DE3242084C1 - Grob-Feintrieb fuer den Teilkreis eines Winkelmessinstrumentes - Google Patents

Description

Winkelmeßinstrumente wie z.B. Theodolite und Tachymeter mit optisch analoger Horizontalkreisablesung benötigen eine Einrichtung zur Orientierung des Kreises, damit bei aufgestelltem Instrument ein bestimmter Ablesewert auf eine im Gelände vorgegebene Richtung eingestellt werden kann.

Der Horizontalkreis ist in diesen Instrumenten daher sowohl gegen das feste Gehäuseunterteil als auch gegen das mit dem Fernrohr verbundene Oberteil des Instruments frei drehbar.

Bei Instrumenten der unteren und mittleren Genauigkeitsklasse erfolgt der Antrieb des Teilkreises dadurch, daß dieser über eine Repetitionsklemme, die sog. »Mahler-Klemme« mit dem Oberteil des Instruments gekoppelt wird und vom Antrieb des Oberteils mitbewegt wird.

Instrumente mittlerer, hoher und höchster Genauigkeit enthalten einen separaten Kreistrieb zum Einstellen der gewünschten Richtungsanzeige bei feststehendem Ober- und Unterteil. Damit der Teilkreis schnell mit der nötigen Genauigkeit eingestellt werden kann, ist dieser Antrieb teilweise zweistufig ausgeführt: Mit einem Grobtrieb läßt sich der Teilkreis über den gesamten Winkelbereich von 360° verstellen, während ein zusätzlicher Feintrieb zur feinfühligen Einstellung in einem beschränkten Winkelbereich dient.

Ein solcher Teilkreistrieb ist beispielsweise in dem Buch von Deumlich: »Instrumentenkunde der Vermessungstechnik«, 5. Auflage, Berlin 1972 auf S. 107 beschrieben. Dort dient ein erster Einstelltrieb, mit dem der Träger des Teilkreises über ein Stirnradgetriebe gedreht wird, als Grobtrieb, während ein stark untersetzendes Hebelgetriebe die Bewegung eines zweiten, des Feineinstellknopfes über eine am Teilkreisträger angreifende Rutschkupplung dem Grobtrieb überlagert.

Es ist jedoch verhältnismäßig schwierig und bedarf zusätzlicher, auf der einfachen Skizze in der o.g. Druckschrift nicht erkennbarer Maßnahmen, um die beiden Getriebe spielfrei so auszulegen, daß eine genügend genaue Einstellung des Teilkreises erfolgen kann.

In der DE-PS 12 16 554 ist eine Einrichtung zur automatischen Einstellung einer Achse auf einen vorgegebenen Winkelwert beschrieben, bei der ein Feineinstellknopf über ein doppeltes Zahnstangengetriebe zwei Planplattenmikrometer in dem Strahlengang zwischen auf der Achse aufgebrachten Kreisteilungen und ihnen zugeordneten, fotoelektrischen Ableseeinrichtungen verschwenkt. Von dem Signal der "Ableseeinrichtungen wird ein mit dem Grobtrieb der Achse gekoppelter Motor beaufschlagt, der die Achse um den fein voreingestellten Winkelwert weiterbewegt.

Im Endeffekt wird die Feinheit der Achseinstellung

bei dieser Einrichtung also von dem motorgetriebenen Grobtrieb bestimmt. Dazu besitzt die Einrichtung einen verhältnismäßig aufwendigen Aufbau.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Grob-Feintrieb für den Teilkreis eines Winkelmeßinstrumentes zu schaffen, der eine genaue Einstellung mit möglichst geringem konstruktiven Aufwand ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichen des Hauptanspruchs dadurch gelöst, daß der Feintrieb auf ein im Strahlengang der Ableseoptik des Kreises angeordnetes optisches Mikrometer bzw. dessen Index arbeitet und die Winkelstellung des Kreises ungeändert

so läßt.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung sind der Grob- und der Feintrieb des Kreises mechanisch voneinander entkoppelt, da der Feintrieb ja nur eine virtuelle, keine tatsächliche Bewegung des Teilkreises verursacht, sondern den Ablesewert des Teilkreises gegenüber seinem Index verschiebt. Demzufolge können sich Grob- und Feintrieb auch nicht gegenseitig mechanisch beeinflussen.

