt ist. In ähnlicher Weise kann die Aufhängevorrichtung auch in einem Anzeigegerät verwendet werden, das lediglich eine Anzeige der waagerechten Lage oder einer Abweichung von dieser Lage liefert.Suspension device for measuring or display devices, in particular for Leveling devices The invention relates to a suspension device for measuring or display devices, particularly for use in precision leveling devices or is suitable for measuring a deviation from the horizontal and in the case of one Mass by means of threads or thread-like, slightly flexible wires swinging on one Frame is suspended. In a similar way, the suspension device can also be used in a display device that only displays the horizontal Position or a deviation from this position.

Es sind bereits Präzisionsnivelliervorrichtungen bekannt, die etwa in der gleichen Weise wie die bekannte Libelle oder Wasserwaage verwendbar sind, dabei aber ein weitaus höheres Maß an Genauigkeit als eine Libelle gewährleisten und mit denen sich viel schneller als mit einer Libelle arbeiten läßt. Diese Vorrichtungen enthalten ein gelenkig in einem Gehäuse aufgehängtes Pendel und einen von dem Gehäuse getragenen elektrischen Übertrager, der auf die Bewegungen des Pendels anspricht und eine elektrische Ausgangsgröße liefert, die ein Maß für die Neigung der Längsachse des Pendels zu einer Nullachse ist, deren Lage relativ zu dem Gehäuse festgelegt ist und die bei der normalen ebenen Lage des Gehäuses lotrecht verläuft. Um bei einer solchen Vorrichtung ein hohes Maß an Meßgenauigkeit zu erhalten, ist es erforderlich, eine genau arbeitende Gelenkaufhängung für das Pendel zu verwenden, z. B. ein Paar sich kreuzende Gelenkbänder, von denen jedes senkrecht zu der durch die Pendelachse verlaufenden Bewegungsebene des Pendels eine beträchtliche Starrheit besitzt. Es ist jedoch schwierig, solche Kreuzbandgelenke genügend gegen Beschädigung, wie sie durch Stoß bzw. Erschütterungen entstehen können, zu stützen, ohne daß dadurch das richtige normale Arbeiten der Vorrichtung gestört wird. Precision leveling devices are already known that have about can be used in the same way as the well-known dragonfly or spirit level, but guarantee a much higher degree of accuracy than a dragonfly and with which you can work much faster than with a dragonfly. These devices include a pendulum articulated in a housing and one from the housing worn electrical transmitter that responds to the movements of the pendulum and provides an electrical output that is a measure of the inclination of the longitudinal axis of the pendulum is to a zero axis, the position of which is fixed relative to the housing and which runs perpendicular in the normal flat position of the housing. To at To obtain a high degree of measurement accuracy from such a device, it is necessary to to use an accurate joint suspension for the pendulum, e.g. B. a couple intersecting ligaments, each perpendicular to that through the pendulum axis extending plane of motion of the pendulum has a considerable rigidity. It however, it is difficult to adequately protect such cruciate ligament joints from damage like them can be caused by shock or vibrations, without the correct normal operation of the device is disturbed.

Bei einem anderen bekannten Nivelliergerät, bei dem gewöhnlich zum genauen Messen der Neigung eines Pendels zur Nullachse ein optisches System verwendet wird, wird eine Gelenkviereckaufhängung (oder werden vorzugsweise zwei oder mehr solcher Gelenke nebeneinander) benutzt, wodurch die beobachtete Anzeige der Neigung des Pendels vergrößert wird. Zwar ist bei diesem Gerät theoretisch für die Gelenkvierecke jede Art von Zuggliedern verwendbar, hat aber die Notwendigkeit, einen angemessenen Grad von Starrheit in seitlicher Richtung zu schaffen, in der Praxis zur Verwendung von flachen Gelenkfederbändern als Zugglieder geführt, in denen die darin auftretenden Schubspannungen ein gewisses Maß an Starrheit in seitlicher Richtung gewährleisten. In another known leveling device, which is usually used for accurately measuring the inclination of a pendulum to the zero axis using an optical system becomes a four-bar linkage (or preferably two or more such joints next to each other), thus reducing the observed display of the inclination of the pendulum is enlarged. Although this device is theoretically for the articulated quadrilaterals any type of tendon can be used, but has the need to have an appropriate one To provide degrees of rigidity in the lateral direction in practice for use guided by flat hinged spring strips as tension members, in which those occurring in it Shear stresses ensure a certain degree of rigidity in the lateral direction.

Bei schmalen Bändern reichen diese Schubspannungen nicht aus, um die notwendige Starrheit in seitlicher Richtung zu schaffen. Sind die Bänder jedoch genügend breit für diesen Zweck, so können sie leicht durch Knicken beschädigt werden, und die durch seitliche Stöße hervorgerufene Beanspruchung der Bänder führt zu unregelmäßigem Arbeiten der Vorrichtung Denn bekanntlich sind Bänder der Gefahr starker Beschädigung ausgesetzt, wenn sie gleichzeitig unter Zugspannung und Schubspannung stehen. Ferner ist es bei dem bekannten Gerät schwierig, den Nullpunkt für die Messung genau aufrechtzuerhalten, insbesondere wenn das Gerät zufällig in einem ziemlich großen Winkel zu seiner normalen Nullage geneigt ist. In the case of narrow belts, these shear stresses are not sufficient to to create the necessary rigidity in the lateral direction. However, are the bands wide enough for this purpose so that they can easily be damaged by kinking, and the stress on the straps caused by lateral impacts leads to irregularities Working of the device Because, as is well known, tapes are at risk of severe damage exposed when they are simultaneously under tensile stress and shear stress. Further it is difficult with the known device to precisely maintain the zero point for the measurement, especially if the device happens to be at a fairly large angle from its normal Zero position is inclined.

Die Erfindung bezweckt eine verbesserte Aufhängevorrichtung zu schaffen, die im Vergleich mit den bekannten Geräten eine wesentlich erhöhte Starrheit in seitlicher Richtung besitzt, die bedeutend weniger der Gefahr der Beschädigung ausgesetzt und auch in Aufrechterhaltung eines genauen Nullpunktes zuverlässiger ist, selbst wenn sie in einem Winkel von mehreren Graden geneigt ist, und die auch gegen Stöße und Erschütterungen widerstandsfähig sowie einen einfachen Aufbau besitzt, der sich verhältnismäßig leicht fertigen läßt. The invention aims to provide an improved suspension device, which in comparison with the known devices has a significantly increased rigidity in has a lateral direction, which is significantly less exposed to the risk of damage and is also more reliable in maintaining an accurate zero point, itself when it is inclined at an angle of several degrees, and also against impacts and shock resistant and has a simple structure that can can be manufactured relatively easily.

Zu diesem Zweck geht die Erfindung von der eingangs genannten Art der Aufhängung mittels Fäden oder Drähten aus. Eine solche ist bei einer älteren bekannten Aufhängevorrichtung durch paarweise V-förmige Anordnung von insgesamt vier Fäden oder leicht biegsamen Drähten als Aufhängung einer Pendelmasse verkörpert, die dadurch gute Steifigkeit seitlich zur geradlinigen Bewegungsrichtung der Masse erhält. Diese ist aber gegen Drehbewegung um die Achse von vorstehenden Armen, an dem die Aufhängung angreift, nicht gesichert. Auch in anderer Hinsicht ist die Wirkungsweise dieser Vorrichtung, die überdies eine sehr genaue und umständliche Fertigung erfordert, unerwünscht, so daß sie in der Praxis für Präzisionsnivelliergeräte nicht verwendet und durch die eingangs genannten bekannten Aufhängevorrichtungen für Nivelliergeräte überholt wurde. For this purpose, the invention is of the type mentioned at the beginning the suspension by means of threads or wires. Such is the case with an older one known suspension device by a paired V-shaped arrangement of a total of embodied four threads or slightly flexible wires as the suspension of a pendulum mass, the resulting good stiffness laterally to the rectilinear direction of movement of the mass receives. However, this is against rotational movement around the axis of protruding arms attacked by the suspension, not secured. The mode of action is also in other respects this device, which also requires a very precise and cumbersome production, undesirable, so that it is not used in practice for precision leveling devices and by the above-mentioned known suspension devices for leveling devices was overtaken.

