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Die Erfindung richtet sich auf einen auf einem Stativ gel a<ierten
und in ihm
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um eine vertikale Achse drehbaren Vermessungskreiselkompaß mit in
einem Gehäuse an einem Band aufgehängtem Kreiselpendel.
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Cs ist bei Vermessungskreiselkompassen bekannt, die Bandaufhängvorrichtung
van Gerätegehäuse abzukuppeln und gleichzeitig an die Alhidade des Theodoliten anzukuppeln.
Damit ist die Messung bei beliebiger anfänglicher Orientierungsablage von geographisch
Nord, d.h. ohne Vororientierung möglich. Außerdem ergibt sich eine geringe Torsionsbeanspruchung
des Bandes.
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Diese geringe Torsion des Bandes ist allerdings nur dann erreichber,
wenn hierbei die Alhidade des Theodoliten der Kreiselschwingung kontinuierlich nachgeführt
wird und vor der abschließenden Richtungsübertragung mit dem Xleodoliten die Bandaufhangungsvorrichtung
wieder am Gerätegehäuse angekuppelt wird.
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Außerdem können bei einem solchen Vernessungskreiselkarpaß große magnetische
und gravitationsphvsikalische Deviationsmomente zwischen dem Richtung gebenden System
und dem Gerätegehäuse auftreten.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Vermessungskreiselkompaß zu schaffen,
mit dem eine freie Nachführbarkeit aus beliebiger Orientierungsablage von geographisch
lbrd ohne schädliche Torsionsbeanspruchung des Bandes möglich ist, die beim bekannten
Vernssungskre iselkarpaß unvermeidlichen magnetischen und aravitationsphysikalischen
Deviationsmcmente ausgeschaltet sind und außerdem der Theodolit auch während der
Kreiselmessung für Winke1nssungen frei zur Verfügung steht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gerätegehäuse
n.lch der für die Messung notwendigen Horizontierung und Zentrierunq auf einem stativfesten
Lager um die vertikale Achse frei drehbar bleibt, die Bandtorsion durch Begrenzungsanschläge
auf wenige Winkelgrade beschränkt ist und das Kreiselpendel an seinem unteren und
oberen Ende jeweils von einer Begrenzungsvorrichtung mit geringem Luftspalt zum
Gehäuse umgeben ist.
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Mit diesen Maßnahmen wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe
gelöst und außerdem werden Biegemomente an der Einspannstelle des Bandes beim Anschlag
an die Begrenzungsanschläge vermieden.
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Die am oberen Ende des Kreiselpendels vorgesehene Begrenzungsvorrichtung
ist vorzugsweise als den Spiegelmast umgebende Scheibe ausgebildet und begrenzt
mögliche gegenphasige Pendelschwingungen auf Amplituden < 5' und die translatorische
Verschiebung des Systems auf <0,15 mn.
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Die am unteren Ende des Kreiselpendels vorgesehene Begrenzungsvarrichtung
ist vorzugsweise als Begrenzungsring ausgebildet und schützt das Band vor unzulässigen
Biegebelastungen an den Einspannstellen. Dieser Ring begrenzt mögliche Pendelschwingungen
auf Amplituden <5' und mogliche translatorische Verschiebungen des MeBsysbems
bei HorizontaIstößen < 0,35 mm.
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Wird in weiterer Ausbildung das Kreiselpendel zwischen den beiden
Begrenzungsvorrichtungen von j ustier- und hor i zantierbaren Arretierungs segmenten
umgeben, dann wird das freischwingende, endarritierte ßsvstem bei Stoßeinwirkung
auf eine Höhenverschiebung von maximal 0,15 mn begrenzt.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung sind auf einem Zwischenboden
im unteren Teil des Gerätegehäuses zwei justierbare Begrenzungsanschläge angeordnet,
die in werbindung mit einem am unteren Ende des Meßsystems befestigten Anschlagstift
die azimutalen Verdrehungen des Meßsysbems auf wenige Winkelgrade begrenzen und
sanit die Torsionsbeanspruchung des Bandes klein halten.
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Drei um 1200 versetzte, im Zwischeoooden eingeschraubte Stoßsicherungsschrauben
sind mit geringem Spaltabstand gegen das untere Ende des Meßsystems gerichtet.
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Der Luftspalt beträgt dabei zweckmäßig 0,030 mm. Die Stoßsicherungsschrauben
schützen das Band vor Uberlastung beim Einwirken von Vertikalstößen mit Anplituden
< 0,030 mm.
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In weiterer Ausbildunq der Erfindung ist am Bandkopf eine IIöhenfeineinstellvorrichtung
vorgesehen, die zwischen Freihang und arretiertem Zustand nXjITliche Höhenverschiebungen-:
0,01 mn begrenzt.
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Werden die angegebenen Schutzvorrichtungen für das Tragband erfindungsgemäß
vor wendet, so sind für das Tragband keine meßbaren irreversiblen Bandnullagenänderungen
mehr möglich. Wbnn man darüber hinaus verfahrensmäßig den Temperaturgang des Tragbandes
eliminiert, z.B. durch Messen und Einlesen der Gerätetemperaelr in einen internen
Rechner und anschließender Temperaturkorrektur, so wird die Weisungsgenauigkeit
durch das Tragband nicht mehr vermindert.
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Damit kann aber von der üblichen, von allen Geräteherstellern genauer
Vermessungskreiselkatpasse praktizierten Auswahlregel, gemäß der DB/DK möglichst
klein, beispielsweise je nach Gewicht des Kreiselpendels in der Größenordnung von
0,15 bis 0,3, zu halten ist, abgegangen werden.
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Ohne spürbare Verminderung der Genauigkeit können nunmehr Ränder bis
zum Verhältnis DB/DK = 10 verwendet werden.