Planplattenmikrometer sind zwar beim Bau von Winkelmeßinstrumenten wohlbekannte Bauelemente. So ist es bei Theodoliten bereits seit langem üblich, zur Justierung des Nullpunktes des Vertikalkreises ein optisches Mikrometer im Ablesestrahlengang des Vertikalkreises anzuordnen. In der Regel besteht es aus einer verkippbaren Planplatte, deren Neigung durch Justierschrauben beim Endabgleich des Gerätes fest eingestellt wird.
Auch zur Fein-Ablesung des Horizontalkreises

werden bei Theodoliten seit langem Planplattenmikrometer eingesetzt. Es ist jedoch nicht ohne weiteres möglich, das zur Ablesung des Horizontalkreises benutzte Mikrometer gleichzeitig auch zur Voreinstellung-des Teilkreises zu verwenden.

Erfindungsgemäß werden daher drei Alternativen angegeben, von denen die erste (Anspruch 2) wegen ihrer Universalität besonders vorteilhaft ist, da sie sowohl bei Geräten mit bereits vorhandener mikrometrischer Feinablesung als auch bei Geräten ohne diese Ablesemöglichkeit eingesetzt werden kann. Diese erste Alternative besteht darin, daß der Feintrieb über ein Untersetzungsgetriebe auf eine separat schwenkbare, transparente Planplatte arbeitet.

Der danach aufgebaute Grob-Feintrieb kann zweckmäßig über eine einfache Reibkupplung auf einen ■ Triebknopf gelegt werden, der beispielsweise axial verschiebbar gelagert ist, in Grundstellung auf den Feintrieb arbeitet und nach dem Verschieben des Knopfes den Grobtrieb betätigt. Das erleichtert die Handhabung des damit ausgerüsteten Gerätes ganz erheblich.

Vorteilhaft arbeitet der Feintrieb über ein Untersetzungsgetriebe bestehend aus einem an eine Kurvenscheibe angefederten Schwenkhebel auf die zu kippende Planplatte. Auf diese Weise läßt sich mit einfachen Mitteln eine stark untersetzte, spielfreie Einstellung erreichen.

Die beiden anderen zweckmäßigen Alternativen setzen eine schon bestehende mikrometrische Feinableseeinrichtung voraus. Für diesen Fall besteht die zweite Alternative darin, den Feintrieb so auszubilden, daß er eine Verschiebung des Index des Mikrometers gegen die Mikrometerskala bewirkt (Anspruch 6).

In der dritten alternativen Lösungsform arbeitet der Feintrieb auf die Planplatte des vorhandenen Mikrometers und ist mit einer Einrichtung zur Trennung des Skalentriebs von der Schwenkachse der Platte verbunden (Anspruch 7). Zweckmäßigerweise wird dabei die gleiche Handhabe sowohl für die eigentliche mikrometrische Ablesung als auch für die Feinvoreinstellung des Ablesewertes benutzt. Letzteres erfolgt beispielsweise bei Drehung des gemeinsamen Einstellknopfes nach vorherigem Eindrücken, wodurch die Schwenkachse von Skalentrieb getrennt wird.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der F i g. 1 —4 der Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt eine Prinzipskizze der Ableseoptik eines mit einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Grob-Feintriebs ausgerüsteten Theodoliten;

F i g. 2a ist eine detaillierte Schnittzeichnung des den Grob-Feintrieb nach F i g. 1 enthaltenden Teils eines Theodoliten;

F i g. 2b stellt das Teil 31 aus F i g. 2 dar;

Fig.3 zeigt eine Prinzipskizze einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig.4 zeigt eine Prinzipskizze einer dritten Ausführungsform der Erfindung.