Eine Aufhängung einer Pendelmasse mittels Fäden oder leicht biegsamer dünner Drähte wird für die Zwecke der Erfindung in einem ganz anderen Wirkungszusammenhang verwendet. (Das Wort »Fäden« bezeichnet nachstehend auch solche leicht biegsamen, fadenartigen Drähte.) Dieser Wirkungszusammenhang ergibt sich gemäß der Erfindung dadurch, daß die bewegliche Masse am Rahmengestell mittels fünf Fäden aufgehängt ist, von denen höchstens drei auf zusammenlaufenden Geraden liegen und höchstens drei in ein und derselben Ebene liegen, wobei höchstens zwei sowohl in ein und derselben Ebene als auch parallel zueinander verlaufen, und die fünf Fäden ständig gespannt gehalten sind, und die bewegliche Masse einen Freiheitsgrad relativ zu dem Rahmengestell besitzt und die fünf Fäden derart angeordnet sind, daß eine lotrechte, durch den Schwerpunkt der beweglichen Masse gehende Gerade in deren Nullage zwischen den Befestigungsstellen der Fäden sowohl an dem Rahmengestell als auch an der beweglichen Masse hindurch verläuft und daß zwei der fünf Fäden in einander entgegengesetzten Richtungen zu einer durch diese lotrechte Gerade gelegte Ebene geneigt sind, die senkrecht zu der Richtung der Meßbewegung der Masse verläuft. A suspension of a pendulum mass by means of threads or slightly flexible For the purposes of the invention, thin wires are used in a completely different context used. (The word "threads" in the following also refers to those easily flexible, thread-like wires.) This interrelationship arises according to the invention in that the movable mass is suspended from the frame by means of five threads of which at most three lie on converging straight lines and at most three lie in one and the same plane, with at most two in one and the same plane Level and parallel to each other, and the five threads are constantly taut are held, and the movable mass one degree of freedom relative to the frame possesses and the five threads are arranged such that a perpendicular through the Center of gravity of the moving mass going straight line in its zero position between the fastening points the threads through both the frame and the movable mass runs and that two of the five threads in opposite directions a plane laid by this perpendicular line are inclined, which are perpendicular to the direction of the measuring movement of the mass.

Der eine Freiheitsgrad der beweglichen Masse kann die Freiheit der Rotation bzw. Drehbewegung sein, wobei die fünf Fäden in der Nullstellung auf Geraden liegen, die alle eine einzige Gerade schneiden, die die momentane Drehachse der beweglichen Masse bildet oder zu dieser parallel verläuft. The one degree of freedom of the movable mass can be the freedom of Rotation or rotary movement, with the five threads in the zero position on straight lines which all intersect a single straight line, which is the instantaneous axis of rotation of the movable mass forms or runs parallel to this.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung der vorgenannten Art liegen drei der Fäden in der Nullstellung in einer ersten Ebene und die anderen beiden in einer zweiten Ebene, wobei die Schnittlinie der beiden Ebenen die momentane Drehachse bildet oder parallel zu dieser verläuft. In diesem Fall sind vorzugsweise in mindestens einer der beiden Ebenen zwei Fäden in einander entgegengesetzten Richtungen zu der Schnittlinie der beiden Ebenen geneigt. Ferner sind vorzugsweise in der vorgenannten ersten Ebene zwei der Fäden, die unter einem beträchtlichen Winkel zueinander geneigt sind, an nahe beieinanderliegenden Befestigungsstellen an der beweglichen Masse befestigt, während der dritte Faden an einem von diesen Befestigungsstellen entfernt liegenden Punkt an der beweglichen Masse befestigt ist. In a preferred embodiment of a device of the aforementioned Art three of the threads lie in the zero position in a first level and the other both in a second plane, the intersection of the two planes being the current one Forms the axis of rotation or runs parallel to it. In this case are preferred in at least one of the two levels two threads in opposite directions to the intersection of the two Inclined planes. Furthermore, are preferably in the aforementioned first level two of the threads inclined at a considerable angle to each other are, at closely spaced attachment points on the movable mass attached while the third thread removed at one of these attachment points lying point is attached to the movable mass.

Der eine Freiheitsgrad der beweglichen Masse kann jedoch auch die Freiheit zur Ausführung einer translatorischen Bewegung sein, in dem Sinne, daß jede gerade ewegungs-)Linie der Masse während deren ganzer Bewegung parallel zu ihrer ursprünglichen Richtung verläuft, wobei die Bewegung sich aus einer translatorischen Hauptbewegung in einer im wesentlichen waagerecht verlaufenden Richtung und einer verhältnismäßig kleinen translatorischen Bewegung in einer im allgemeinen lotrecht verlaufenden Richtung zusammensetzt. Bei dieser Ausführungsform liegen, vorzugsweise in der Nullage, die fünf Fäden in parallelen Ebenen, und mindestens zwei von ihnen liegen senkrecht zu der Richtung der translatorischen Hauptbewegung. However, the one degree of freedom of the movable mass can also be Be freedom to perform a translational movement, in the sense that every straight line of the mass during its whole movement parallel to their original direction, the movement resulting from a translational Main movement in one substantially horizontal direction and one relatively small translational movement in a generally perpendicular running direction. In this embodiment lie, preferably in the zero position, the five threads in parallel planes, and at least two of them are perpendicular to the direction of the main translational movement.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorgenannten Art liegen die fünf Fäden in drei parallelen Ebenen, und zwar zwei in der einen Ebene, zwei in einer anderen und der fünfte in einer dritten Ebene. In jeder der beiden erstgenannten Ebenen sind die beiden Fäden vorzugsweise in einander entgegengesetzten Richtungen zu einer Geraden geneigt, die parallel zu dem fünften Faden verläuft, und sind an nahe beieinanderliegenden Verankerungsstellen an der beweglichen Masse befestigt, während der fünfte Faden an einem von der die Verankerungsstellen in den beiden ersten Ebenen verbindenden Geraden anliegenden Punkt mit der beweglichen Masse befestigt ist. In a preferred embodiment of the aforementioned type lie the five threads in three parallel planes, namely two in one plane, two in another and the fifth in a third level. In each of the first two Planes are the two threads preferably in opposite directions inclined to a straight line parallel to the fifth thread and are on attached to the movable mass in close proximity to one another, while the fifth thread on one of the anchor points in the two first level connecting straight line attached point attached to the movable mass is.

Bei allen Ausführungsformen sind an dem Rahmengestell vorzugsweise Anschläge bzw. Halteeinrichtungen vorgesehen, die eine merkliche Bewegung der beweglichen Masse relativ zu dem Rahmengestell in einer anderen als der vorgesehenen Bewegungsrichtung verhindern. Ferner sind vorzugsweise auch Anschläge bzw. Begrenzungsmittel vorgesehen, um den Bewegungsbereich der beweglichen Masse in der Meßrichtung zu begrenzen. In all embodiments are preferred on the frame Stops or holding devices are provided which allow a noticeable movement of the movable Mass relative to the frame in a direction other than the intended direction of movement impede. Furthermore, stops or limiting means are preferably also provided, to limit the range of motion of the movable mass in the measuring direction.

Vorzugsweise sind Mittel vorgesehen, um die Bewegung der beweglichen Masse zu dämpfen, so daß diese schnell ihre vorgesehene Arbeitslage einnimmt, ohne beträchtlich um diese Lage zu schwingen. Means are preferably provided for the movement of the movable To dampen mass, so that it quickly assumes its intended working position without to swing considerably around this location.

Bevorzugte Ausführungsformen einer Aufhängevorrichtung der erfindungsgemäßen Ausbildung und auch von Nivelliergeräten, die solche Aufhängevorrichtungen enthalten, sind im folgenden an Hand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert; und zwar zeigt F i g. 1 eine Vorderansicht einer Ausführungsform der neuen Aufhängevorrichtung, F i g. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung, F i g. 3 und 4 entsprechende Ansichten einer anderen Ausführungsform der neuen Aufhängevorrichtung, F i g. 5 und 6 senkrecht zueinander verlaufende Schnitte durch den mittleren Teil einer Ausführungsform eines Nivelliergerätes mit einer Aufhängevorrichtung nach den F i g. 3 und 4, F i g. 7 eine der Ausführungsform nach den F i g. 5 und 6 zugeordnete elektrische Schaltskizze, F i g. 8 eine der F i g. 5 entsprechende Ansicht einer anderen Ausführungsform eines Nivelliergerätes mit einer Aufhängevorrichtung nach F i g. 1 und 2, Fig. 9 eine Stirnansicht eines Präzisionsneigungsmessers, der ein Nivelliergerät nach den F i g. 5 und 6 oder 8 enthält, und F i g. 10 einen Querschnitt durch den Neigungsmesser nach Fig. 9 entlang der Linie 13-13 der Fig. 9. Preferred embodiments of a suspension device of the invention Training and also of leveling devices that contain such suspension devices, are explained in more detail below with reference to the drawings, for example; in fact shows Fig. 1 is a front view of an embodiment of the new suspension device, F i g. 2 shows a side view of the device, FIG. 3 and 4 corresponding views another embodiment of the new suspension device, FIG. 5 and 6 vertical mutually extending cuts through the middle part of an embodiment of a Leveling device with a suspension device according to the F i g. 3 and 4, FIG. 7th one of the embodiment according to FIGS. 5 and 6 associated electrical circuit diagram, F. i g. 8 one of the F i g. 5 corresponding view of another embodiment of a Leveling device with a suspension device according to F i g. 1 and 2, Fig. 9 a Front view of a precision inclinometer that uses a leveling device according to the F. i g. 5 and 6 or 8, and FIG. 10 shows a cross section through the inclinometer 9 along the line 13-13 of FIG. 9.

