DE1258610B - Automatisches Nivellier - Google Patents

Automatisches Nivellier

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DE1258610B
DE1258610B DEC26147A DEC0026147A DE1258610B DE 1258610 B DE1258610 B DE 1258610B DE C26147 A DEC26147 A DE C26147A DE C0026147 A DEC0026147 A DE C0026147A DE 1258610 B DE1258610 B DE 1258610B
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telescope
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DEC26147A
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Dipl-Phys Christoph Kuehne
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Continental Elektronidustrie AG
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Continental Elektronidustrie AG
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/64Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
    • G02B27/646Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake
    • G02B27/648Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake for automatically maintaining a reference alignment, e.g. in self-levelling surveying instruments
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C5/00Measuring height; Measuring distances transverse to line of sight; Levelling between separated points; Surveyors' levels
    • G01C5/02Measuring height; Measuring distances transverse to line of sight; Levelling between separated points; Surveyors' levels involving automatic stabilisation of the line of sight

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Description

  • Automatisches Nivellier Die Erfindung betrifft ein Nivellierinstrument mit einem Fernrohr, bestehend aus einem Objektiv, einer in einer Bildebene des Fernrohrs angeordneten Zielmarke und aus einem Okular, bei dem im Abbildungsstrahlengang des Fernrohrs zwischen Okular und Objektiv ein in einer Aufhängung unter dem Einfluß der Schwerkraft pendelndes, vom Abbildungsstrahlengang entweder durchsetztes oder ihn reflektierendes optisches Stabilisierungselement zur selbsttätigen Stabilisierung der Zielachsenrichtung des Fernrohrs angeordnet ist.
  • Nivelliere dieses Aufbaus sind bekannt. Ihre Stabilisierungselemente - pendelnd gelagerte Strichplatten, Linsen oder Spiegel - sind im Abbildungsstrahlengang des Fernrohrobjektivs an Metallfäden oder -bändern pendelnd gelagert, und sie beeinflussen entweder die Richtung des abbildenden Büschels, oder aber sie steuern die Lage der Zielmarke derart, daß der Beobachter unabhängig von Neigungen des Nivelliers gegen die Horizontalebene stets in eine horizontale Richtung blickt.
  • Zur Aufrechterhaltung der Funktion des Nivelliers ist es erforderlich, daß zwischen dem Neigungswinkel des Instruments und jenem Winkel, den das optische Stabilisierungselement mit der Richtung des Lots einschließt, ein durch die jeweilige Konstruktion vorgegebenes festes Verhältnis für alle Neigungswinkel beibehalten wird. Dieses Verhältnis wird unter anderem durch das eigenelastische Verhalten der das Element tragenden Fäden oder Bänder bestimmt, und es wird deshalb erforderlich, die Funktion des Nivelliers von Zeit zu Zeit zu überprüfen.
  • Die Überprüfung ist entweder auf besonderen Prüfständen beim Hersteller des Instruments oder aber durch den Benutzer selbst möglich. Im Fall der Überprüfung durch den Benutzer bedarf es dazu besonders ausgewählter Prüfstrecken im Gelände und der Anwendung besonderer Prüfverfahren, die durch wiederholte Messungen mit dem Instrument nach Rechnung einen etwaigen Horizontalfehler erkennbar machen. Die Durchführung solcher Prüfungen ist deshalb umständlich und zeitraubend, weshalb sie vom Benutzer solcher Instrumente nur in größeren zeitlichen Abständen durchgeführt wird.
  • Die Erfindung befaßt sich deshalb mit der Aufgabe, Nivelliere der bekannten Ausbildung derart zu verbessern, daß ihre Funktionstüchtigkeit jederzeit durch den Benutzer des Instruments ohne besonderen zeitlichen Aufwand auch wiederholt überprüft werden kann. Die Verwendung besonderer zusätzlicher äußerer Hilfsmittel sollte dabei entbehrlich sein, und die Prüfung sollte sofort ohne Rechnung etwaige Funktionsfehler zeigen.
  • Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß das optische Stabilisierungselement in an sich bekannter Weise zusammen mit seiner Aufhängung um eine im wesentlichen vertikale Geräteachse um wenigstens 1800 drehbar gelagert ist, und darin, daß es bezüglich seiner optischen Eigenschaften symmetrisch ausgebildet ist.
  • Es sei in diesem Zusammenhang bemerkt, daß bereits Vorrichtungen zur Herstellung einer horizontalen Fluchtlinie mit einem pendelnd gelagerten Spiegel als Richtungsnormal bekanntgeworden sind, bei denen die Spiegel zur Kontrolle ihrer vertikalen Lage um eine vertikale Achse um 1800 drehbar gelagert und auf ihrer Rückseite verspiegelt sind.
  • Solche Vorrichtungen geben keinen Hinweis auf die erfindungsgemäße Anordnung, weil in den bekannten Vorrichtungen zur Herstellung der Fluchtlinie Autokollimationsbeobachtungen - durchgeführt werden müssen. Das ist bei dem Nivellier nach der vorliegenden Erfindung nicht der Fall. Vielmehr läßt sich die Funktion des Nivelliers durch einfaches Anvisieren eines beliebigen entfernten Ziels und Umschlagen des Stabilisierungselements in seine zweite Arbeitslage prüfen. Durch die optisch symmetrische Ausbildung des Stabilisierungselements wird dabei erreicht, daß sich Funktionsfehler durch Beobachtung des Zielbildes in der Bildebene des Fernrohrs selbst zeigen, da in beiden Arbeitslag- des optischen Elements die optischen Abbildungsverhältnisse im Fernrohr die gleichen sind.
