DE3130702A1 - Bearing for the barrel screw of a sextant - Google Patents
Bearing for the barrel screw of a sextantInfo
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Abstract
Description
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft , wie insbesondere im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegeben, die Lagerung für die in einem schwenkbaren Lagerbock geführte Trommelschraube eines Sextanten.The invention relates, as in particular in the preamble of the claim 1, the storage for the drum screw guided in a pivoting bearing block of a sextant.
Zur Feineinstellung bei der Winkelmessung, beispielsweise des Azimutwinkels eines Gestirns mittels eines Sextanten ist der gegenüber dem Sextantenkörper (Limbus) im Bogen der Winkelskala verschwenkbare Indexhebel mit einer Einstellschraube, der sogenannten Trommelschraube versehen, die in einem am unteren bzw. am äußeren freien Ende des Indexhebels schwenkbar befestigten Lagerbock paßgenau geführt ist. Die Lagerung der Trommelschraube erfolgt so, daß die am einen Ende des Lagerbocks über stehende Meßschnecke unter einem genau festgelegten Winkel mit der Verzahnung am Gradbogen des Limbus in Eingriff tritt. Der Lagerbock ist durch einen über das freie Ende des Indexhebels hinausstehenden Hebel entgegen der Wirkung einer Feder verschwenkbar;beim Drücken des Hebels wird der Lagerbock so verschwenkt, daß die Meßschnecke von der Winkelverzahnung frei kommt um eine rasche Grobeinstellung auf einen gewünschten Winkel zu ermöglichen.For fine adjustment when measuring the angle, for example the azimuth angle of a star by means of a sextant is the opposite of the sextant body (limbus) in the arc of the angle scale pivotable index lever with an adjusting screw, the so-called drum screw provided in a free on the lower or on the outer End of the index lever pivotally mounted bearing block is guided with an accurate fit. the The drum screw is stored in such a way that the one at one end of the bearing block is over standing measuring worm at a precisely defined angle with the teeth on the The limbal arch engages. The bearing block is through one over the free one At the end of the index lever protruding lever can be pivoted against the action of a spring; Pressing the lever, the bearing block is pivoted so that the measuring screw of the Angled teeth free comes around a rapid coarse adjustment to a desired one Allow angle.
Die Winkelmeßgenauigkeit eines Sextanten wird unter anderem durch einen verwindungssteifen temperaturstabilen Sextantenkörper (Limbus), präzise Lagerung von Horizont-und Indexspiegel, Genauigkeit der Skala und Limbusverzahnung sowie der Trommelschraube und der Meßschnecke bestimmt. Mit handelsüblichen Sextanten guter Qualität läßt sich eine Meßgenauigkeit im Bereich von + 20ke in der Serienherstellung erreichen.The angle measurement accuracy of a sextant is among other things by a torsion-resistant, temperature-stable sextant body (limbus), precise positioning of horizon and index mirror, accuracy of the scale and limbal interlocking as well the barrel screw and the measuring screw determined. With standard sextants With good quality, a measurement accuracy in the range of + 20ke can be achieved in series production reach.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die produzierbare Meßgenauigkeit von Sextanten zu verbessern.The invention is based on the object of the producible measurement accuracy of sextants to improve.
Bei dem Ziel, die garantierbare Meßgenaulgkeit.eines Sextanten. zu verbessern, wurde als Vorarbeit zur Erfindung eine systematische Fehlerquellenuntersuchung durchgeführt. Dabei zeigtesich, daß die Lagerung der Trommelschraube einen verhältnismäßig starken Einfluß auf die Genauigkeit des Meßergebnisses ausüben kann. Bei bisher bekannten Sextanten ist der Lagerbock der Trommelschraube am unteren freien Ende des Indexhebels einseitig schwenkbar angelenkt. Bei einer zu fordernden leichtgängigen Verschwenkbarkeit der Trommelschraube jedoch ist ein geringfügiges Axialspiel für den Lagerbock unvermeidlich. Von größerem Einfluß auf die Genauigkeit des Meßergebnisses jedoch sind Störmomente unterschiedlicher Größe um den Lagerpunkt des Lagerbocks, verursacht durch den mehr oder weniger großen Andruck der Meßschnecke an die Limbusverzahnung. Selbstverständlich können auch noch andere Störmomente vorhanden sein, beispielsweise verursacht durch den Benutzer bei einer etwas zu 2'handfesten" Betätigung der Meßtrommelschraube.With the aim of the guaranteed accuracy of measurement of a sextant. to improve, a systematic error source investigation was the preliminary work for the invention carried out. It was shown that the storage of the drum screw is a relatively can have a strong influence on the accuracy of the measurement result. At so far known sextant is the bearing block of the drum screw at the lower free end of the index lever pivoted on one side. With a smooth-running one that is to be demanded Pivotability of the drum screw, however, is a slight axial play for the pedestal inevitable. Of greater influence on the accuracy of the measurement result however, there are disturbance torques of different sizes around the bearing point of the bearing block, caused by the more or less great pressure of the measuring screw on the limbal teeth. Of course other interfering moments may also be present be caused, for example, by the user in a somewhat too tight " Actuation of the measuring drum screw.