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Egrenzt wird die Verhältniszahl DB/DK nunmehr nur noch durch das Auflösunosvernögen
des verwendeten optischen Abgriffs.
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Verwendet man somit ein Band mit relativ großer Torsionssteifigkeit,
was erfindungsgemäß möglich ist, so ergeben sich augenscheinliche Vorteile.
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Die MeBzeit für die Weisung wird dadurch bei laufendem und stehendem
Kreisel um ein Mehrfaches verkürzt, wie sich aus den Schwingungsformeln ableiten
läßt.
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Mit der Torsionssteifigkeit des Bandes wächst auch der Querschnitt
des Bandes, was die Montage erleichtert, da dickere Bänder weniger Sorgfalt benötigen.
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Durch die Begrenzungen und die damit verbundenen Stoß sicherungen
ist ein Bandbruch auch bei unsachgemäßer Gerätebedienung oder rauhen Betriebsbedingungen
ausgeschlossen. Dies trägt wesentlich zur Robustheit des Gerätes bei und erweitert
seinen Einsatzbereich.
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Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert
werden.
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Diese zeigen in Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Vermessungskreiselkcxtpaß,
der die erfindungsgemaßen Merkmale zeigt; Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II
der Fig. 1; und in Fig. 3 die Schaltung der Begrenzungsvorrichtungen als Grenzwertmelder.
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Aus Fig. 1 erkennt man schematisch angedeutet bei 1 das Stativ, auf
dem der VermessungskreiselkaTpaß gelagert ist. Er sitzt in dem Gehäuse 2, das mehrschalig
ausgebildet ist, dessen Aufbau im vorliegenden Falle aber nicht im einzelnen erläutert
zu werden braucht, weil er nicht im Zusarmenhang mit der Erfindung steht.
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Innerhalb des Gehäuses 2 ist das Kreiselpendel 3 über ein Band an
der gerätefesten Bandklemne 4 aufgehängt.
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Das Gehäuse 2 ist nach der für die Messung notwendigen, in an sich
bekannter Weise durchzufüheenden Horizontierung und Zentrierung auf dem Stativ 1
um eine vertikale Achse frei drehbar. Diese vertikale Achse ist durch die Linie
0-0 im einzelnen angedeutet. Die in Fig. 1 allgemein bei 5 angedeutete Amplitudenbegrenzung
ist im einzelnen in der Schnittdarstellung nach Fig. 2 dargestellt.
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Auf einem Zwischenboden 6 sind Begrenzungsanschläge 7 bzw. 8 montiert,
zwischen die ein am Meßsystem sitzender Anschlagstift 15 greift, so daß die Bandtorsion
auf wenige Winkelgrade beschränkt ist.
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ran erkennt aus Fig. 1 ferner eine am unteren Ende des Kreiselpendels
vorgesehene Begrenzungsvorrichtung in Form eines Begrenzungsringes 10 und am oberen
Ende des Kreiselpendels eine den Spiege1inast 11 umgebende Begrenzungsscheibe 9.
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Gegen das untere Ende des Kreiselpendels 3 sind mit geringem Spaltabstand
von zum Beispiel 0,030 mm drei Stoßsicherungsschrauben 12 gerichtet, die im Zwischenboden
6 eingeschraubt und mit Tellerfedern vorgespannt sind. Nach Fig. 2 sind diese Stoßsicherungsschrauben
im Winkelabstand von 1200 versetzt.
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Weiter ist noch eine aus zwei gegeneinander verstellbaren Ringen 12,
14 bestehende Höhenfeineinstellung am Bandkopf vorgesehen.
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Aus Fig. 1 erkennt man ferner die justier- und horizontierbare Arretiervorrichtung
16. Die Arretierung des MeBsystems geschieht durch gleichmäßige radiale Zustellung
von drei Kreissegnenten 17 mittels eines Freilaufringes 18. Bei gelöster Arretierung
begrenzen diese Segmente die bei Stoßeinwirkung mogliche Höhenverschiebung auf zum
Beispiel < 0,15 mm.
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Fig. 3 zeigt eine elektrische Beschaltung, nach der die Begenzungsvorrichtungen
gleichzeitig als Grenzwertgeber bzw. -melder ausgeführt sind.
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Uber das Trageband 19 wird das Kreiselpendel 3 auf positives Potential
gelegt.
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Der Widerstand 20 dient als Schutz gegen Überhitzung des Tragebandes
im Fall eines elektrischen Kurzschlusses.
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Die obere Begrenzungsscheibe 9, der untere Begrenzungsring 10 sowie
die drei Stoßsicherungsschreiben 12 sind mittels Hartpapierzwischenlagen elektrisch
isoliert im Gerätegehäuse befestigt und über Lötösen mit je einem zugeordneten RS-Flip-Flop
21 elektrisch verbunden. Die Ausgänge der RS-Flip-Flop 21 sind auf je eine lED 22
geschaltet.
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Beim Anschlagen des MeBsystems an eine der Begenzungsvorrichtungen
9, 10 und 12 wird durch das positive Potential am Kreiselpendel 3 das entsprechende
RS-Flip-Flop gesetzt und die Störung durch die LED auf dem Gerätegehäuse angezeigt.
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Zur Erfassung der Spannungsimpulse der drei Stoßsicherungsschrauben
mit einem RS-Flip-Flop ist dem RS-FlIFlop ein 3-fach ODER-Gatter vorgeschaltet.
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Bei zu niedriger Batteriespannung leuchtet im Meßsytem eine LED 23
auf. Dieses Licht fällt über ein Plexiglasfenster auf einen im Gerätegehäuse befestigten
Fototransistor 24, dessen Signal über ein RS-Flip-Flop 21 und eine LED 22 zur Störungsanzeige
auf dem Gerätegehäuse führt.