  • Die Erfindung läßt sich bei Verwendung beliebiger Stabilisierungselemente, z. B. also bei Verwendung pendelnd gelagerter Linsen, Spiegel, Prismen oder Strichplatten, anwenden, sofern dafür Sorge getragen wird, daß die Stabilisierungselemente bei Drehung die Abbildungsverhältnisse im Fernrohr nicht ändern.
  • So muß die Bildebene des Fernrohrs für beide Stellungen des Stabilisierungselements an demselben Ort liegen.
  • Die Zeichnungen erläutern die Erfindung.
  • Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht des Nivelliers, teilweise im Schnitt, Fig.2 eine Draufsicht auf die Stabilisierungseinrichtung, einem Schnitt entlang der Linie 11-11 entsprechend.
  • In einem Gehäuse 1 ist ein Objektiv 2, dessen hinterer Hauptpunkt hinter der letzten Linsenfläche liegt, gelagert. In dem hinteren Hauptpunkt befindet sich der Kreuzungspunkt einer auf einem Markenträger 3 angeordneten Marke 4. Der Markenträger 3 ist mit der letzten Linse verkittet. Hinter dem Objektiv 2 befindet sich ein in Richtung der optischen Achse des Objektivs 2 verschiebbares Fokussierprisma 5. Die Verschiebung des Prismas 5 erfolgt über einen Stellknopf 6, einen Winkelhebel7 und eine Stellstange 8. Mit 9 ist eine Feder und mit 10 eine Führung bezeichnet. An die Genauigkeit der Führung des Fokussierprismas 5 wird keine große Anforderung gestellt, da die Verkippung dieses Prismas, wie bekannt, zu keinen Zielfehlern führt.
  • 11 bezeichnet einen pendelnd aufgehängten Spiegel, der auf seiner Vorder- und Rückseite verspiegelt ist und der die Lichtstrahlen über das Fokussierprisma 5 in die in der hinteren Hauptebene gelegene Bildebene zurückwirft. Der Spiegel 11 ist in dem Bauteil 12 gelagert, welches mittels des Rändellinopfes 13 um 1800 um eine vertikale, den Abstand der beiden spiegeinden Flächen voneinander halbierende Drehachse drehbar ist. Die Verdrehung wird durch nicht dargestellte Anschläge begrenzt.
  • Das den Spiegel 11 tragende Pendel ist, wie aus der F i g. 1 entnommen werden kann, streng symmetrisch aufgebaut. Die Bewegungen des Pendels sind mittels der aus einem mit dem Bauteil 12 in Verbindung stehenden Kolben 13' bzw. 13" und einem an dem Pendel befestigten Zylinder 14 bzw. 14' bestehenden Dämpfungseinrichtung gedämpft. 15, 15' bezeichnen Schrauben zur Ausschlagsbegrenzung. Der Schwerpunkt des Pendels kann durch die verstellbaren Gewichte 16, 16' und 17 einjustiert werden. Das Pendel ist an einer Kreuzfederaufhängung befestigt. Die Federbändchen sind mit 18, 19 und 18', 19' bezeichnet. Der Spiegel 11 ist in der Fassung 20 in einer Dreipunktlagerung mit einem federnd ausgebildeten Lagerpunkt gelagert. Er kann in seiner Fassung gedreht werden, so daß die obengenannte Bedingung für die Ausrichtung der beiden spiegelnden Flächen auch dann erfüllt werden kann, wenn diese Flächen nicht parallel zueinander sind. An dem mit dem Bauteil 12 in Verbindung stehenden Teil 21 sind Ansätze 22, 22' befestigt, in die die Zapfen 24, 24' eingeschraubt sind, die in Bohrungen in den am Pendel befestigten Teilen 23, 23' eingreifen und die die Bändchen 18, 19, 18', 19' vor zu großer Beanspruchung, etwa bei Stößen, schützen.
  • Das in der hinteren Hauptebene befindliche Bild wird über das Okular 32 und Umlenkprismen, von denen lediglich das eine Prisma 25 sichtbar ist, betrachtet. 26 bezeichnet die Planplatte eines Mikrometers, die über einen nicht sichtbaren Mikrometertrieb verstellt werden kann. Eine aus Glas bestehende Abschlußplatte 27 schützt das Geräteinnere vor Verschmutzungen. Die Abschlußplatte ist als Keilplatte ausgebildet und kann zu Justierzwecken herangezogen werden, indem sie in ihrer Fassung verdreht wird.
  • Die für die Grobhorizontierung notwendige Dosenlibelle28 ist im Inneren des Gehäuses angeordnet.
  • Sie wird durch ein Fenster 29 beleuchtet und kann durch den Einblick 30 über das Prisma 31 beobachtet werden.
  • Die vertikale Drehachse des Gerätes fällt mit der Drehachse der Stabilisierungseinrichtung zusammen, was konstruktive Vorteile mit sich bringt. Sie geht ferner durch den vorderen Hauptpunkt, wodurch die durch eine schiefstehende Drehachse verursachten Zielfehler unterdrückt werden. Mit 33 ist der Drehknopf für die Feinverdrehung des Gerätes um die vertikale Achse bezeichnet.
  • Die Wirkungsweise des dargestellten Gerätes sowie die Durchführung der Kontrolle der Stabilisierungseinrichtung ergeben sich von selbst aus der Fig. 1 in Verbindung mit dem in derBeschreibungseinleitung Gesagten, so daß es sich erübrigt, näher hierauf einzugehen.
  • Zweckmäßig bildet man Geräte nach der Erfindung derart aus, daß die Justiermittel, die zur Justierung der Lagerung des Kompensators bzw. der Funktion des Kompensators dienen, im Gehäuse des Gerätes zugänglich angeordnet sind. In diesem Fall gestattet es die Erfindung, daß Geräte dieser Ausbildung durch den Benutzer der Geräte selbst neu justiert werden, sofern ein Funktionsfehler am Kompensationselement auftritt.

