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Optischer Mehrfach-Abgriff für bandgehängte nordsuchende Kreiselmeßsysteme
Die Erfindung betrifft die Anordnung einer Autokollimationsfernrohreinrichtung (AF)
in Verbindung mit 2 ouer mehr Spiegeln, die in besonderer Weise an band- oder spannbandgehängten
Kreiselme#systemen angebracht sind.
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Bei bekannten Anordnungen von nordsuchenden Kreiselsystemen mit optischem
Abgriff ist der Kreisel mit horizontaler Achse an einem Tragband als Pendel aufgehängt,
so daß er unter der Wirkung des Meridianrichtmomentes, um die Hochachse drehend,
um eine Gleichgewichtslage schwingt. In der technischen Gestaltung wird allgemein
so vorgegangen, daß der Kreisel an seinem Innenrahmen (Gehäuse, Kappe) zentrisch
in einem Außenrahmen befestigt ist, der um die Hochachse drehbar auf einem Gestell
angebracht ist. Die erwünschte Selbsthorizontierung der Kreiselachse im Pendelgehänge
setzt eine entsprachendc Justage mit Prüfung des Ergebnisses voraus. Unter Zurhilfenabme
von Libellen wird die Hochachse des Au#enrahmens in die Vertikale gebracht, so daß
die Torsionsachse des Aufhängebandes auch in der Hochachse des Außenrahmens verläuft.
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Unter Bandnullage soll die Gleichgewichtslage der Kreiselachse verstanden
werden, um die sie-unter Drehung um die Hochachse bei nicht laufendem Kreisel frei
schwingt, wenn außer dem horizontierenden Schweremoment nur das Torsionsrichtmorent
des Bandes wirksam wird, Wenn nur das Tragband vorhanden ist und keine Störmomente
wirken, ist es die torsioflsfreie Ruhelage, bei Vorhandensein von weiteren Biege-
oder Torsionsbändern zur Stromzuführung an den Kreisel und/oder als Spannband kann
es auch eine Gleichgewichtslage der Momente sein, wenn nicht alle einzeln gleich
Null sind.
blit Anordnungen nach der Erfindung ist es möglich, die
Bandnullage des' Meßsystems bei nicht laufendem Kreisel unter unmittelbarer Beobachtung
in gewünschter Weise einzustellen und zu speichern, eine Wirkung, die zur weiteren
Erhöhung der Meßgenauigkeit und zur Kontrolle der Justierungen solcher Meßsysteme
seit langem erwünscht ist. Bei Vorhandensein eines Spannbandes kann die Bandnullage
kontrollierbar in systematischer Weise geändert werden.
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Weiter bietet der optische Mehrfach-Abgriff nach der Erfindung bei
der Kombination des Kreiselmeßsystems mit einem einzunordenden Gerät, z.B. mit einem
Theodolit, die Möglichkeit, direkt und ständig kpntrollierbar die azimutale Ausrichtung
beider Geräte zueinander mit hoher Genauigkeit vorzunehmen und oiese nach jeder
Trennung der Geräte im Rahmen der erhöhten Meßgenauigkeit wiederherzustellen. Es
entsteht die Freiheit, die AF entweder mit dem Außenrahmen des Kreiselgerätes feV:
oder relativ dazu um die Hochachse drehbar oder mit dem einzunordenden Gerät, z.B.
der Alhidade eines Theodolits, zu verbinden.
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Bei einem häufig angewendeten Meßverfahren ist es notwendig, den oberen
Bandkopf fest mit dem Drehlager der AF um die Hochachse zu verbinden, um den Bandkopf
unter ständiger Beobachtung der Kollimation im AF der freien Schwingung des Kreiselmeßsystems
um die Hochachse nachführea zu können und damit das Richtmoment des Bandgehänges
soweit als möglich zu eliminieren. Bei Vorhandensein nur eines Spiegels am Innenrahmen
des Kreisel meßsystems oder an einem Mast desselben, wie bislang üblich, muß die
Bandnullage aus Schwingungsbeobachtungen bei nicht laufendem Kreisel ermittelt und,
soweit erreichbar, auf die feste Marke des AF justiert werden. Diese Verbindung
darf dann nicht mehr gelöst werden änderungen der Bandnullage können dann nur als
Abweichungen gegen die feste Marke des AF festgestellt und berücksichtigt werden.