In F i g. 1 ist mit 1 der um die Stehachse eines Theodoliten drehbare Träger des Horizontalkreises 2 bezeichnet. Die Horizontalkreisteilung wird von einer Glühlampe 3 über den Kondensor 4 beleuchtet und vom Objektiv 9 auf den Index 13 abgebildet, der vom Beobachter 16 mit Hilfe des Okulars 15 betrachtet wird.

Zur mikrometrischen Ablesung des Teilkreises dient in bekannter Weise eine mit dem Einstellknopf 10 gekoppelte, schwenkbare Planplatte 11. Auf der

Schwenkachse der Platte 11 ist über einen Hebel die Mikrometerskala 12 befestigt, die sich ebenfalls in der Ebene des Index 13 befindet. Der Spiegel 14 dient zur Ablenkung des Beobachtungsstrahlenganges.

Mit dem Einstellknopf 5 läßt sich der Träger 1 des Teilkreises 2 über das Stirnrad 6 grob verstellen. Die Feinverstellung des Teilkreises, exakter die feine Voreinstellung des Ablesewertes des Teilkreises 2 erfolgt über den Einstellknopf 7, der eine zweite Planplatte 8 im Ablese-Strahlengang verschwenkt.

Im folgenden wird der Einstellvorgang kurz erläutert: Zuerst wird das Fernrohr des Theodoliten auf einen interessierenden Geländepunkt eingestellt. Danach wird der Teilkreis 2 mit Hilfe des Grobtriebs 5 so verstellt, daß der voreinzustellende Ablesewert im Index 13 erscheint. Anschließend wird der ebenfalls voreinzustellende Mikrometerwert am Einstellknopf 10 eingestellt. Dabei kann sich der Skalenwert des Teilkreises 2 gegenüber seinem Index verschieben. Zur exakten Feineinstellung dieses Skalenwertes wird zuletzt der Feintrieb 7 benutzt und die Planplatte 8 verschwenkt.

In F i g. 2a ist detailliert dargestellt wie der »Antrieb« des Teilkreises 2 als koaxialer Grob-Feintrieb mit nur einer einzigen Einstellhandhabe ausgeführt werden kann:

In einer Hülse 20, die an das Gehäuse des Theodoliten geschraubt ist, ist eine Achse 27 drehbar und längs verschieblich gelagert. An dieser Achse ist der Einstellknopf 25 befestigt.

Das andere Ende der Achse 27 trägt ein Stirnrad 23, welches beim Verschieben der Achse 27 gegen die Kraft der Blattfeder 24 mit der Verzahnung 26 auf dem Träger 21 des Teilkreises 22 in Eingriff gebracht wird und zur Grobverstellung dient.

Im gezeichneten Zustand befindet sich die mit der Achse 27 verbundene Scheibe 28 über den Reibring 29 im Kraftschluß mit einer um die feststehende Hülse 20 gelegten Hohlwelle 30. Die Hohlwelle 30 trägt eine in F i g. 2b perspektivisch gezeichnete Schneckenkurve 31, an die ein Schwenkhebel 32 mit Hilfe der Feder 33 spielfrei angelegt ist.

Der Schwenkhebel 32 ist an einer Achse 34 befestigt, die in dem Lagerbock 35 drehbar gelagert und an die der Träger 36 einer Planplatte 38 angeschraubt ist. Diese Platte 38 befindet sich im Ablese-Strahlengang des Theodoliten.

Das in Fig.3 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 dadurch, daß die über den Einstellknopf 7 separat verschwenkbare Planplatte 8 aus dem Strahlengang entfernt ist. Statt dessen ist ein Einstellknopf 47 vorgesehen, der mit einem Zahnrad 48 gekoppelt ist, welches mit einer Zahnung am Träger des in der Zwischenbildebene verschiebbaren Index 57 der Mikrometerskala 52 kämmt. Im übrigen sind die gegenüber F i g. 1 ungeänderten Komponenten der F i g. 3 mit Bezugszeichen versehen, die aus denen der F i g. 1 nach Addition der Zahl 40 hervorgehen.