Bei der in den Fig.1 und 2 dargestellten Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Aufhängevorrichtung ist die bewegliche Masse A mittels fünf biegsamer bzw. flexibler Fäden Ci, C2, C3, C4, C5 an einem Block B aufgehängt. Diese Fäden sind in zwei Ebenen angeordnet, die in der normalen Nullage der beweglichen Masse A in gleichem Maße zu der Lotrechten geneigt sind und die sich in einer waagerechten Geraden C in dem Raum zwischen dem Block B und der Masse A schneiden. In the embodiment shown in Figures 1 and 2 according to the invention trained suspension device is the movable mass A by means of five flexible or flexible threads Ci, C2, C3, C4, C5 are suspended from a block B. These threads are arranged in two planes, which are in the normal zero position of the movable mass A are inclined to the same extent to the vertical and which are in a horizontal Intersect straight line C in the space between block B and mass A.

Zu diesem Zweck ist der Block B mit zwei abgeflachten Oberflächenbereichen Bl, B2 versehen, die in gleichem Maße zu einer senkrechten Bezugsebene durch die Nullage der Schnittlinie C geneigt sind. For this purpose, the block B is provided with two flattened surface areas Bl, B2 provided, which are to the same extent to a vertical reference plane through the Zero position of the cutting line C are inclined.

Die oberen Enden der flexiblen Fäden sind mittels Klemmplatten Bs, B4 an diesen Flächen festgeklemmt. Die bewegliche Masse A ist ebenfalls mit zwei abgeschrägten Flächen Al, A2 versehen, die in der normalen Lage der Masse A jeweils mit den beiden geneigten Flächen Bt und B2 des Blockes B koplanar verlaufen; die unteren Enden der Fäden sind mittels Klemmplatten A3, A4 an diesen Flächen festgeklemmt.The upper ends of the flexible threads are secured by means of clamping plates Bs, B4 clamped on these surfaces. The movable mass A is also with two beveled surfaces Al, A2 provided, which are in the normal position of the mass A, respectively are coplanar with the two inclined surfaces Bt and B2 of the block B; the lower ends of the threads are clamped to these surfaces by means of clamping plates A3, A4.

In der ersten der beiden Ebenen, die die geneigten Flächen At und Bt enthält, liegen zwei Fäden CI und C2 im Abstand voneinander, von denen jeder senkrecht zu der Schnittlinie C verläuft. In the first of the two planes that contain the inclined surfaces At and Contains Bt, two threads CI and C2 lie at a distance from each other, each of which runs perpendicular to the cutting line C.

In der zweiten Ebene, die die geneigten Flächen A2 und B2 enthält, sind drei Fäden C3, C4 und C5 angeordnet, von denen zwei (C3, C4) in Form angeordnet sind, derart, daß ihre unteren Verankerungsstellen nahe beieinander und ihre oberen Verankerungsstellen in einem größeren Abstand voneinander liegen, während der dritte Faden C5 ungefähr senkrecht zu der Schnittlinie C der beiden Ebenen in einem großen Abstand von der Spitze des von den beiden Fäden C3 und C4 gebildeten V angeordnet ist. In the second plane, which contains the sloped faces A2 and B2, three threads C3, C4 and C5 are arranged, two of which (C3, C4) are arranged in the form are such that their lower anchoring points are close to each other and their upper Anchoring points are at a greater distance from each other, while the third Thread C5 roughly perpendicular to the intersection line C of the two planes in a large one Distance from the tip of the V formed by the two threads C3 and C4 arranged is.

Die fünf Fäden bilden so ein kinematisches Aufhängesystem, wobei alle Fäden durch das Gewicht der beweglichen Masse A immer gespannt gehalten sind. Die Länge der Fäden ist so bemessen, daß die wirksamen Kanten der vier Klemmplatten A3, A4, B3, B4, die die wirksamen Verankerungspunkte für die Fäden darstellen, alle waagerecht und parallel zueinander und zu der senkrechten Bezugsebene verlaufen. The five threads thus form a kinematic suspension system, whereby all threads are kept taut by the weight of the moving mass A. The length of the threads is such that the effective edges of the four clamping plates A3, A4, B3, B4, which represent the effective anchorage points for the threads, all run horizontally and parallel to each other and to the vertical reference plane.

Da alle fünf Fäden immer gespannt sind, ist ersichtlich, daß die Spitze des V sich auf einem Kreisbogen um die wirksame Kante der Klemmplatte bewegen muß, die seine beiden oberen Verankerungspunkte örtlich festlegt, wobei dieser Kreisbogen in einer senkrecht zu der lotrechten Bezugs ebene verlaufenden Ebene liegt. Die übrigen Fäden verhindern eine Drehbewegung der beweglichen Masse um die Spitze des von den Fäden C3, C4 gebildeten V. Auf diese Weise ist eine derartige zwangläufige Führung geschaffen, daß sich jeder Punkt der beweglichen Masse nur geringfügig in der durch ihn senkrecht zu der lotrechten Bezugsebene verlaufenden Ebene be- wegt. Die Bewegung der Masse A stellt eine Drehbewegung bzw. Pendelbewegung um die Schnittlinie C der beiden die Fäden enthaltenden Ebenen dar, jedoch ist zu beachten, daß diese Schnittlinie selbst ihre Lage während dieser Bewegung verändert (und dabei stets parallel zu der lotrechten Bezugsebene bleibt) und in jeder Lage die augenblickliche Drehachse bzw. Rotationsachse bildet. Since all five threads are always taut, it can be seen that the The tip of the V moves in an arc around the effective edge of the clamping plate must, which fixes its two upper anchoring points locally, this circular arc lies in a plane perpendicular to the perpendicular reference plane. the remaining threads prevent the moving mass from rotating around the tip of the V. formed by the threads C3, C4. In this way, such an inevitable Leadership created that each point of the movable mass is only slightly in the plane running through it perpendicular to the perpendicular reference plane away. The movement of the mass A represents a rotary movement or pendulum movement around the cutting line C of the two levels containing the threads, but it should be noted that these Cutting line itself changes its position during this movement (and always remains parallel to the perpendicular reference plane) and the instantaneous in every position Forms axis of rotation or axis of rotation.

In der vorstehenden Beschreibung wurde angenommen, daß der Block B des Rahmengestelis, an dem die bewegliche Masse aufgehängt ist, in einer Stellung ortsfest liegt, in der die wirksamen Kanten der Klemmplatten und damit die Schnittlinie C der beiden die Fäden enthaltenden Ebenen genau waagerecht verlaufen. Die Aufhängung ist jedoch derart ausgebildet, daß die bewegliche Masse A selbst dann in der richtigen relativen Lage zu dem Block B aufgehängt bleibt, wenn der Block beträchtlich zur Seite geneigt oder gekippt ist bzw. wird. Die Grenze der möglichen Neigung ist erreicht, wenn die Spannung in einem der das V bildenden Fäden Null wird. Eine weitere Neigung über diesen Grenzwinkel hinaus bewirkt, daß dieser Faden locker bzw. schlaff wird, so daß die bewegliche Masse nicht mehr in der richtigen Relativlage zu dem Block gehalten ist. In the above description it was assumed that the block B of the frame on which the movable mass is suspended in one position is stationary, in which the effective edges of the clamping plates and thus the cutting line C of the two levels containing the threads are exactly horizontal. The suspension however, is designed so that the movable mass A even then in the correct relative position to the block B remains suspended if the block is considerably to Page is tilted or tilted. The limit of the possible inclination has been reached, when the tension in one of the threads forming the V becomes zero. Another inclination beyond this critical angle causes this thread to become loose or slack, so that the movable mass is no longer in the correct position relative to the block is held.

Da jedoch bei der praktischen Ausführung die V-Winkel ziemlich groß gehalten sind, wäre ein beträchtlicher seitlicher Kippwinkel erforderlich, um die Aufhängevorrichtung unwirksam zu machen. However, since in the practical implementation the V-angles are quite large are held, a considerable lateral tilt angle would be required to the To make the suspension device ineffective.

Um die Fäden gegen Beschädigungen durch Erschütterung zu schützen, empfieht es sich (wie im einzelnen weiter unten an Hand von F i g. 8 zu erläutern sein wird), auf dem Rahmengestell oberhalb und unterhalb der beweglichen Masse und auch an deren Seiten Anschläge oder Begrenzungsmittel vorzusehen, wobei die Anschläge nur in geringem Abstand von der Oberfläche der Masse liegen und der Masse so viel Spiel lassen, daß diese sich nach beiden Seiten aus ihrer normalen Nullage in ihre Arbeitsrichtung bewegen kann, jedoch praktisch keine Bewegung in anderen Richtungen ausführen kann. To protect the threads from damage caused by vibrations, it is advisable (as explained in detail below with reference to FIG. 8 will be), on the frame above and below the movable mass and also to provide stops or limiting means on their sides, the stops just a short distance from the surface of the mass and so much from the mass Allow play so that these can move from their normal zero position to their Can move working direction, but practically no movement in other directions can perform.