Die erfindungsgemäße Lösung zur Beseitigung der aufgrund der Trommelschraubenlagerung herrührenden Meßfehler sind im Patentanspruch 1 angegeben.The solution according to the invention for eliminating due to the drum screw bearing Resulting measurement errors are specified in claim 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous further developments of the concept of the invention are contained in the subclaims marked.
Mit der U-förmigen Gestaltung des unteren Endes des Indexhebels, das den Lagerbock für die Trommelschraube umgreift, wird eine vollkommen spielfreie Zweipunktiagerung für die Trommelschraube hergestellt, die jetzt unanfällig ist gegen störende, das Meßergebnis beeinflußende Momente auf die Trommelschraubenlagerung. Alle bisher bekannten Lösungen sind konstruktionsbedingt nicht in der Lage solche Störmomente auszujustieren.With the U-shaped design of the lower end of the index lever, the encompasses the bearing block for the drum screw, it becomes completely backlash-free Two-point bearing made for the drum screw, which is now unsusceptible against interfering moments on the drum screw bearing that influence the measurement result. All previously known solutions are due to their construction not capable of such Adjusting disturbing torques.
Eine optimale Lösung, insbesondere auch für eine geringfügige Kompensation von Verzahnungsfehlern am Limbus sowie von axialen Lagerfehlern der Trommelschraube, läßt sich gewährleisten, wenn gemäß Anspruch 2 die Schwenkachse des Lagerbocks im Drehpunkt des die Verzahnunq am Limbus herstellenden Fräsers liegt.An optimal solution, especially for a minor compensation of toothing errors on the limbus as well as axial bearing errors of the drum screw, can be ensured if, according to claim 2, the pivot axis of the bearing block in The fulcrum of the milling cutter producing the toothing on the limbus lies.
Eine in sich vollkommen spielfreie Lagerung gewährleisten die konstruktiven Maßnahmen nach Anspruch 3 mit prismenförmigen Lagerschalen am Lagerbock und über Einaatzschrauben in den U-förmigen Schenkeln des Indexhebels justierbaren kleinen Lagerlrujen aus Stahl. Selbstverständlich lassen sich auch mit Steinlagern, gehärteten Spitzenlagern und dgl. gute Ergebnisse erzielen.A bearing that is completely free of play is guaranteed by the constructive Measures according to claim 3 with prism-shaped bearing shells on the bearing block and above Socket screws adjustable in the U-shaped legs of the index lever small storage boxes made of steel. Of course, stone bearings can also be used hardened tip bearings and the like. Achieve good results.
Um die leichte Verdrehbarkeit der Trommelschraube nicht zu beeinträchtigen, kann die Lagerbuchse des Lagerbocks im Bereich der Schwenkachse innenseitig geringfügig weiter ausgedreht, also hinterdreht sein. Mit dieser Freidrehung wird eine Einwirkung eines eventuellen grats an der Querbohrung des Lagerbocks auf die Trommel sicher vermieden.In order not to impair the easy twistability of the drum screw, the bearing bush of the bearing block can be slightly on the inside in the area of the pivot axis further turned out, so be turned back. With this free rotation there is an action a possible burr on the cross hole of the bearing block on the drum avoided.
Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung in beispielsweiser Ausfthrungsform näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 die auseinandergezogene Perspektivdarstellung der im Zusammenhang mit der Erfindung wesentlichen Teile eines Sextanten, wobei zur besseren Erkennbarkeit andere Bauteile wie Teleskop, Indexspiegel, Horizontalspiegel, eine evtl. Skalenbeleuchtung, ein Schwenkgehäuse usw. weggelassen sind; Fig. 2 die Teilschnittseiten- oder - je nach Halterung des Sextanten - Draufsichtdarstellungeines Ausschnitts eines Sextanten im Bereich der Trommelschraube zur Verdeutlichung wesentlicher Konstruktionselemente der erfindungsgemäßen Trommelschraubenlagerung; Fig. 3 ein Beispiel für die Lagerung des Lagerhocks der Trommelschraube im U-förmig umgebogenen Endteil des Indexhebels und Fig. 4 in vergrößerter Schnittdarstellung ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Trommelschraubenlagerung.The invention and advantageous details are described below Explained in more detail with reference to the drawing in an exemplary embodiment. Show it: Fig. 1 is the exploded perspective view of the in connection with the Invention essential parts of a sextant, with others for better recognition Components such as telescope, index mirror, horizontal mirror, possibly a scale illumination, a swivel case, etc. are omitted; Fig. 2 the partial section side or - depending after holding the sextant - plan view of a section of a sextant in the area of the barrel screw to illustrate essential construction elements the drum screw bearing according to the invention; Fig. 3 shows an example for the storage of the bearing block of the drum screw in the U-shaped bent end part of the index lever and FIG. 4 in an enlarged sectional view an advantageous Embodiment for the drum screw storage according to the invention.
In der auseinander gezogenen Perspektivdarstellung der Fig. 1 ist der Sextantenkörper oder Limbus mit 1, die Winkelskala auf der Ansichtseite des Limbus mit 2, die entlang des randseitigen Bogens angebrachte Limbusverzahnung mit 3, der Indexhebel allgemein mit 4, der an diesem schwenkbar fixierte Lagerbock für die Trommelschraube mit 6, die am Lagerbock 6 angebrachte Noniusskala-mit 7, der unterseitig einstückig am Lagerbock angesetzte Schwenkhebel mit 8, die Meßtrommel mit 5, die Trommelschraubenspindel mit 9 und die an der Verzahnung 3 eingreifende mit der Trommeischraubenspindel 9 verbundene Meßschnecke mit 10 bezeichnet.In the exploded perspective view of FIG. 1 is the sextant body or limbus with 1, the angle scale on the view side of the Limbus with 2, the limbal toothing attached along the marginal arch with 3, the index lever generally with 4, the bearing block for the barrel screw with 6, the vernier scale attached to the bearing block 6 with 7, the Swivel lever with 8, the measuring drum, attached in one piece to the bearing block on the underside with 5, the drum screw spindle with 9 and the one engaging on the toothing 3 The measuring screw connected to the drum screw spindle 9 is denoted by 10.
Wie die Fig. 1 und in weiteren Einzelheiten die Fig. 2 bis 4 erkennen lassen, ist das im Bild unterseitige freie Ende des Indexhebels 4 verlängert und U-förmig, den Lagerbock 6 umgreifend umgebogen. Der U-förmige Endabschnitt des Indexhebels 4 ist mit 12 und die beiden Schenkel des U sind mit 121 bzw. 122 bezeichnet. Der U-förmige Endabschnitt 12 des Indexhebels 4 kann auch durch zwei einander gegenüberstehende Plattenelemente gebildet sein, die durch Abstandstifte, Säulen oder dgl. auf fixierten Abstand miteinander verbunden sind. Die genau definierte Winkelzuordnung der Achse der Meßtrommel 5 mit der Spindel 9 und der Meßschnecke 10 zur Krümmung des Bogens der Limbusverzahnung 3 ist aus Fig.As shown in FIG. 1 and FIGS. 2 to 4 in further details let, the free end of the index lever 4 on the underside in the picture is extended and U-shaped, bent around the bearing block 6. The U-shaped end portion of the index lever 4 is denoted by 12 and the two legs of the U are denoted by 121 and 122, respectively. Of the U-shaped end portion 12 of the index lever 4 can also be provided by two opposing Plate elements can be formed which are fixed by spacer pins, columns or the like Distance are interconnected. The precisely defined angle assignment of the axis the measuring drum 5 with the spindle 9 and the measuring screw 10 for the curvature of the sheet the limbal teeth 3 is shown in Fig.
