DE2024787C3 - Nivellierinstrument mit selbsttätig horizontierender Ziellinie - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Nivellierinstrument init selbsttätig horizontierender Ziellinie und einer der Lotlinie zumindest angenäherten optischen Achse des Objektives und relativ zum übrigen Instrument um 180° drehbaren Teilen des Meßfernrohres, bei dem im Strahlengang ein optisch wirksames Glied so angeordnet ist, daß es bei Kippungen des Instrumentes dessen Ziellinie unter dem Einfluß der Schwerkraft stabilisiert.

Nivellierinstrumente dieser Art, die auch automatische Nivelliere genannt werden, haben gegenüber Nivellieren, welche mit Hilfe einer Röhrenlibelle vom Benutzer horizontiert werden, den großen Vorzug, daß sie nur groß mittels einer Dosenlibelle ausgerichtet werden müssen, während die für die Meßgenauigkeit maßgebende Feinhorizontierung der Ziellinie von der Stabilisierungseinrichtung, für welche auch die Bezeichnung Kompensator üblich ist, besorgt wird.

Die Lage der Ziellinie, die vom Kompensator nach erfolgter Grobhorizontierung immer wieder gleich eingestellt wird, kann dabei ohne weiteres vom Horizont abweichen. Für genaue Arbeiten muß sie deshalb vor Beginn der Messung in den Horizont einjustiert werden. Die hierzu üblichen Methoden sind umständlich und zeitraubend und verlangen spezielle Kenntnisse des Beobachters.

Während der Messung besteht nun aber keine Möglichkeit, zu überprüfen, ob der Justierzustand erhalten bleibt. Man ist deshalb darauf angewiesen, Meßverfahren anzuwenden, die eine Eliminierung des Justierfehlers gestatten. Hierzu ist vor allem das sogenannte Nivellieren aus der Mitte geeignet. Für viele Aufgaben der Praxis sind solche Verfahren aber schwierig oder gar nicht anwendbar.

Für höhere Genauigkeitsansprüche ist es deshalb notwendig, den Justierzustand jederzeit einfach und schnell überprüfen zu können.

Bei konventionellen Nivellieren, bei denen die Herstellung der horizontalen Ziellinie mittels einer Libelle erfolgt, ist diese Aufgabe seit langem gelöst. Man bildet hierzu das mit einer sogenannten Doppelschlifflibelle versehene Fernrohr so aus, daß es um einen Winkel von 180° gewälzt werden kann und erhält den genauen Horizont als arithmetisches Mittel der Ablesungen in beiden Fernrohrstellungen. Es ist dabei nur notwendig, die Libelle vor jeder Ablesung einzuspielen.

Um diesen Vorteil der Überprüfung der Justierung von einem Standpunkt aus bzw. der Eliminierung des Justierfehlers durch Mittelbildung aus zwei Ablesungen auch bei automatischen Nivellieren anwenden zu können, wurde schon vorgeschlagen, optisch wirksame Stabilisierungselemente im Strahlengang drehbar so anzuordnen, daß die Abbildungsstrahleneintrittseite des Elementes mit seiner Austrittseite vertauschbar ist. Diese Lösung gestattet aber nur die Überprüfung des stabilisierenden Elementes selbst, während dem Justierfehler, die durch die Veränderung von anderen Teilen des Fernrohres, welche für die Lage der Ziellinie ebenso maßgebend sind, unentdeckt bleiben.

Letzteren Nachteil zu beseitigen, macht sich ein anderer, aus der DE-OS 14 48 620 bekanntgewordener ίο Vorschlag zur Aufgabe. Dort wird zu diesem Zweck vorgeschlagen, auch noch das Objektiv und die Zielmarke um 180° zu drehen. Die vorgesehene gleichzeitige Wälzung des Objektives sowie der Zielmarke und die Drehung des Kompensators is geschieht dabei um zwei verschiedene Achsen. Dies macht komplizierte Übertragungselemente nötig, wodurch ein solches Gerät aufwendig in der Herstellung und anfällig gegen Störungen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Nivellierinstrument mit selbsttätig horizontierender Ziellinie so auszustatten, daß die zunächst vorstehend allgemein erläuterten Nachteile vermieden werden, aber sich ?.uch gegenüber dem Gerät nach der zitierten Offenlegungsschrift eine weitgehende Vereinfachung des Aufbaues und damit die Eliminierung durch die dort notwendigen komplizierten Übertragungselemente möglichen Fehlerquelle ergibt.

Die Erfindung löst die Aufgabe ausgehend von dem eingangs beschriebenen Nivellierinstrument mit einer der Lotlinie zumindest angenähert optischen Achse dadurch, daß die drehbaren Teile, Objektiv, Fokussierlinse, Strichplatte und Kompensator zu einer Einheit zusammengefaßt sind und die Drehung um eine gemeinsame, zumindest angenähert lotrechte, instrumentenfeste Achse erfolgt.

Bei einem solchen Instrument ist eine Überprüfung der Ziellinie leicht möglich. Nimmt man z. B. an einer Teilung, die sich in einer gewissen Entfernung befindet, in bekannter Weise eine Ablesung vor, so hat man nun die Möglichkeit, den drehbaren Teil des Meßfernrohres, bestehend aus Objektiv, Kompensator und Fadenkreuz, um 180° zu drehen und eine zweite Ablesung vorzunehmen. Unterscheiden sich die beiden Ablesungen, so ist die Ziellinie nicht horizontal. Der Ort, in dem die genau horizontale Ziellinie die Latte treffen muß, ist dann definiert als arithmetisches Mittel aus den beiden Ablesungen.