Claims (3)

  1. Patentansprüche: 1. Nivellierinstrument mit einem Fernrohr, bestehend aus einem Objektiv, einer in einer Bildebene angeordneten Zielmarke und aus einem Okular, bei dem im Abbildungsstrahlengang des Fernrohrs zwischen Okular und Objektiv ein in einer Aufhängung unter dem Einfluß der Schwerkraft pendelnd gelagertes, vom Abbildungsstrahlengang entweder durchsetztes oder ihn reflektierendes optisches Stabilisierungselement zur selbsttätigen Stabilisierung der Zielachsenrichtung des Fernrohrs angeordnet ist, d a d u r ch gekennzeichnet, daß das optische Stabilisierungselement (11) in an sich bekannter Weise zusammen mit seiner Aufhängung (21, 18, 18', 19, 19') um eine im wesentlichen vertikale Geräteachse (12) um wenigstens 1800 drehbar gelagert ist7 und dadurch, daß es bezüglich seiner optischen Eigenschaften symmetrisch ausgebildet ist.
  2. 2. Nivellierinstrument nach Anspruch 1 mit einem Spiegel als Stabilisierungselement, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel (11) als Planspiegel ausgebildet, im Abstand der halben Bildweite hinter dem Fernrohrobjektiv (2) angeordnet und rückseitig verspiegelt ist.
    In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 785 792; Patentschrift Nr 20 024 des Amtes für Erfindungs-und Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands; französische Patentschrift Nr. 355 230; Vermessungstechnische Rundschau, 23 (1961), S.
  3. 3, Bild 5 und 6.
DE1962C0026147 1962-02-02 1962-02-02 Automatisches nivellier Expired DE1258610C2 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1962C0026147 DE1258610C2 (de) 1962-02-02 1962-02-02 Automatisches nivellier
CH36563A CH403316A (de) 1962-02-02 1963-01-11 Optisches abbildendes System mit sich selbsttätig horizontierender Ziellinie
GB406063A GB1025931A (en) 1962-02-02 1963-01-31 Improvements in or relating to optical image forming systems

Applications Claiming Priority (1)

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DE1258610B true DE1258610B (de) 1968-01-11
DE1258610C2 DE1258610C2 (de) 1975-04-10

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ID=7018045

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CH (1) CH403316A (de)
DE (1) DE1258610C2 (de)
GB (1) GB1025931A (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20024C (de) * C. G. röder in Leipzig Automatisch wirkender Sandstreu- und Wasseraufgufs-Apparat
FR355230A (fr) * 1905-06-09 1905-10-26 Gaud Hugon Niveau universel à réflexion normale
DE1785792U (de) * 1957-07-30 1959-03-26 Habil Heinz Dr Ing Wittke Kompensator fuer nivellierinstrumente.

Patent Citations (3)

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Also Published As

Publication number Publication date
GB1025931A (en) 1966-04-14
DE1258610C2 (de) 1975-04-10
CH403316A (de) 1965-11-30

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