Obwohl die für die Aufhängung verwendeten Fäden dünn und flexibel sind, setzen sie übermäßiger Auslenkung doch ein geringes Maß an Widerstand entgegen, und deshalb ist es zweckmäßig, weitere Begrenzungsmittel vorzusehen, die den Bewegungsbereich der beweglichen Masse in der jeweiligen Arbeitsrichtung begrenzen. Although the threads used for suspension are thin and flexible they offer a small amount of resistance to excessive deflection, and therefore it is expedient to provide further limiting means which limit the range of motion the moving mass in the respective working direction.

Bei einer anderen Ausführungsform der neuen Aufhängevorrichtung, die in den Fig.3 und 4 dargestellt ist, ist eine bewegliche Masse D an einem Block E (der ein Teil des Rahmens sein oder auf dem Rahmen elastisch bzw. nachgiebig gelagert sein kann) mittels fünf Fäden F1, F2, F3, F4, F5 aufgehängt, die in drei parallelen Ebenen liegen. Diese drei Ebenen verlaufen in der normalen Nullage der beweglichen Masse D lotrecht. Zwei der drei Ebenen enthalten je zwei Fäden Fl, F2 bzw. F3, F4, die jeweils V-förmig zueinander angeordnet sind, wobei ihre Verankerungsstellen an der beweglichen Masse D nahe beieinander und an dem Block E in Abstand voneinander liegen und sowohl die Längen aller vier Fäden als auch die Winkel der beiden V übereinstimmen. In another embodiment of the new suspension device, which is shown in Figures 3 and 4 is a movable mass D on a block E (which can be part of the frame or mounted elastically or resiliently on the frame can be) by means of five threads F1, F2, F3, F4, F5 suspended in three parallel Levels lie. These three planes run in the normal zero position of the movable one Mass D perpendicular. Two of the three levels each contain two threads Fl, F2 or F3, F4, which are each arranged in a V-shape to one another, with their anchoring points on the movable mass D close to each other and on the block E at a distance from each other and the lengths of all four threads as well as the angles of the two V coincide.

Die dritte Ebene, die zweckmäßigerweise zwischen den beiden erstgenannten Ebenen liegen kann, enthält einen einzigen Faden F5, der in der normalen Nullage lotrecht verläuft, wobei die Verankerungsstelle dieses Fadens an der beweglichen Masse D in großem Abstand von der Verbindunglinie der Spitzen der beiden V liegt.The third level, expediently between the first two Layers contains a single thread F5, which is in the normal zero position runs vertically, the anchoring point of this thread on the movable Mass D in great distance from the line joining the tips of the two V.

Die Fäden Fl, F2, die das eine der beiden V bilden, sind an der Spitze des V mittels einer Klemmplatte D4 an einer lotrechten Fläche Dl der beweglichen Masse D festgeklemmt, während ihre oberen Enden mittels einer Klemmplatte E4 an einer lotrechten Fläche El des Blockes E festgeklemmt sind. Die das andere V bildenden Fäden Fa> F4 sind an der Spitze des V mittels einer Klemmplatte D5 an der beweglichen Masse D und mit ihren oberen Enden mittels einer Klemmplatte D6 an einer lotrechten Fläche E2 des Blockes E festgeklemmt. Die den beiden V zugeordneten lotrechten Flächen D1, D2; Et, E2 verlaufen alle parallel zueinander, während die dem fünften Faden F5 zugeordneten Flächen Da, E3 senkrecht zu den den V-Fäden zugeordneten Flächen liegen. F i g. 3 und 4 zeigen beispielsweise eine Art des Festklemmens der Fäden an den Spitzen der V, die von der Art der Festklemmung nach F i g. 1 und 2, bei der die festgeklemmten Enden der beiden Fäden an jeder V-Spitze nahe nebeneinanderliegen, verschieden ist. Bei der abgewandelten Ausführungsform der Erfindung nach Fig.3 und 4 sind die beiden das V bildenden Fäden jeweils Teile eines einzigen Fadens, der um einen kleinen Zapfen D7 bzw. D8 herumgeführt ist, der aus der beweglichen Masse D heraus in eine Ausnehmung der Klemmplatte Do bzw. D5 ragt. Das Festklemmen des Fadens erfolgt durch den oberhalb der Vertiefung liegenden Teil der jeweiligen Klemmplatte. The threads Fl, F2 that form one of the two Vs are at the top of the V by means of a clamping plate D4 on a vertical surface Dl of the movable Mass D clamped, while its upper ends by means of a clamping plate E4 a vertical surface El of the block E are clamped. Those forming the other V. Threads Fa> F4 are at the tip of the V by means of a clamping plate D5 on the movable Mass D and with their upper ends by means of a clamping plate D6 on a vertical Face E2 of block E clamped. The perpendicular surfaces assigned to the two V. D1, D2; Et, E2 all run parallel to each other, while those of the fifth thread F5 assigned surfaces Da, E3 perpendicular to the surfaces assigned to the V-threads lie. F i g. 3 and 4 show, for example, one way of clamping the threads at the tips of the V, which are of the type of clamping according to FIG. 1 and 2, at that the clamped ends of the two threads are close to each other at each V-point, is different. In the modified embodiment of the invention according to FIG and 4 the two threads forming the V are each part of a single thread, which is guided around a small pin D7 or D8, which comes from the movable Mass D protrudes into a recess in the clamping plate Do or D5. The clamping of the thread is carried out through the part of the respective Clamping plate.

Es ist ersichtlich, daß die beiden von den Fäden Fl, F2 und F3, F4 gebildeten V-Formen ein Äquivalent eines Parallelführungsgetriebes bilden, derart, daß sich die Spitzen der beiden V jeweils auf Kreisbogen in lotrechten Ebenen (oder, wie gezeigt, in der gleichen lotrechten Ebene) bewegen, die senkrecht zu den drei Aufhängungsebenen verlaufen. Die Bewegung der diese Spitzen verbindenden Geraden erfolgt derart, daß sie stets parallel zu ihrer ursprünglichen Richtung bleibt. Die Verankerungsstelle des fünften Fadens F5 an der beweglichen Masse bewegt sich auf einem ähnlichen Kreisbogen in einer weiteren lotrechten, senkrecht zu den drei Aufhängungsebenen verlaufenden Ebene und verhindert dadurch eine Rotationsbewegung der beweglichen Masse um die Verbindungslinie der Spitzen der beiden V. Die gesamte Masse führt so eine parallele, translatorische Bewegung aus, wobei alle Punkte der Masse sich auf gleichen Kreisbögen in lotrechten Ebenen bewegen, die senkrecht zu den drei Aufhängungsebenen verlaufen. It can be seen that the two of the threads F1, F2 and F3, F4 formed V-shapes form an equivalent of a parallel guide gear, in such a way, that the tips of the two V are each on circular arcs in perpendicular planes (or, as shown, move in the same perpendicular plane) that is perpendicular to the three Suspension levels run. The movement of the straight lines connecting these peaks takes place in such a way that it always remains parallel to its original direction. The anchorage point of the fifth thread F5 on the movable mass moves on a similar arc in another perpendicular, perpendicular to the three Suspension planes running plane and thereby prevents a rotational movement the movable mass around the line connecting the tips of the two V. The entire Mass thus executes a parallel, translatory movement, with all points of the Mass move on equal arcs in perpendicular planes that are perpendicular to run along the three suspension levels.

Auch bei dieser Ausführung ist es zum Schutz gegen Beschädigung durch Schlag oder Erschütterung wünschenswert (wie an Hand Fig.5 und 6 weiter unten beschrieben wird), auf dem Rahmengestell oberhalb und unterhalb an den Seiten der beweglichen Masse D Anschläge bzw. Begrenzungen vorzusehen, um so eine Bewegung der Masse in einer anderen als der Arbeitsrichtung zu verhindern, sowie Begrenzungen bzw. Anschläge, die den Bewegungsbereich in der Arbeitsrichtung begrenzen. Die Fäden sind vorzugsweise im Verhältnis zu dem Bewegungsbereich der Masse in der Arbeitsrichtung ziemlich lang, so daß die Bewegung in diesem begrenzten Arbeitsbereich praktisch geradlinig verläuft. In this version, too, it is designed to protect against damage Shock or vibration desirable (as described below with reference to Fig. 5 and 6 is), on the frame above and below on the sides of the movable Mass D to provide stops or limits so as to move the mass in to prevent a direction other than the working direction, as well as limitations or stops, which limit the range of motion in the working direction. The threads are preferred quite a bit in relation to the range of motion of the mass in the working direction long, so that the movement in this limited working area is practically straight runs.