Der Benutzer kann nun entweder die Ziellinie justieren, oder aber die fehlerfreie Ablesung jeweils in der beschriebenen Weise ermitteln. Dies ist ohne besonderen zusätzlichen mechanischen und damit störungsanfälligen Aufwand im Instrument möglich.

Der Erfindungsgedanke ist in der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es ist dort ein teilweiser Schnitt durch ein Präzisionsnivellierinstrument dargestellt.

In einem Gehäuse 1 ist ein rohrförmiges Teil 2 drehbar gelagert, in dem seinerseits das Objektiv 3 einschließlich der Fokussierlinse 3', der Kompensator 4 und die Strichplatte 5 gelagert sind. Der Kompensator ist mit einer Dämpfeinrichtung 6 versehen, die in bekannter Weise die Schwingungen zum Abklingen bringt.

Das wirksame Glied des Kompensators besteht aus der an einem Kreuzbandgelenk pendelnd aufgehängten .'itrichplatte 5, die das Fadenkreuz trägt. Selbstverständlich sind auch andere Prinzipien für den Kompensator möglich. So kann z. B. die Strichplatte 5 am Teil 2 fest

angebracht werden und die Kompensatorfunktion durch einen pendelnd aufgehängten Spiegel erfüllt werden. Auch kommen alle bisher als brauchbar erkannten Arten der Pendelaufhängung it. Betracht

Die von einem Zielpunkt ausgehenden Strahlen werden durch das Pentaprisma 8 in das Objektiv 3 umgelenkt Das Abschlußglas 9 schützt das Innere des Instrumentes vor Verschmutzung. Es ist als schwachbYechender Keil ausgebildet und dient des weiteren dazu, den Umlenkungswinkel auf genau 90° einzujustieren. Hierzu wird es in seiner Fassung verdreht Der Stellring 10 umschließt das Gehäuse 1. Er isi durch den Mitnehmer 11 mit deni Teil 2 verbunden. Das Teil 2 folgt also einer Drehung des Stellringes 10, wobei der Mitnehmer 11 in einem nicht näher dargestellten Radialschlitz des Gehäuses 1 umläuft Dieser Radialschlitz ist so ausgebildet daß der Drehwinkel des Sieliringes 10 bzw. des Teiles 2 auf 180° beschränkt wird

Die Drehachse des Teiles 2 muß nicht exakt mit der optischen Achse des Objektives 3 zusammenfallen, um die einwandfreie Funktion des Gerätes zu gewährleisten.

Die fehlerfreie Funktion ist ebenfalls gewährleistet, wenn die Ablaufrichtung der Fokussierlinse 3' unparallel zur optischen Achse des Objektives verläuft. Diese Eigenschaften des erfindungsgemäßen Gegenstandes wirken sich günstig auf die Herstellung aus.

Die Fokussierlinse 3' wird durch den Drehknopf 12 und das Ritzel 13 eingestellt Diese Einstellmechanik ist in dem Mitnehmer 11 gelagert Durch diese Maßnahme ist die Einstellung in beiden Meß-Stel!ungen möglich.

Das bei 5 entstehende Bild wird zusammen mit dem Fadenkreuz über die optischen Elemente 14 und 15 ii. die Ebene 16 weiter abgebildet und dort mit dem Okular 17 betrachtet

Das Pentaprisma 8 ist in einem Gehäuse 18 gefaßt welches mittels einer Stellschraube 19 verschoben werden kann. Die Verschiebung des Prismas erzeugt bekanntlich einen gleich großen Höhenversatz der Ziellinie. Dieser Höhenversatz wird mittels der Skala 20 und dem Index 21 gemessen. Skala 20 und Index 21 werden der bequemeren Ablesung wegen über optische Elemente in die Ebene 16 abgebildet.

Ein Höhenversatz der Ziellinie kann auch durch eine Kippung des Pentaprismas 8 erreicht werden. Die Art der Erzeugung des Höhenversatzes der Ziellinie und seine Messung hat keinen Einfluß auf den erfindungsgemäßen Gegenstand.

Das Unterteil 22 ist in üblicher Weise so ausgebildet, daß das ganze vom Gehäuse 1 umschlossene Oberteil mittels einer nicht dargestellten vertikalen Achse darin drehbar gelagert ist.

Die Einstellung eines Zieles erfolgt dabei mit dem Seitenfeintrieb 23. Die Fußschrauben 24 dienen dazu, die bei automatischen Nivellieren notwendige Grobhorizontierung vorzunehmen. Zur Anzeige der Horizontierung ist eine Dosenlibelle 25 vorgesehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Nivellierinstrument mit selbsttätig horizonüerender Ziellinie und einer der Lotlinie zumindest angenäherten optischen Achse des Objektives und relativ zum übrigen Instrument um 180° drehbaren Teilen des Meßfernrohres, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbaren Teile, Objektiv, Fokussierlinse, Strichplatte und Kompensator, zu einer Einheit zusammengefaßt sind und die Drehung um eine gemeinsame, zumindest angenähert lotrechte, instrumentenfeste Achse erfolgt