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Durch die erfindungsgemäße Einführung eines zweiten Spiegels am oberen
Bandkopf wird es dagegen möglich, eine Veränderung der Bandnullage am Vergleich
der Lage der beiden Spiegelbilder festzustellen und trotzdem der AF
die
für die Anwendung weiterer Neßverfahren, z. z.B. dem (hier nicht näher beschriebenen)
der Torsionswägung, nötige Freiheit der unabhängigen Verschwenkbarkeit um die Hochachse
zu geben, ohne daß die Kenntnis der Richtung der Bandnullage oder die Kontrolle
über eine Minderung derselben verloren geht.
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Wird die Strichplatte der AF nicht nur mit einer waagerechten, sondern
auch mit einer senkrechten Teilung versehen und werden als Zeigermarken für die
Teilstrahlengänge über die Spiegel unterscheidbare Strichmarken auf der Strichplatte
angebracht, wird es außer dem Vorbeschriebenen möglich, die Neigung der Normalen
des Spiegels am Bandkopf gegen die llori. ontale relativ zu der des selbsthorizoWtierten
Spiegels am Kreisel zu kontrollieren. bIan ist somit im Stande, während einer Messung
eine die Weisung beeinflussende Änderung der Anfangshorizontierung des Gerätes sofort
festzustellen und im Maß der Strichteilung zu messen. Insbesondere aber werden die
gefürchteten, durch Transportstöße möglicherweise hervorgerufenen Verrückungen von
Bauteilen, z.B. der Umlenkprismen in den Teilstrahlgängen, an der Änderung des Abstandes
der Spiegelbilder gegeneinander sofort erkennbar und an der Teilung meßbar. Die
Veränderung der Gerätkonstanten ist kontrollierbar.
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Aus dem letztgenannten Grunde wird man ferner Anordnungen anstreben,
bei denen die Spiegelnormalen möglichst in direkter Sicht vom Objektiv der AF erfaßt
werden können. Um diese Beschränkung zu umgehen und doch eine weitgehende Erhaltung
des vorgenannten Prinzips zu erreichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die
Strahlenteilung und -umlenkung vor dem Objektiv des AF durch einen einheitlichen
oder wenigstens verkittet zusammengesetzten prismatischen Glaskörper vorzunehmen,
der die nötigen voll- oder halbdurchlässigen Spiegelflächen trägt, damit die auf
diesem Teil der optischen Wege relativ zueinander mögliche Verdrehung ausgeschlossen
oder auf ein Minimum gebracht wird.
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Bei Verwendung eines spannbandgehängten Kreisels kann über die beiden
zur Bandnullageeinstellung und -überwachung vorgesehenen Spiegel hinaus erfindungsgemß
ein dritter Spiegel vorgesehen werden, und zwar am außenrahmenscitigcq Bandkopf
des Spannbandes.. Mit seiner hilfe und einer feinstellt und klemnibaren Anordnung
des außenrahmenseitigen Spannbandkopfes wird es möglich, auf der Teilung im AF meßbare
Verdrehungen der drei Spiegelnormalen gegeneinander vorzunehmen, die bei - aus besonderen
Messungen -bekanntem Zusammenhang zwischen einem Ausschlag des Spiegels am Innenrahmen
relativ
zu den Spiegelstellungen der Bandköpfe und dem Bandrichtmoment-Anteile des Tragbandes
und dem des Spannbandes zu einer nützlichen Erweiterung-des MeRverfahrens der Torsionswägung
führen.