Wie bei der ersten Ausführungsform der Erfindung halten die Fäden die bewegliche Masse D selbst dann im richtigen Verhältnis zu dem Rahmen aufgehängt, wenn der Rahmen aus seiner lotrechten Lage herausgekippt wird; vorausgesetzt, daß der seitliche Kippwinkel nicht so groß ist, daß die Spannung eines der Fäden der beiden V auf Null herabgesetzt wird. Auch ist es bei dieser Ausführungsform der Erfindung nicht wesentlich, daß die beiden V gleiche Winkelgröße besitzen, und nicht einmal, daß die beiden Fäden in jeder der beiden ersten Ebenen eine V-Form bilden, vorausgesetzt, daß sie in einander entgegengesetzter Richtung zu einer lotrechten Ebene geneigt sind, die senkrecht zu ihrer eigenen, d. h. die Fäden enthaltenden Ebene liegt und daß ihre Länge und Neigung so gewählt sind, daß die Verankerungsstellen aller fünf Fäden an der beweglichen Masse gezwungen sind, einander gleiche, kreisförmige Bewegungen in Ebenen durchzuführen, die senkrecht zu den drei parallelen Aufhängungsebenen verlaufen. As in the first embodiment of the invention, the threads hold the movable mass D even then hung in the correct proportion to the frame, when the frame is tilted out of its vertical position; provided that the lateral tilt angle is not so great that the tension of one of the threads of the both V is reduced to zero. It is also in this embodiment Invention not essential that the two V have the same angular size, and not once that the two threads in each of the first two levels form a V-shape, provided that they are in opposite directions to a perpendicular Plane that are perpendicular to their own, i.e. H. containing the threads Plane and that its length and inclination are chosen so that the anchoring points all five threads on the movable mass are forced to be equal to one another, circular Perform movements in planes that are perpendicular to the three parallel suspension planes get lost.

Es ist ersichtlich, daß sowohl die beiden oben beschriebenen Ausführungsformen, bei denen fünf Fäden jeweils in zwei sich kreuzenden Ebenen bzw. in drei zueinander parallelen Ebenen liegen, bevorzugt angewendet werden, die fünf Fäden auch auf andere Weise angeordnet sein können, um eine wirkliche, rein kinematische Aufhängung für die bewegliche Masse zu schaffen, bei der alle fünf Fäden gespannt gehalten sind und ohne daß mehr Fäden als nötig vorhanden sind, und bei der die bewegliche Masse einen Freiheitsgrad für eine Arbeitsbewegung nach beiden Seiten aus einer stabilen normalen Nulllage heraus besitzt. Zu diesem Zweck dürfen nicht mehr als drei Fäden auf durch einen einzigen Punkt gehende Geraden und nicht mehr als drei Fäden in einer einzigen Ebene liegen; und wo drei Fäden in einer Ebene liegen, brauchen höchstens zwei parallel zueinander zu verlaufen. In der normalen Nullage muß die lotrechte Gerade durch den Schwerpunkt der sich bewegenden Masse A bzw. D innerhalb der Bereiche hindurchgehen, die durch die fünf Verankerungsstellen an dem Block B bzw. E und durch die fünf Verankerungsstellen an der beweglichen Masse A bzw. D abgegrenzt sind, und es müssen mindestens zwei Fäden in einander entgegengesetzten Richtungen zu der lotrechten Ebene geneigt sein, die durch die Gerade senkrecht zu der Bewegungsrichtung der beweglichen Masse verläuft. It can be seen that both the above-described embodiments, in which five threads each in two intersecting levels or in three to each other parallel planes are preferred, the five threads also apply to others Can be arranged in a way to provide a real, purely kinematic suspension for to create the moving mass in which all five threads are kept taut and without there being more threads than necessary, and with the moving mass a degree of freedom for a working movement to both sides from a stable normal zero position. For this purpose, no more than three threads are allowed on straight lines passing through a single point and no more than three threads in lie on a single plane; and where three threads are in one plane, need at most two to run parallel to each other. In the normal zero position, the vertical Just through the center of gravity of the moving mass A or D within the areas go through the five anchoring points on the block B and E and delimited by the five anchoring points on the movable mass A and D, respectively and there must be at least two threads in opposite directions be inclined to the perpendicular plane passed through the straight line perpendicular to the direction of movement the moving mass runs.

Falls der eine Freiheitsgrad für die bewegliche Masse die Freiheit einer Rotation bzw. Drehbewegung ist, müssen die fünf Fäden auf Geraden verlaufen, die eine einzige Gerade schneiden, die sich selbst bewegt und in jeder Lage die jeweilige Rotationsachse für die bewegliche Masse bildet. Wenn drei der Fäden auf durch einen einzigen Punkt verlaufenden Geraden liegen, muß jeder der restlichen beiden Fäden unter einem Winkel die Ebene des anderen und diesen einzigen Punkt schneiden, und die jeweilige Rotationsachse ist die Gerade, die durch diese Schnittpunkte führt. If the one degree of freedom for the movable mass is freedom a rotation or turning movement, the five threads must run in a straight line, intersecting a single straight line that moves itself and in every position the forms respective axis of rotation for the movable mass. When three of the threads open straight lines passing through a single point, each of the remaining must two threads at an angle the plane of the other and this single point intersect, and the respective axis of rotation is the straight line that passes through these intersection points leads.

Eine translatorische Verschiebebewegung der beweglichen Masse ist nur im Sinne einer parallelen Bewegung erzielbar, da die Verankerung eines jeden Fadens an der beweglichen Masse notwendigerweise um die Verankerung des Fadens an dem Rahmenblock schwingen muß; jedoch kann eine starke Annäherung an eine translatorische Verschiebebewegung längs einer einzigen geradlinigen Bahn erreicht werden, indem die Fäden im Verhältnis zu der Größe der Arbeitsbewegung (des -Ausschlags der Masse) lang ausgebildet werden. Eine solche translatorische Bewegung kann sehr einfach dadurch erzielt werden, daß die Fäden in einer Anzahl von zwei oder mehr im Abstand voneinander und parallel zueinander liegenden Ebenen angeordnet werden. In diesem Fall soll mindestens eine der orthogonalen Projektionen der Geraden, auf denen die Fäden liegen, auf irgendeine dieser Ebenen in großem Abstand von jedem Schnittpunkt bzw. Durchstoßungspunkt dieser Projektionen liegen. Die oben beschriebene zweite Ausführungsform der Erfindung stellt eine solche Anordnung dar. A translational displacement movement of the movable mass is only achievable in the sense of a parallel movement, since the anchoring of each Thread on the movable mass necessarily around the anchorage of the thread the frame block must swing; however, it can be a strong approximation of a translational one Displacement movement along a single rectilinear path can be achieved by the threads in relation to the size of the working movement (the deflection of the mass) long be formed. Such a translational movement can be made very easy be achieved that the threads in a number of two or more at a distance from each other and planes lying parallel to each other are arranged. In this case it should at least one of the orthogonal projections of the straight lines on which the threads lie, on any of these planes at a great distance from each intersection or intersection these projections lie. The above-described second embodiment of the invention represents such an arrangement.

Ein wichtiger praktischer Anwendungsbereich einer Aufhängevorrichtung der erflndungsgemäßen Ausbildung liegt in ihrer Verwendung in einem Präzisions-Nivelliergerät zum Anzeigen der Waagerechten oder zum Messen einer Abweichung von der Waagerechten. Im folgenden ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines solchen Nivelliergerätes beschrieben, das von der oben erläuterten zweiten Ausführungsform Gebrauch macht. Dieses Ausführungsbeispiel ist in den F i g. 5 und 6 dargestellt, wobei für die Aufhängevorrichtung die gleichen Bezugszeichen wie in F 1 g. 3 und 4 verwendet werden. An important practical application of a hanger the training according to the invention lies in its use in a precision leveling device to display the horizontal or to measure a deviation from the horizontal. The following is a preferred embodiment of such a leveling device which makes use of the above-mentioned second embodiment. This embodiment is shown in FIGS. 5 and 6 shown, wherein for the Suspension device has the same reference numerals as in F 1 g. 3 and 4 can be used.

Diese Vorrichtung soll nach Art einer üblichen Libelle verwendet werden, ergibt jedoch ein weitaus höheres Maß an Genauigkeit, als es mit einer Libelle erreichbar ist. Das Rahmengestell der Vorrichtung weist eine Bodenplatte G mit einer genau ebenen Unterfläche auf, die eine Bezugsfläche der Vorrichtung bildet und auf der Oberfläche ruht, deren Ausrichtung zur Waagerechten geprüft werden soll. This device is intended to be used in the manner of a conventional dragonfly however, gives a far greater degree of accuracy than a dragonfly is attainable. The frame of the device has a base plate G with a exactly flat lower surface, which forms a reference surface of the device and on the surface whose alignment to the horizontal is to be checked.