2 ersichtlich. In dieser Fig. 2 ist auch die Lagerachse 21 bzw. der Schwenkpunkt des Lagerbocks 12, der zur Führung der Trommelschraube dient, gut erkennbar. Vorteilhafterweise liegt dieser Drehpunkt für den Lagerbock im (gedachten) Drehpunkt des die Limbusverzahnung herstellenden Fräsers um eine bessere Umkehrgenauigkeit des Eingriffs zwischen der Meßschnecke 10 undder Limbusverzahnung 3 für steigende und fallende Winkel sicherzustellen.2 can be seen. In this Fig. 2, the bearing axis 21 or the The pivot point of the bearing block 12, which is used to guide the drum screw, is clearly visible. Advantageously is this pivot point for the bearing block in the (imaginary) The pivot point of the milling cutter producing the limbal teeth for better reversal accuracy of the engagement between the measuring worm 10 and the limbal toothing 3 for increasing and ensure falling angles.
Die Lager- bzw. Schwenkachse 21 für den Lagerbock 6 ist im Gegensatz zu bekannten Sextanten durch zwei einander diametral gegenüberstehende Lagerpunkte festgelegt. Auf den beiden Außenwandflächen des Lagerbocks 6 geht eine Durchgangsbohrung 14 in verbreiterte, im Schnitt prismenförmige Lagerflächen 161 bzw. 162 über, in die kleine Stahlkugeln 151 bzw. 152 eingesetzt sind, die durch Halte-und Justierschrauben 171 bzw. 172 in Axialrichtung fixier-und justierbar sind. Diese Halte- und Justierschrauben 1711 172 sind in Gewindebohrungen 221 bzw. 222 in die einander gegenüberstehenden Schenkel 121 bzw. 122 des U-förmigen Endes 12 des Indexhebels 4 eingesetzt und durch Kontermuttern 181 bzw. 182 gesichert. Die in den Prismenlagern 161, 162 laufenden Stahlkugeln 151 152 ermöglichen durch die Halte- und Justierschrauben 17 172 eine justierbare und vollkommen spielfreie Einstellung der Lagerung des Lagerbocks 6. Durch die Zweipunktlagerung des Lagerbocks 6 ist die unerwünschte Einwirkung von Störmomenten im oben erläuterten Sinne ausgeschlossen. Am Lagerbock ist vorzugsweise einstückig ein durch eine Öffnung im Verbindungsschenkel des U-förmigen Endes 12 des Indexhebels 4 durchgreifender Hebel 8 angesetzt, der durch eine gegen einen Anschlag 11 wirkende Druckfeder 24 in der Darstellung der Fig. 2 nach rechts gedrückt wird, so daß die Meßschnecke 10 in Eingriff mit der Limbusverzahnung gelangt und unter einem definierten Andruck im Eingriff gehalten wird. Durch diesen federnden Eingriff der Meßschnecke 10 in die Verzahnung des Limbus wird die gesamte Lagerung der Meßschnecke eindeutig bestimmt. Es wird also eine spielfreie räumliche Fixierung in drei Ebenen erreicht. Durch Druck auf den Hebel 8 in Richtung zum Anschlag 11 läßt sich zur Grobeinstellung des Indexhebels 4 der Lagerbock 6 und damit die gesamte Trommelschraube um den Lagerpunkt 21 verschwenken, so daß die Meßschnecke 10 von der Verzahnung 3 des Limbus freikommt und der Indexhebel 4 verschwenkt werden kann.The bearing or pivot axis 21 for the bearing block 6 is in contrast to known sextants through two diametrically opposed bearing points set. A through hole is provided on the two outer wall surfaces of the bearing block 6 14 in widened, in section prismatic bearing surfaces 161 and 162 over, in the small steel balls 151 and 152 are inserted, which are held by retaining and adjusting screws 171 and 172 can be fixed and adjusted in the axial direction. These retaining and adjusting screws 1711 172 are in threaded holes 221 and 222 in the opposite Legs 121 and 122 of the U-shaped end 12 of the index lever 4 are inserted and through Lock nuts 181 and 182 secured. The ones running in the prism bearings 161, 162 Steel balls 151 152 allow through the retaining and adjusting screws 17 172 a adjustable and completely play-free setting of the bearing block 6. Due to the two-point mounting of the bearing block 6, the undesirable effect of Disturbing moments in the sense explained above are excluded. On the bearing block is preferable one piece through an opening in the connecting leg of the U-shaped end 12 of the index lever 4 penetrating lever 8 set, which is by one against one Stop 11 acting compression spring 24 pressed to the right in the representation of FIG is so that the measuring worm 10 comes into engagement with the limbal teeth and is held in engagement under a defined pressure. Through this springy Engagement of the measuring worm 10 in the teeth of the limbus is the entire storage the Measuring screw clearly determined. So it will be play-free spatial fixation achieved in three levels. By pressing the lever 8 in the direction to the stop 11, the bearing block 6 can be used for a rough adjustment of the index lever 4 and thus pivot the entire drum screw about the bearing point 21, so that the measuring worm 10 comes free from the teeth 3 of the limbus and the index lever 4 can be pivoted.