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Die Anbringung des kreiselseitigen Spiegels fest am Innenrahmen oder
an einem damit verbundenen Mast läßt im allgemeinen einen Winkelbetrag zwischen
der gesuchten Richtung der Kreiselachse und der der beobachteten Spiegelnormalen
entstehen, der als Anteil einer additiven Gerätekonstanten üblicherweise durch Messungen
auf Meßlinien bekannter Richtung aus dem Unterschied zwischen der Istrichtung aus
der Messung (Weisung des Gerätes) und der Sollrichtung ermittelt wird. Bei Messungen
auf Meßlinien unbekannter Richtung ist dann diese Gerätekonstante als Korrektur
an der Weisung des Gerätes anzubringen. Es ist prinzipiell möglich, durch eine justierbare
Anbringung des Spiegels diesen Anteil der Gerätekonstanten zu Null zu machen, aber
nicht jederzeit unmittelbar kontrollierbar, ob nicht eine Dejustage eingetreten
ist. Es wird daher weiter vorgeschlagen, e i n e n ebenen mitrotierenden Spiegel
auf einem Achszapfen des Kreiselrotors anzubringen. Bei Kreisel rotoren, deren Achse
nicht mitläuft, ist der Spiegel an der Seitenfläche des Schwungringes anzubringen
oder herzustellen, z.B. als ebene Kreisringfläche oder aus mindestens 2 z. B. diametralen
Teilspiegeln. An der Qualität der Schärfe des Spiegelbildes ist die richtige Justierung
oder eine eingetretene Dejustierung der Spiegelnormalen aus der Parallelität zur
Kreiselachse unmittelbar und jederzeit erkennbar.
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Es ist ein früherer Vorschlag bekannt, demzufolge auf beiden Achszapfen
mitrotierende Spiegel angebracht werden. Aus der Beobachtung beider Spiegel mit
zwei getrennten Autokollimationsfernrohren und der Mittelung der beiden, um etwa
1800 verschwenkten Ablesungen auf einem Teilkreis wurde die Weisung gewonnen. Dieses
Verfahren ist nicht nur apparativ sehr aufwendig, sondern wegen der Art der Ablesung
mit weiteren Fehlermögllchkeiten behaftet und hat sich nicht durchgesetzt. Anscheinend
ist aber auch nicht erkannt worden, daß die Schärfe des Bildes von e i n e m ebenen
Spiegel, der mitrotiert, bereits eine unmittelb~are und durchgreifende Kontrolle
darstellt. Die Spiegelnormale ist im Rahmen der restlichen Bildunachärfe direkt
mit der gesuchten Kreiselachse identisch, alle Fehler aus Veränderungen der Lage
zwischen dem Kreiseirotor und dem Innenrahmen sind ausgeschaltet. Sie bildet
im
Bezugssystem der 2 oder mehr Spiegelnonmalen, die auf Parallelität auszurichte oder
deren Verschwenkungen gegeneinander zu messen sind, die auf eingetretene Veränderung
u n m i t t e 1 b a r kontrollierbare Pezugsrichtung. Infolgedessen ist mit einem
optischen Abgriff nach der Erfindung die bislang weitgehendste innere Kontrolle
eines nordsuchenden bandgehängten Kreiselmeßsystems möglich.
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Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Maßnahmen beschränken die aus
anderen Gründen wünschenswerte freie Wahl der Gestaltunqsmöglichlieiten nicht, sondern
erweitern sie. Es ist also ebenso möglich, den spiegeltrawenden oberen Bandkopf
in einer gewünschten Stellung zum Außenrahmen zu fixieren, wenn er zwecks Justierung
um eine Hochachse feinstellbar eingerichtet ist, oder den Bandkopf im Außenrahmen
drehbar anzuordnen und damit die Drehachse des Außenrahmens einzusparen, oder den
Bandkopf nach Justierung in die Kollimation seines Spiegels mit der Marke der AF
mit diesem zu klemmen und damit eine ständige Nachführung zusammen mit der dann
zur Hochachse des Außenrahmens notwendigerweise drehbar gelagerten AF zu bewirken.