Die bewegliche Masse D hat die Form einer rechteckigen Platte, die unmittelbar über der Bodenplatte G mittels der mit fünf Fäden ausgerüsteten Aufhängvorrichtung an einem GehäusekörperE aufgehängt ist, der mit der Bodenplatte G mittels zweier Füße Gl, G2 verbunden ist, die durch Durchbrechungen oder Bohrungen in der beweglichen Masse D führen. Die im Abstand voneinander liegenden oberen Enden der beiden V-förmig angeordneten Fädenpaare Fa, F2 und F3, F4 sind an der lotrechten Stirnfläche E1 bzw. E2 des oberen Teiles des Gehäusekörpers E mittels Klemmplatte E4 bzw. E5 verankert, während die unteren Enden der Fäden eines jeden Paares nahe beieinander an einer entsprechenden Stirnfläche D1 bzw. D2 der die bewegliche MasseD bildenden rechteckigen Platte festgeklemmt sind, wobei die Spitzen der V weiter von der vorderen Stirnfläche Da der beweglichen Masse D entfernt liegen als von der hinteren Stirnfläche D9. Der fünfte Faden F5 ist in ähnlicher Weise an den vorderen Stirnflächen Ea bzw. D8 des oberen Teiles des Gehäusekörpers E bzw. der beweglichen Masse D und etwa in der Mitte dieser Flächen festgeklemmt. Die bewegliche Masse D kann somit frei in einer im wesentlichen waagerechten Richtung parallel zu ihrer vorderen und hinteren Stirnfläche schwingen, wobei der Bewegungsbereich durch die Füße G1 und G2 des das Rahmengestell bildenden und die obere Platte E tragenden Gehäusekörpers begrenzt wird. Um den Bewegungsbereich steuern zu können, trägt die bewegliche Masse D Stellschrauben HI und H2, deren abgerundete Enden jeweils an einer Seitenfläche der Füße G1 und G2 an den beiden Enden des Bewegungsbereiches angreifen. The movable mass D has the shape of a rectangular plate which directly above the base plate G by means of the suspension device equipped with five threads is suspended on a housing body E, which is connected to the base plate G by means of two Feet Gl, G2 is connected by perforations or holes in the movable Lead mass D. The spaced apart upper ends of the two V-shaped arranged pairs of threads Fa, F2 and F3, F4 are on the vertical face E1 or E2 of the upper part of the housing body E anchored by means of clamping plates E4 or E5, while the lower ends of the threads of each pair close together on one corresponding end face D1 or D2 of the rectangular one forming the movable massD Plate clamped in place, with the tips of the V further from the front face Since the movable mass D are more distant than from the rear end face D9. The fifth thread F5 is similarly to the front end faces Ea and D8 of the upper part of the housing body E or the movable mass D and about clamped in the middle of these faces. The movable mass D can thus be freely in a substantially horizontal direction parallel to their front and rear The front face sway, with the range of motion defined by the feet G1 and G2 of the das Frame forming and the upper plate E bearing housing body limited will. In order to be able to control the range of motion, the movable mass D carries adjusting screws HI and H2, the rounded ends of which are each on a side surface of the feet G1 and Attack G2 at both ends of the range of motion.

Die Vorder- und Rückseiten der Füße Gl und G2 bilden ebenfalls Anschläge, die eine Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung der beweglichen Masse infolge Erschütterungen praktisch verhindern. Die bewegliche Masse D ist mit Stellschrauben J verstehen, deren abgerundete Enden in einem geringen Abstand von den vorderen und hinteren Flächen der Füße liegen. Weitere Stellschrauben J1 ragen durch die Bodenplatte G bis in die unmittelbare Nähe der unteren Fläche der beweglichen Masse D, während andere Stellschrauben J2 durch seitliche Ansätze der Füße G1, G2 bis unmittelbar zur oberen Fläche der beweglichen Masse vorragen und so als Anschläge wirken, die eine Aufwärts- und Abwärtsbewegung der beweglichen Masse D infolge Erschütterungen praktisch verhindern. The front and rear sides of the feet Gl and G2 also form stops, the one forward or Backward movement of the moving mass as a result of vibrations practically prevent. The movable mass D can be understood with adjusting screws J, their rounded ends at a small distance from the front and rear Areas of the feet are lying. Further set screws J1 protrude through the base plate G. up to the immediate vicinity of the lower surface of the movable mass D, while other adjusting screws J2 through lateral approaches of the feet G1, G2 until immediately protrude to the upper surface of the movable mass and thus act as stops that an upward and downward movement of the movable mass D due to vibrations practically prevent.

Aus der beweglichen Masse D ragt ein Stab K aus magnetischem bzw. magnetisierbarem Werkstoff nach oben, der zwischen zwei elektromagnetischen Übertragern L1 und L2 verläuft, die in dem Gehäusekörper E angeordnet sind. Dieser Stab bildet einen beiden Übertragern gemeinsamen Anker und bewegt sich, wenn die Masse an ihrer Aufhängevorrichtung schwingt, in dem Spalt zwischen den Polteilen auf den einen Übertrager zu und von dem anderen weg. A rod K made of magnetic resp. magnetizable material upwards, between two electromagnetic transmitters L1 and L2 which are arranged in the case body E extends. This rod forms an armature common to both transformers and moves when the mass is at their The suspension device swings in the gap between the pole pieces on one side Transmitter to and from the other.

Jeder der Übertrager L1 oder L2 kann aus einem Magnetkern zylindrischer oder anderer Form mit E-förmigem Querschnitt bestehen, dessen mittlerer Profilflansch eine Wicklung L3 bzw. L4 trägt. Die freien Enden der Profilflansche des Kerns stellen die Pole dar, mit denen der Stab K der beweglichen Masse D zusammenarbeitet. So bewirkt die Bewegung der beweglichen Masse relativ zu dem Rahmengestell in der einen Richtung, daß sich die Induktanz der Wicklung L8 des einen Übertragers Ll erhöht und die Induktanz der Wicklung L4 des anderen Übertragers L2 verringert, und umgekehrt. Die beiden Übertragerwicklungen L3 und L4 liegen in dem einen Zweig einer Brückenschaltung (s. Fig. 7), die von einer geeigneten Stromquelle her über einen Transformator M gespeist ist, während der andere Zweig der Brückens chaltung gleiche Induktanzen enthält, die von den beiden Hälften M1> M2 der Sekundärwicklung des Transformators M gebildet sind. Der Ausgang der Brückenschaltung wird durch einen bei M3 angedeuteten Verstärker verstärkt und einem Anzeigemeßgerät M4 zugeleitet, das ein genaues Maß für die Größe der Bewegung bzw. der Auslenkung der beweglichen Masse D relativ zu dem Rahmengestell nach Maßgabe einer Abweichung der Oberfläche von der Waagerechten liefert, auf der die Bodenplatte G ruht. Gegebenenfalls kann der verstärkte Ausgang der Brückenschaltung zur Ausführung irgendeines Steuervorganges dienen, z.B. eines Vorganges, der eine automatische Korrektur der Ausrichtung der Oberfläche zur Waagerechten bewirkt, auf der die Bodenplatte G ruht.Each of the transformers L1 or L2 can be made from a cylindrical magnetic core or another shape with an E-shaped cross-section, the middle profile flange carries a winding L3 or L4. Put the free ends of the profile flanges of the core represent the poles with which the rod K of the movable mass D cooperates. So causes the movement of the movable mass relative to the frame in one Direction that the inductance of the winding L8 of a transformer Ll increases and the inductance of the winding L4 of the other transformer L2 is reduced, and vice versa. The two transformer windings L3 and L4 are in one branch of a bridge circuit (see Fig. 7), which from a suitable power source through a transformer M is fed, while the other branch of the bridge circuit has the same inductances contains that of the two halves M1> M2 of the secondary winding of the transformer M are formed. The output of the bridge circuit is indicated by a at M3 Amplifier amplified and fed to a display measuring device M4, which an exact measure for the size of the movement or the deflection of the movable mass D relative to the frame according to a deviation of the surface from the horizontal supplies on which the base plate G rests. If necessary, the amplified output serve the bridge circuit to carry out some control operation, e.g. Process that automatically corrects the alignment of the surface to the horizontal causes on which the base plate G rests.

Im allgemeinen empfiehlt es sich, Mittel zur genauen Einstellung der Nullage des Nivelliergerätes vorzusehen, wobei diese Einstellung der Nullage selbstverständlich dann erfolgt, wenn die Bodenplatte G auf einer Oberfläche ruht, die bekanntermaßen genau waagerecht ist. Diese Nullageneinstellung kann elektrisch erfolgen, indem zwei verhältnismäßig unempfindliche veränderliche Induktanzen L5 bzw. L6 mit zwei unveränderlichen Induktanzen Ml, M2 der Brückenschaltung in Reihe in jeweils einem Brückenzweig geschaltet sind, wobei je eine von zwei Induktanzen L», L4 die sich mit der Lage der beweglichen Masse ändern, in Reihe mit den Induktanzen Mt und L5 bzw. M2 und L6 liegen. Diese veränderlichen Induktanzen L5, L6 werden so eingestellt, daß das Anzeigegerät genau auf seine mittlere Nullage eingestellt ist, wenn dieBodenplatte G auf einer genau waagerechten Oberfläche aufliegt. In general, it is advisable to have means of precise adjustment the zero position of the leveling device to be provided, this setting of the zero position naturally occurs when the base plate G rests on a surface, which is known to be exactly horizontal. This zero position adjustment can be done electrically take place by two relatively insensitive variable inductances L5 or L6 with two invariable inductances Ml, M2 of the bridge circuit in series are connected in a bridge branch, one of two inductances L », L4 which change with the position of the movable mass, in series with the inductances Mt and L5 and M2 and L6, respectively. These variable inductances L5, L6 become like this set so that the display device is set exactly to its mean zero position, when the base plate G rests on an exactly horizontal surface.