Die prismenförmigen Lager 16 bzw. 162 in den Wandflächen 1 2 des Lagerbocks 6 können präzise gefertigt in Einsatzbuchsen 19 ausgebildet sein, von denen in Fig. 4 eine durch gestrichelte Linie angegeben ist. Diese eingesetzten Lagerbuchsen können aus gehärtetem Stahl oder einem anderen auf den Lagerbock 6 angepaßtem Material bestehen.The prism-shaped bearings 16 and 162 in the wall surfaces 1 2 of the bearing block 6 can be precisely manufactured in insert sockets 19, of which in Fig. 4 is indicated by a dashed line. These bushings used can made of hardened steel or another material adapted to the bearing block 6 exist.
Zur Vermeidung eines möglichen Einflusses der Kanten der durchgehenden Lagerbohrung 14 auf die Spindel 9 der Trommelschraube kann die Lagerbuchse 23 des Lagerbocks 6 im Bereich der Bohrung 14 geringfügig hinterdreht sein. Diese Freidrehung ist in Fig. 4 mit Bezugshinweis 13 angegeben.To avoid a possible influence of the edges of the continuous Bearing hole 14 on the spindle 9 of the drum screw can be the bearing bush 23 of the Bearing block 6 be turned back slightly in the region of the bore 14. This free rotation is indicated in FIG. 4 with reference note 13.
Mit dem U-förmig gestalteten Ende 12 des Indexhebels 4 läßt sich aber gleichzeitig noch eine wesentlich stabilere Führung des Indexhebels 4 erreichen. Zu diesem Zweck können nahe dem Rand der Limbusverzahnung ober- und unterseitig (vgl. Fig. 3) und außerhalb des Lagerbocks 6 in die Schenkel 121, 122 des U-förmigen Endes 12 Gleitzapfen 201 bzw. 202 eingesetzt sein, die beim Verschwenken des Indexhebels 4 ober- und unterflächenseitig auf dem Limbusbogen entlang gleiten. Diese Gleitzapfen 201 bzw. 202 sind axial verstellbar. Mit den Gleitzapfen 201 wird der Indexhebel 4 parallel zur Limbusoberfläche ausgerichtet, wodurch zwangsläufig die Schwenkachse 21 des Lagerbocks 6 parallel zur nicht näher bezeichneten Drehachse des Indexhebels 4 ausgerichtet wird. Mittels der Gleitzapfen 202 wird der Indexhebel 4 spielfrei justiert.With the U-shaped end 12 of the index lever 4, however, can at the same time still achieve a much more stable guidance of the index lever 4. For this purpose, the upper and lower sides of the limbal teeth can be placed near the edge (see. Fig. 3) and outside of the bearing block 6 in the legs 121, 122 of the U-shaped End 12 sliding pegs 201 or 202 be used when pivoting the index lever 4 Slide along the upper and lower surface of the limbal arch. These sliding pegs 201 and 202 are axially adjustable. With the sliding pegs 201, the index lever 4 aligned parallel to the limbus surface, which inevitably creates the pivot axis 21 of the bearing block 6 parallel to the unspecified axis of rotation of the index lever 4 is aligned. By means of the sliding pegs 202, the index lever 4 adjusted without play.
Mit der erfindungsgemäßen spielfrei justierbaren Zweipunktlagerung des Lagerbocks für die Trommelschraube wird eine wesentliche Verbesserung der Meßgenauigkeit erreicht.With the play-free adjustable two-point bearing according to the invention the bearing block for the drum screw is a significant improvement in the measurement accuracy achieved.
Versuche haben ergeben, daß sich reproduzierbar eine geforderte Genauigkeit zwischen steigenden bzw. fallenden Winkeln von + 3" einhalten und gewährleisten läßt. Die Winkelgenauigkeit des Sextanten wird durch die erfindungsgemäße Lagerung auf Werte von a i 10" verbessert.Tests have shown that the required accuracy can be reproduced Maintain and guarantee between rising and falling angles of + 3 " leaves. The angular accuracy of the sextant is ensured by the storage according to the invention improved to values of a i 10 ".
L e e r s e i t eL e r s e i t e
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