Bei Kombination z. B. mit einem zentrisch oberhalb auf den Außenrahmen befestigten
Theodolit ist es zwecks Nachführung möglich, den Bandkopf mit der Alhidade in bereits
bekannter Weise zu verbinden, wobei der Außenrahmen dann nicht notwendigerweise
eine Drehlagerung um die Hochachse benötigt und die AF nicht notwendigerweise mit
der Alhidade verbunden werden braucht, sondern auch um den Außenrahmen drehbar gelagert
sein kann. Die erfindungsgemaßen Vorschläge können also bei zentrischen Anordnungen
von Kreiselgerät und einzunordendem-Gerät oberhalb oder unterhalb desselben, aber
auch bei exzentrischen Anordnungen nebeneinander angewendet werden. Insbesondere
bei der Kombination eines Winkelmeßgerätes, z.B. einen Theodolits, mit dem Kreisel
gerät ist der Vorteil, alle Einstellungen auf den vorhandenen Teilkreis des Theodolits
beziehen zu können, voll und mit hoher Genauigkeit ausnutzbar.
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Eine kostspielige und umfangreiche Teilkreiseinrichtung mit der Ablesevorrichtung
dafür wird am Kreiselgerät eingespart.
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Um die azimutale Ausrichtung der beiden kombinierten Geräte miteinander
zu erreichen, wird erfindungsgernäa ein weiterer Spiegel mit horizontaler Normalen
an dem elnzunordenen Gerät, z.B. an einer Vcrlängerung der Alhidadenachse eines
zentrisch auf dem Kreiselgerät befestigten Theodolits angebracht, der ebenfalls
von der AF über einen Teilstrahlengang erfaßt wird.
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Auch kann über einen Teilstrahlengang durch eine zwischengeschaltete
Optik eine Marke des Theodolitteilkreises in der AF ablesbar gemacht werden oder
umgekehrt deren feste Marke im Ablesefernrohr des Theodolits abgebildet werden.
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Da nicht sämtliche Bilder jederzeit und gleichzeitig beobachtet werden
müssen, sind erfindungsgemäß Maßnahmen vorgesehen, im einfachsten Falle Schieber,
die dazu dienen, -die nicht benötigten Strahlengänge nach Bedarf auszublenden. Damit
wird das Gesichtsfeld übersichtlich gehalten. Der Übersicht dienen ferner verschieden
ausgebildete Marken für die verschiedenen Teilstrahlengänge Der Ablesung der AF
kann sowohl das Okular- als das Projektionsbild dienen. Grundsätzlich können auch
AbgrifLverfahren mit Photozellen oder dergleichen zur Anwendung kommen. Die Autokollimationsfernrohreinrichtung
selbst kann sowohl mit geometrischer wie mit physikalischer Strahlenteilung hinsichtlich
der ausgehenden und reflektierten Strahlengänge arbeiten.
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Mit Hilfe der Figuren 1, 2a und b> 3a und b seien die wesentlichen
Merkmale der Erfindung an typischen Gestaltungsmöglichkeiten näher erläutert. Auf
die Darstellung der zur Erläuterung nicht notwendigen Funktionsteile, wie z.B. Stromzuführungsbänder
zwischen Außen- und Innenrahmen, ist der besseren Übersicht halber verzichtet worden.
Die Darstellungen sind zum Teil schematisiert und unnaßstäblich.
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In Figur 1 ist ein bandgehängtes Kreiselmeßsystem mit optischem Abgriff
von 2 Spiegeln dargestellt. Der Kreisel im Innenrahmen (Gehäuse, Kappe) 21 hängt
am Metallband 25, das über eine mehrteilige Bandkopfkonstruktion vom mehrteiligen
Außenrahmen, der hier auch die Funktion des Gestells übernimmt, getragen wird. In
bekannter Weise ist innenrabmenseitig das Band in der Bandfassung 23 befestigt und
der erste Spiegel 15 an einer rohrartigen Verlängerung (Mast) 26 angebracht. Neu
ist nun der zweite Spiegel 13 am zylindrischen Teil 27, der mit dem Schneckenrad
9 fest verbunden ist und mittels des im au#enrahmenfesten Bock 1 gelagerten Schneckentriebes
32 gegenüber dem Außenrahmen in jede gewünschte Stellung gedreht werden kann, da
er in einem Lager der Platte 30 drehbar ist. Die obere Bandfasnung 28 weist eine
abgesetzte zylindrische Verlängerung auf> auf der ein Flansch 5 mit dem Stift
3 befestigt ist; sie ist im Teil 27 drehbar gelagert. Mittels einer Zunge 8 am Flansch
5 kann durch die Feingewindeschraube 7 im Bock 6 eine Feinverstellung der oberen
Bndfassung relativ zum übrigen Bandkopf und nach
Abschluß dieser
Justierung mittels der Schraube 2 elne Klemmverbindung zur Herstellung der Einheit
Bandkopf vorgenommen werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Normalen beider
Spiegel unter Beobachtung in der AF -bei nicht laufendem Kreisel - in die gleiche
Vertikalebene zu stellen.