Der Einstellvorgang läuft hier etwas anders ab: Nach der Fernrohreinstellung auf den Zielpunkt und dem näherungsweisen Einsteller des Ablesewerts des Kreises 42 mit Hilfe des Grobtriebs 45 wird dieser Ablesewert exakt und feinfühlig mit Hilfe der Mikrometerhandhabe 50 feineingestellt. Danach zeigt die Mikrometerskala 52 irgendeinen, im allgemeinen falschen Wert an. Über den Einstellknopf 47 wird abschließend der Index 57 der Mikrometerablesung auf

dem voreinzustellenden Mikrometerwert hin verschoben.

Auch bei dem in F i g. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die separat einzustellende Planplatte 8 aus Fig. 1 entfernt Die übrigen, bereits in Fig. 1 beschriebenen Komponenten 1—7 und 9—15 tragen in Fig.4 die Bezugszeichen 61—67 und 69—75. Die Feineinstellung des Ablesewertes des Kreises 62 und die mikrometrische Ablesung erfolgen hier durch Betätigung der gleichen Handhabe 70, die sich allerdings gegen den Druck der sich am Gehäuseteil 78 abstützenden Feder axial verschieben läßt. Die Handhabe 70 und die Planplatte 71 sind mit der Mikrometerskala 72 über eine Kupplung 68/79 gekoppelt und können

daher bei einem Eindrücken des Knopfes 70 von der Mikrometerskala 72 getrennt werden.

Zur Einstellung eines vorgegebenen Ablesewertes wird nach dem Anzielen des Zielpunktes wieder zuerst mit dem Grobtrieb 65 der Ablesewert des Kreises 62 ,näherungsweise eingestellt. Anschließend wird der Mikrometerwert bei greifender Kupplung 68/79 voreingestellt. Dabei verschiebt die Planplatte 71 den Ablesewert des Kreises, was aber nicht weiter interessiert. Schließlich wird der Knopf 70 eingedrückt und die Planplatte 71 bei getrennter Skala 72 zur Feineinstellung des Ablesewerts des Kreises 62 verschwenkt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Grob-Feintrieb für den Teilkreis (2; 22; 42; 62) eines Winkelmeßinstrumentes zur Voreinstellung eines bestimmten Ablesewertes, wobei der Grobtrieb (5; 25; 45; 65) ein mit dem Teilkreis des Instruments gekoppeltes, untersetzendes Getriebe (6; 23, 26; 46; 66) umfaßt, dadurch gekennzeichne t, daß der Feintrieb (7; 25; 47; 67,70) eine Verschiebung des Bildes der Kreisteilung bzw. der Skala eines optischen Mikrometers (8; 28; 71) gegen den jeweiligen Index (57) bewirkt und die Winkelstellung des Kreises ungeändert läßt.

2. Grob-Feintrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feintrieb (25) über ein Untersetzungsgetriebe (31,32) auf eine im Strahlengang der Ableseoptik (9—15; 49—55; 69—75) des Kreises angeordnete, separat schwenkbare, transparente Planplatte (38) arbeitet.

3. Grob-Feintrieb nach Anspruch 1—2, dadurch gekennzeichnet, daß der Grob- und der Feintrieb über eine Reibkupplung (29) auf einen Triebknopf (25) gelegt sind.

4. Grob-Feintrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Triebknopf (25) gegen Federkraft (24) axial verschiebbar gelagert ist.

5. Grob-Feintrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Untersetzungsgetriebe um einen an eine Kurvenscheibe (31) angefederten Schwenkhebel (32) handelt.

6. Grob-Feintrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Winkelmeßgerät mit Feinablesung des Kreises (42) über ein Planplattenmikrometer (50—52) der Feintrieb (47) eine Verschiebung des Index (57) des Mikrometers bewirkt.

7. Grob-Feintrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Winkelmeßgerät mit Feinablesung des Kreises (62) über ein Planplattenmikrometer (70—72) der Feintrieb (67, 70) auf die Planplatte (71) des vorhandenen Mikrometers arbeitet und mit einer Einrichtung (77—79) zur Trennung des Skalentriebs (68, 72) von der Schwenkachse der Platte (71) verbunden ist.

8. Grob-Feintrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feintrieb eine Verschiebung des Index der Kreisteilung bewirkt.