Die Nulleinstellung kann aber auch mechanisch in der Vorrichtung erfolgen, indem der beweglichen Masse D auf der einen oder der anderen Seite ihrer normalen Nullage ein geringes Übergewicht gegeben wird (bzw. deren Aufhängung zusätzlich gespannt wird), um den Zeiger des Anzeigegerätes genau in seme mittlere Nullstellung zu bringen, wenn die Bodenplatte G auf der genau waagerechten Oberfläche aufliegt. Eine solche Einstellung kann mittels einer einstellbaren Feder erzielt werden, die auf die bewegliche Masse einwirkt, oder aber (wie in F i g. 5 und 6 dargestellt), mittels eines Fadens Kt, der in einen Schlitz des Stabes K der beweglichen Masse D eingreift und an seinem oberen Ende auf einem drehbaren Teil, wie beispielsweise einer zylindrischen Rolle K2, gelagert ist, deren Achse senkrecht zu der Bewegungsrichtung der Masse D verläuft. So bewirkt eine Winkeldrehung der Rolle K2 um ihre Achse, daß der Faden Kl eine geringe einseitige Kraft auf die bewegliche Masse D ausübt und die gewünschte Nulleinstellung erfolgt. The zero setting can also be done mechanically in the device done by placing the moving mass D on one side or the other of their normal zero position a slight excess weight is given (or its suspension in addition is tensioned) to put the pointer of the display device exactly in its middle zero position when the base plate G rests on the exactly horizontal surface. Such an adjustment can be achieved by means of an adjustable spring which acts on the movable mass, or else (as shown in Figs. 5 and 6), by means of a thread Kt, which is inserted into a slot in the rod K of the movable mass D engages and at its upper end on a rotatable part, such as a cylindrical roller K2, the axis of which is perpendicular to the direction of movement the mass D runs. An angular rotation of the roller K2 about its axis causes that the thread Kl exerts a small one-sided force on the movable mass D. and the desired zero setting is made.

Es ist auch meist wünschenswert, Mittel zur Dämpfung vorzusehen, um Schwingungen der beweglichen Masse um ihre Arbeits- bzw. Meßlage auf ein Mindestmaß herabzusetzen. Unterschiedliche Arten von Einrichtungen zur Dämpfung sind verwendbar, beispielsweise ein Bad Ks aus viskoser Flüssigkeit, in das ein paddelartiger Ansatz K4 der beweglichen Masse D eintaucht oder irgendeine andere bekannte Dämpferanordnung. It is also mostly desirable to provide means for damping, about vibrations of the moving mass around their working or measuring position to a minimum to belittle. Different types of damping devices can be used, for example a bath Ks made of viscous liquid, in which a paddle-like approach K4 of the movable mass D is immersed or any other known damper arrangement.

F i g. 8 zeigt ein weìteres Ausführungsbeispiel eines Nivelliergerätes, in dem die bewegliche Masse eine Rotationsbewegung durchführt wie in der Aufhängevorrichtung nach F i g. 1 und 2. In diesem Fall empfiehlt es sich, die beiden Übertrager in gleichen Abständen auf gegenüberliegenden Seiten der von der Schnittlinie C der beiden sich kreuzenden und die Fäden der Aufhängevorrichtung enthaltenden Ebenen gebildeten Gelenkachse anzuordnen. Zu diesem Zweck hat die bewegliche Masse die Form eines im wesentlichen T-förmigen Pendels mit zwei Armen A5, A6, die nach der Seite von einem unter den unteren Verankerungen der Aufhängefäden liegenden Punkt aus vorragen, wobei jeder dieser Arme an seinem Ende das bewegliche Element eines Übertragers Nl bzw. N2 trägt, der jeweils so angeordnet ist, daß er auf die Abwärts- und Aufwärtsbewegung seines beweglichen Elementes anspricht. Die Übertrager können wie in Fig. 5 und 6 elektromagnetische Übertrager sein und einen sich bewegenden Anker aufweisen, der mit den Polen eines E-förmigen Magnetkernes zusammenwirkt, der auf seinem mittleren Profililausch eine Wicklung aufweist. Die Übertrager können jedoch (ebenso wie bei der Ausführungsform nach Fig. 5 und 6) auch auf verschiedene andere Weise angeordnet und ausgebildet sein. Fig. 8 zeigt als Abwandlung einen elektromagnetischen Übertrager, der einen Topfmagneten aufweist, in den ein stabartiges, bewegbares Element Na bzw. N4, das von einem zugeordneten Arm bzw. A6 der beweglichen Masse A getragen ist, mehr oder weniger tief nach Maßgabe der Bewegung der Masse A eintaucht. Dadurch wird die Induktanz einer in den Stromkreis der Magnetspule geschalteten Spule N5 verändert. Die Spulen der beiden Übertrager steuern eine Brückenschaltung in der gleichen Weise wie. die Spulen La, L4 design Fig. 7 gezeigten Stromkreises. F i g. 8 shows another embodiment of a leveling device, in which the movable mass performs a rotational movement as in the suspension device according to FIG. 1 and 2. In this case it is advisable to use the two transformers in equal distances on opposite sides of that from section line C of two intersecting levels containing the threads of the suspension device to arrange formed joint axis. For this purpose, the movable mass has the In the form of a substantially T-shaped pendulum with two arms A5, A6, which follow the Side from a point below the lower anchorages of the hanging threads protrude from, each of these arms at its end the movable element of a Transformer Nl or N2 carries, which is each arranged so that it is on the downward and responsive to upward movement of its movable member. The transformers can as in Figs. 5 and 6 electromagnetic transducers and a moving one Have armature that interacts with the poles of an E-shaped magnetic core, which has a winding on its middle profile. The transformers can however (as in the embodiment according to FIGS. 5 and 6) also to different ones be arranged and designed in another way. Fig. 8 shows a modification electromagnetic transformer, which has a pot magnet into which a rod-like, movable element Na or N4, which is of an associated arm or A6 of the movable Mass A is carried more or less deeply depending on the movement of the mass A dips. This will increase the inductance one connected to the circuit of the solenoid Coil N5 changed. The coils of the two transformers control a bridge circuit in the same way as. the coils La, L4 design Fig. 7 circuit shown.

Das Nivelliergerät nach Fig. 8 ist in der oben beschriebenen Weise mit Anschlägen versehen, um eine Bewegung der beweglichen Masse in einer anderen als der Arbeitsrichtung praktisch zu verhindern und um weiterhin die Bewegung in der Arbeitsrichtung zu begrenzen, damit die Gefahr einer Beschädigung der Fäden der Aufhängevorrichtung herabgesetzt wird. So sind in den Wandungen des Rahmengestells der Vorrichtung Einstellschrauben Q vorgesehen, deren abgerundete Enden in der Bewegungsbahn der beweglichen Masse A liegen und so deren Bewegung in der Arbeitsrichtung begrenzen. The leveling device of Fig. 8 is in the manner described above provided with stops to move the moving mass in another than practically preventing the direction of work and to continue moving in to limit the working direction, thus the risk of damaging the threads the suspension device is lowered. So are in the walls of the frame the device adjusting screws Q are provided, the rounded ends of which are in the path of movement of the movable mass A and thus limit its movement in the working direction.

Weiterhin sind ähnliche Begrenzungsschrauben Qt in der vorderen und der hinteren Wandung des Rahmens vorgesehen, die nahezu und mit sowenig Spiel wie möglich gegen die Oberflächen des beweglichen Teiles A und der Arme A5, A6 anschlagen, um eine seitliche Bewegung der beweglichen Masse praktisch zu verhindern. Eine Aufwärtsbewegung der beweglichen Masse ist ebenfalls im wesentlichen durch eine an dem Aufhängeblock B befestigte Begrenzungsschraube Q8 verhindert, die nahezu gegen die Oberfläche der beweglichen Masse anschlägt. Fig. 8 zeigt außerdem eine andere Ausführungsform einer Einrichtung zur Dämpfung der Bewegung der beweglichen Masse, wobei zwei Zylinder Q4, Q5 mit Tauchkolben verwendet werden, deren bewegliches Element jeweils von einem der seitlichen Arme A5 und A6 der beweglichen Masse getragen wird. Furthermore, similar limiting screws Qt are in the front and the rear wall of the frame is provided, which is almost and with as little play as possible to strike against the surfaces of the moving part A and the arms A5, A6, in order to practically prevent lateral movement of the movable mass. An upward movement the movable mass is also essentially by one on the suspension block B fixed limiting screw Q8 prevents it from being nearly against the surface the moving mass strikes. Fig. 8 also shows another embodiment a device for damping the movement of the movable mass, wherein two cylinders Q4, Q5 are used with plungers, the moving element of which is each supported by a the lateral arms A5 and A6 of the movable mass.