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Damit wird ein bestimmter Bandnullagevektor am Bandkopf jederzeit
abgreifr bar und mit ihm gegenüber dem Außenrahmen verschwenkbar gespeichert.
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Von der Autokollimationsfernrohreinrichtung (AF) ist hier nur das
Objektiv 14 in der Fernrohrfassung 12 dargestellt. Sie steckt in einer rohrförmigen
Aufnahme 11, die ihrerseits in einem rohrförmigen Teil 10 befestigt ist. Dieses
Rohr 10 ist zwischen den Deckplatten 24 und 30, 31 um die Hochachse drehbar so gelagert,
daß die AF in jede gewünschte Stellung geschwenkt werden kann, ohne daß der Bandkopf
oder der Außenrahmen dabei verdreht werden müssen.
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Der Außenrahmen wird vervollständigt durch die Platten 16 und 29,
die durch ein Rohr verbunden sind, von dem nur 2 diametrale Stege wie 17 belassen
werden, so daß hinreichende Fensterausschnitte für den Einblick mit der AF zur Verfügung
stehen. Ferner ist noch das rohrförmige Gehäuse 22 auf der Grundplatte 18 dargestelit,
die mittels 3 Feinstelischrauben wie 19 und einer Dosenlibelle 20 horizontiert werden
kann. Ein Deckel 4, z, B. durchsichtig aus Kunststoff, deckt den Bandkopf mit dem
Getriebe abe In Fig. 2 ist eine Strichplatte unter Verwendung der geometrischen
Strahlenteilung in der AF dargestellt,und zwar in Fig. 2a eine Azsicht der Strichplatte
201 mit einem zusammengesetzten Prismenkörper zur Beleuchtung der Marken und in
Fig. 2b ein Querschnitt durch Strichplatte und Prismenkörper.
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Die Strichplatte 201 trägt auf einem durchsichtigen telstretfen eine
waagerechte Teilung 202 und -eine senkrechte Teilung 203. Für jedes der beiden Spiegelbilder
209 und 216 ist in diesem Falle je eine verschieden ausgebildete Kreuzmarke 213
bzw. 217 im oberen und im unteren Teil der Strichplatte vorgesehen und zwar in Je
einem Fenster 205 bzw. 214 der undurchsichtig abgedeckten Teile 204 bzw. 215. Zur
Beleuchtung der beiden Fenster durch die Lampe 210 dienen die Prismenstreifen 208
bzw. 212 über verspiegelte thnlenkflächen wie 206 und 211. Die Prismenstreifen sind
mit dem Glasteil 20 zu einem Körper zusammengesetzt, z.B. durch Verkittung.
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Da die Autokollimationsfernrohrachse nur mit einer der beiden Spiegelnormalen
gefluchtet werden kann, ist es bei einer solchen Anordnung notwendig, beide Spiegel
mit kleiner Neigung der Normalen gegeneinander verkippt anzubringen, wenn - wie
bei diesem Beispiel gewünscht - die beiden Markenbilder nach Justierung der Spiegelträger
unmittelbar zur Deckung zu bringen sind.
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In der Darstellung sind die beiden ìlarkenbilder nicht in Deckung;
die Achse der AF ist so justiert, daß das Bild des Doppeistricllkreuzes vom Spiegel
am Kreisel sich bei frei schwingendem Meßsystem entlang der Mitte der waagerechten
Teilung bewegt. Die Selbsthorizontierung des Meßsystems ist also mittels einspielender
Libelle am Außenrahmen auf die AF übertragen worden. Dagegen liegt das Bild des
waagerechten Striches der einfachen Kreuzmarke, das vom Spiegel am Bandkopf stammt,
um einen an der senkrechten Teilung meßbaren Betrag aus der Mitte versc'nwenkt,
obgleich es anfangs darauf justiert war. An solchen Abstandsänderungen zwischen
den beiden Markenbildern sind auftretende Veränderungen in der Zuordnung unmittelbar
erkennbar. Im übrigen zeigt die Darstellung aber die wichtige Tatsache, daß der
Bandnullagevektor um einen an der waagerechten Teilung unmittelbar meßbaren Betrag
gegenüber der Anfangsjustierung verlagert hat; die senkrechten Balken der beiden
Markenbilder sind nicht mehr in Deckung.
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Fig. 3a zeigt im Aufriß, größtenteils geschnitten, Fig. 3b in einem
Querschnitt die Gestaltung eines Gerätes, das als (Meridian-) Kreiselrichttisch
bezeichnet wird, im Zusammenwirken mit einem zentrisch auf demselben angebrachten
Theodoliten, mit dem nach erfolgter Ausrichtung Azimute von Meßlinien bestimmt werden
können. Der Theodolit 334 ist aus dem Fuß 320 herausgenommen und dafür das Kreiselgerät
mit einem passenden Steckzapfen 316 in den Fuß 320 eingesetzt und mittels der Klemmschraube
319 fixiert worden.
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Der Fuß 320 ist in üblicher Weise auf einem Dreibein-Stativ 31&
befestigt und mittels seiner 3 Fußschrauben horizontiert worden. Der Kreisel 323
ist am Innenrahmen 325 mittels des Bandes 327 im Bandkopf 328 aufgehängt, seine
Achslage ist verschwenkbar in Art, wie bereits mit Fig. 1 beschrieben. Das Gehäuse
310 bildet den Außenrahmen, der vom Steckzapfen 316 getragen wird und oben eine
Steckhülse 332 trägt. In diese ist der Theodolit 334 mit seinem Steckzapfen 333
gesteckt und mittels der Klemmschraube 302 fixiert worden.
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Auf dem oberen Teil des entsprechend ausgebildeten Steckzapfens 316
des Kreisel gerätes ist ein Ring 321 um die Zapfenachse drehbar gelagert, dessen
Stellung mittels der Klemmschraube 315 fixiert werden kann. Mittels Kugellagers
ist auf ihm die ebenfalls um die Zapfenachse drehbare Tragplatte 322 abgestützt,
die mit der Zunge 314 von der in einer Gabel am Ring 321 gelagerten Tangentialschraube
313 relativ zum fixierten Ring 321 in kleinem Bereich feinverstellt werden kann.
Eine Grobverstellung zur Einschwenkung in eine beliebige
Richtung
kann nach Lösen der Klemmschrauben 315 vorgenommen werden.
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Es handelt sich also um eine im Prinzip bekannte Grob-Feinverstellvorrichtung;
die hier zu einer von der Aufstellung des Gerätes unabhängigen Verschwenkung der
Blickrichtung der AF benutzt wird, die auf der Tragplatte 322 befestigt ist.
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Die AF im Gehäuse 312 ist zur Erzielung einer kompakten Gestaltung
des « Gerätes in einer die Fernrohrachse zwischen Strichplatte 311 und Objektiv
306 mehrfach - wie 307 - abknickenden Bauart großer Brennweite ausgelegt, deren
Einzelheiten in Fig. 3a nur teilweise und schematisch angedeutet sind, da die Gestaltung
dieses Teiles nicht Gegenstand dieser Erfingung ist. Ebenso ist die Darstellung
der Beleuchtungseinrichtung im Einzelnen fortgelassen worden. Das Okular 305 der
AF ist so eingestellt worden, daß eine Projektion der Strichplatte 311 auf einer
Mattscheibe 304 erscheint, um die ermüdende direkte Betrachtung der Strichplatte
durch das Okular zu vermeiden.