Das Nivelliergerät dient sowohl in der in den Fig. 5 und 6 gezeigten Form als auch in der nach Fig. 8 hauptsächlich zum genauen Messen sehr kleiner Abweichungen von der Waagerechten, kann jedoch gegebenenfalls auch als Nullageumeßgerät oder als Vorrichtung zur Feinmessung bzw. zur Ablesung von Skalenzwischenwerten innerhalb einer auf größere Winkeländerungen ansprechenden oder diese messenden Vorrichtung, z.B. in einem Neigungsmesser, verwendet werden. Eine solche Ausführungsform der Erfindung ist in den F i g. 9 und 10 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist das Nivelliergerät R zusammen mit seinem Anzeigegerät Rl drehbar in dem Gehäuse S des Neigungsmessers hinter einem Fenster 9 angeordnet, wobei die Drehbewegung z.B. mittels eines von Hand betätigbaren Drehknopfes s2 bewirkt wird. Der. drehbare Körper trägt eine durchsichtige Skala 8a, die an einer Lichteinlaßöffnung S4 des Gehäuses vorbeiläuft und in bekannter Weise durch bzw. gegen eine Ablesemarke oder einen Nonius mittels eines Mikroskops S6 betrachtet werden kann, das in einem aus der Oberseite des Gehäuses S herausragenden Tubus Se angeordnet sein kann. Die zugeordneten elektrischen Schaltkreise können in von dem drehbaren Körper getragenen Behältern T untergebracht sein. The leveling device is used in both that shown in FIGS Form as well as that according to FIG. 8 mainly for the precise measurement of very small deviations from the horizontal, but can also be used as a zero position meter or as a device for fine measurement or for reading intermediate scale values within a device that responds to or measures larger changes in angle, e.g. in an inclinometer. Such an embodiment of the Invention is shown in FIGS. 9 and 10 shown. In this embodiment is the leveling device R together with its display device Rl rotatable in the housing S of the inclinometer is arranged behind a window 9, the rotational movement e.g. by means of a manually operated rotary knob s2. Of the. rotatable Body carries a transparent scale 8a, which is attached to a light inlet opening S4 of the Housing passes and in a known manner by or against a reading mark or a vernier can be viewed by means of a microscope S6, which in a the top of the housing S protruding tube Se can be arranged. The assigned electrical circuits can be in containers carried by the rotatable body T be housed.

Bei der praktischen Anwendung befindet sich der Zeiger des Anzeigegerätes Rl an dem einen Ende seiner Skala, sobald das Neigungsmeßgerät in seine Meßlage gebracht wurde. Der Drehknopf S2 wird so lange betätigt, bis der Zeiger des Anzeigegerätes von dem Ende seiner Skala wegwandert und damit anzeigt, daß das Nivelliergerät R annähernd lotrecht steht. Der Drehknopf S2 wird nicht mehr weiter gedreht, sobald sich ein Skalenstrich der Skala S3 bei Betrachtung durch das Mikroskop genau in der Ablesestellung befindet, so daß dann die Abweichung der Anzeige des Anzeigegerätes Rl von seiner Nullage den erforderlichen Korrekturwert liefert, der zu der Ablesung auf der Skala Ss addiert werden muß. Die Abstände zwischen aufeinanderfolgenden Skalenstrichen der Skala S3 sollen natürlich der vollen Länge der Skala des Anzeigegerätes Rl entsprechen. So ist es z. B. leicht möglich, eine Genauigkeit von beispielsweise 5 Bogenminuten durch direktes optisches Ablesen der Skala S3 ZU erhalten. Falls die Skala des Anzeigegerätes einen Bereich von 5 Bogennimuten überdeckt und in diesem Bereich 60 Skalenteile enthält, so kann der endgültige Meßwert mit einer Genauigkeit von 5 Bogensekunden oder durch Schätzung von bis zu 21/2 Bogensekunden abgelesen werden. Gegebenenfalls kann das Meßgerät dazu verwendet werden, um von einem Nonius od. dgl. abgelesenen Unterteilungen der Skala Ss weiter zu unterteilen. In practical use, the pointer of the display device is located Rl at one end of its scale as soon as the inclinometer is in its measuring position was brought. The rotary knob S2 is operated until the pointer of the display device moves away from the end of its scale, indicating that the R is approximately perpendicular. The rotary knob S2 is not turned any further, as soon as When viewed through the microscope, a graduation mark on the S3 scale is exactly in the reading position is, so that then the deviation of the display of the display device Rl supplies the necessary correction value from its zero position, which is related to the reading must be added on the scale Ss. The distances between consecutive Graduations of the scale S3 should of course correspond to the full length of the scale of the display device Rl correspond. So it is z. B. easily possible, an accuracy of for example 5 arc minutes by direct optical reading of the scale S3 ZU obtained. If the scale of the display device covers an area of 5 arcuate grooves and in this The range contains 60 divisions, so the final reading can be made with an accuracy read from 5 arcseconds or by guessing up to 21/2 arcseconds will. If necessary, the measuring device can be used to measure from a vernier od. The like. Read subdivisions of the scale Ss to further subdivide.

Die oben beschriebene Meßvorrichtung wurde hauptsächlich im Hinblick auf genaue Messungen sehr geringer Abweichungen von der Waagerechten erläutert. Es ist jedoch ersichtlich, daß sie gewünschtenfalls auch zur Messung größerer Neigungen mit einem geringeren Genauigkeitsgrad ausgebildet sein kann. The above-described measuring device was mainly made in view of explained on precise measurements of very small deviations from the horizontal. It can be seen, however, that they can also be used to measure larger slopes if desired can be designed with a lower degree of accuracy.

Claims

Claims: 1. Suspension device for measuring or display devices, especially for precision devices for leveling or for measuring a deviation from the horizontal, with one swinging by means of threads on a frame suspended mass, characterized in that the movable mass (A or D) suspended from the frame (B or E) using five threads (C1 .... or .1 ... F5) of which at most three lie on converging straight lines and at most three lie in one and the same plane, with at most two in one and the same plane Level and parallel to each other and the five threads are constantly taut are held, and the movable mass one degree of freedom relative to the frame possesses and the five threads are arranged such that a perpendicular through the Center of gravity of the moving mass going straight line in its zero position between the fastening points the threads through both the frame and the movable mass runs and that two (Ct, Cs or F3, F4, etc.) of the five threads in opposite directions Directions are inclined to a plane laid by this perpendicular straight line, which perpendicular to the direction of the measurement movement of the mass.

2. Suspension device according to claim 1, characterized in that the one degree of freedom for the movable mass is the freedom of rotation or rotational movement is, where the five threads ...... C5) lie on straight lines in the zero position, all of them intersect a single straight line (C), which is the instantaneous axis of rotation of the movable mass forms or runs parallel to this.

3. Suspension device according to claim 2, characterized in that in the zero position three (Ca, C, C5) of the threads in a first and the other two (Cl, C2) lie in a second plane, the intersection line (C) of the two planes represents the current axis of rotation or runs parallel to it.

4. Suspension device according to claim 3, characterized in that in at least one of these two levels two threads (Ca, C4) in opposite directions Directions are inclined to the intersection line (C) of the two planes.

5. Suspension device according to claim 3 or 4, characterized in that that in the first of the two levels two (Ca, C4) of the under one considerable Angle to each other inclined threads on the movable mass (A) close to each other lying anchoring points are attached, while the third thread (C5) is attached to a from these anchoring points attached to the movable mass is.

6. Suspension device according to claim 1, characterized in that the one degree of freedom of the movable mass the freedom to perform a translational Movement is such that every straight line of motion of the mass during its entire Movement remains parallel to its original direction, with the movement increasing from a main translational movement in an essentially horizontal direction and a relatively small translational movement in one in general perpendicular direction.

7. Suspension device according to claim 6, characterized in that in the zero position the five threads ...... Fa) lie in parallel planes, with at least two are perpendicular to the direction of the main translational movement.

8. Suspension device according to claim 7, characterized in that the five threads lie in three parallel planes, namely two (Fa, F4) in one, two (Ft, F2) run in another plane and the fifth (Fs) run in a third plane.

9. Suspension device according to claim 8, characterized in that In each of the first two levels mentioned, the two threads (Ft, F3 or F2, F4) in opposite directions to one parallel to the fifth thread (F5) running straight lines inclined and at the movable mass (D) at close to each other Anchoring points are attached, while the fifth thread with the movable Ground is attached at a point from which the anchor points in the first the straight lines connecting the two planes.

10. Suspension device according to one of claims 1 to 9, characterized characterized in that stops (J, Jl, J2 or Qt, Q3) are provided on the frame are exhibiting a noticeable movement of the movable mass relative to the frame Prevent (E, G) from moving in a direction other than the intended one.

11. Suspension device according to claim 10, characterized in that that stops (Ht, H2 or Q) are also provided that define the range of motion limit the movable mass in the working or measuring direction.

12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that that means (Q4, Q5) are provided that the movement of the movable Damp mass, making them quickly their intended working position without noticeable Vibrations around this position.

Documents considered: German Patent No. 971 903; Zeitschrift für Vermessungswesen, 76 (1951), pp. 225 to 231,146; 79 (1954), P. 365; Zeitschrift für Instrumentenkunde, 5 (1885), p. 222; Zeiss-Opton, pamphlet Geo 7002/1, WII., 52, 7000.