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Auf der Fassung des Objektivs 306 ist die Halterung eins Prismenkörpers
308 befestigt, der in diesem Beispiel aus 3 Prismen verkittet ist, mit deren Hilfe
der Blick auf 3 Spiegel in verschiedener Höhe ermöglicht wird. Durch das untere
Prisma wird ein Teilstrahlengang gegebenenfalls auf einen der beiden Spiegel 324
am Kreisel, durch das obere Prisma auf einen Spiegel 331 an Theodolit geleitet.
Durch das mittlere Prisma ist die direkte Sicht auf den Spiegel 329 am BAndkopf
gegeben. Letzteres ist vorgesehen, um die Verb in dung des unteren und des oberen
Prismas zu einem in sich starren Körper zu ermöglichen. Denn offensichtlich hängt
es nur von der Verschwenkung der 3 Teilstrahlengänge außerhalb des Objektives gegeneinander
ab, wenn Fehler durch Verrückung von Bauteilen im Strahlengang vor dem Objektiv
als Abstandsänderungen der Markenbilder gegeneinander auf der Strichplatte erkannt
werden, nicht dagegen von Verrückungen im Strahlengang zwischen Objektiv und Strichplatte.
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Wenn die Deckung zweier M@arkenbilder, wie in Fig. 2a gezeigt, angestrebt
wird, ist die entsprechende Neigungsabweichung von der 45°-Neigung der Umlenkspiegelflächen
der Prismen bei der Herstellung des'Prismenkörpers besonders geeignet, die der Auslegung
des AF entsprechende konstante Neigung der Strahlengänge gegen die Horizontale an
dieser Stelle zu berücksichtigen.
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Zwet, auf der Flanke des Rotors 323 eines Kreiseltyps mit nicht ausgeprägter
Achse diametral zur Achse angebrachte kleine kreisförmige Planspiegel 324 als Teilflächen
einer gemeinsamen Spiegelebene zeigen sich nach erfolgter
Ausrichtung
als ausreichend, um eine hinreichende Kontrolle gegen eintretende Abweichungen ihrer
Normalen von der Parallelen zur Kreiselachse zu bewirken.
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Während das mit der Kreiseldrehzahl modulierte Bild von einem Teilspiegel
auch bei Neigung seiner Normalen gegen die Drehachse durch Neigung der Achse des
Teilstrahlenganges bis zur Fluchtung mit der Normalen des Teilspiegels für Augenbeobachtung
hinreichend scharf gestellt werden kann, wenn die als Luke wirkende Spiegelfläche
nur hinreichend groß ist, um eine ausreichende helligkeit zu ermöglichen, und eine
hinreichende Drehzahl die nötige Modulationsschärfe des Bildes ergibt, ist es sehr
unwahrscheinlich, daß sich beide Spiegelnormalen parallel verändern, wenn sich eine
Weisungsfehler verursachende Veränderung am Kreiselrotor einstellt. In diesem Falle
ist also selbst bei Nachjustierung der Teilstrahlengangachse kaum wieder der Eindruck
eines scharfen Bildes von den beiden zeitlich nacheinander entworfenen Spiegelbildern
zu erwarten. Bei Verwendung einer ebenen Spiegelfläche, die konzentrisch als Kreisring
auf der Rotorflanke angebracht ist, müssen die gleichen Bedingungen für jede lukengroße
Teilfläche des Spiegels und für deren Beobachtung erfüllt sein, wenn das genannte
Ziel erreicht werden soll. Diese Problematik tritt nicht auf bei Kreiseltypen mit
ausgeprägter mitrotierender Laufachse des Rotors. Ein zentrisch auf dem Achszapfen
angebrachter Planspiegel von ausreichender Lukengröße zeigt nämlich keine ausreichende
Bildschärfe, wenn seine Normale nicht hinreichend exakt parallel der Drehachse justiert
ist.
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Bei einer Gestaltung des optischen Mehrfach-Abgriffes in der hier
gezeigten Art wird also nicht nur eine unmittelbare Beziehung zwischen der meridianrichtungssuchenden
Kreiselachse und der Normalen des Bandkopfspiegels hergestellt, sondern auch mit
dem einzunordenden Theodoliten. Zu diesem Zweck ist im vorliegenden Beispiel ein
Verlängerungszapfen 330 im Inneren des hohlen Theodolitsteckzapfens 333 auf das
untere Ende der Alhidadenachse 301 abnehmbar befestigt. An seinem über die Steckzapfenlänge
unten herausragenden Ende ist der dritte Spiegel 331 befestigt1 der bei entsprechender
Einschwenkung der Alhidade über das obere Prisma des Prismenkörpers 308 das Markenbild
einer senkrechten Strichmarke im AF erscheinen läßt. Wenn diese mit dem Vcrtikalstrich
des Bildes der barke vom Kreiselspiegel in Deckung gebracht ist, kann mit dem Ablesefernrohr
des Theodolits eine Teilstrichablesung auf dem Teilkreis des Theodolits vorgenommen
werden, die der
Richtung der Horizontaiprojektion der Spiegelnormalen
entspricht. Ist die Kreiselachse in den Meridian eingeschwungen oder auf die berechnete
Heridianlage eingestellt, dann entspricht die Teilkreisablesung unmittelbar der
Meridianrichtung. Bei fainstellbar verdrehbarer Teilkreisanbringung kann der tlullstrich
unter die Ablesemarke gestellt werden, so daß alle Winkelablesungen mit dem Theodolit
ohne Reduktion auf die Meridianrichtung bezogen sind. Für die Benutzung des Zielfernrohres
zur Azimutbestimmung von Me#linien ist allerdings noch der Winkelbetrag zu beachten,
den die Normale das Spiegels 331 mit der Zielfernrohrachse aufweist. Es ist aber
mit einer geeigneten Hilfsvorrichtung z.B. einem optischen Adapter bei Aufsetzen
des spiegeltragenden Zapfens auf die Alhidadenachse mit hinreichender Genauigkeit
möglich, die Spiegelnormale mit der Zielfernrohrachse einzufluchten. Sinngemäß ist
zu verfahren, wenn andere Geräte als Theodolite auszurichten sind.
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Der Teilstrahlengang zum Spiegel 331 kann zur Erhaltung der Übersichtlichkeit
des Blickfeldes in der AF durch einen Schieber 303 abgeblendet werden, wenn nur
das Kreiselgerät beobachtet wird. Da bei der dargestellten Anordnung das Gehäuse
310 des Kreiselgerätes nicht drehbar, also der Verschwenkung der Spiegel 329 oder
324 nicht nachführbar ist, muß es Längsfenster wie 309 aufweisen, damit der Abgriff
nach obiger Beschreibung ermöglicht wird.
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Dies stellt nicht unbedingt eine Einschränkung dar, da im allgemeinen
Verschwenkungen über + 100 bei einem roh vorgenordet aufgestellten Gerät nicht vorkommen.
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Zur Vervollständigung der Beschreibung der dargestellten Anordnung
sei auf den mit "GDU" bezeichneten, im Gehäuse 326 untergebrachten, elektronischen
Gleichstrom-Drehstromumformar als Betriebsgerät für den Kreisel verwiesen, der samt
Beleuchtung z.B. aus einer am Stativ befestigten Batterie (11Batt11) 317 gespeist
wird. Er dient u.a. als verteiltes Gegengewicht für die AF auf der drehbaren Platte
322 und erlaubt in dieser Anordnung eine besonders kompakte Konstruktion der das
Kreiselgerät samt AF mit optischem Mehrfachabgriff und Betriebs gerät umfassenden
- und wegen der Abstimmung und Justierung zusammengehörigen - Einheit mit bequemer
Stromzuführung an den Kreisel und die Beleuchtungsstellen. Fig. 3b zeigt in der
Darstellung eines Querschnittes durch den Theodolitsteckzapfen die räumliche Verteilung
der vorgenannten Funktionsgruppen.