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Horizontalkreis mit Schneckengetriebe und Unterskala an der Schnecke.
Die Erfindung bezieht sich auf. Horizontalkreise mit Schneckengetriebe, die außer
der zum Schneckenrad konzentrischen Hauptskala noch eine zur Schnecke konzentrische
Unterskala besitzen, die dazu dient, die zwei letzten Dezimalen der Gesamtablesung
zu bestimmen. Im besonderen handelt es sich bei der Erfindung um Horizontalkreise
dieser Art, bei denen die Anzahl der zugrunde gelegten 11ießeinheiten für eine volle
Umdrehung nicht durch Hundert teilbar ist, bei denen also die zum Schneckenrad konzentrische
Hauptskala nicht in lauter gleiche Teile zu teilen ist, sondern als letzten Teil
einen von den übrigen verschiedenen Teil erhält. Ein .solcher. Fall liegt beispielsweise
vor, wenn Winkelgrößen nach Sechzehntelgraden angegeben werden sollen. Bei dieser
1Vleßeinheit ergeben sich für. eine volle Umdrehung des Horizontalkreises 36o -
=6 = 5 76o Teile, und da die Unterskala die zwei letzten Dezimalen abzulesen gestattet,
so ist der Umfang des Hauptkreises so einzuteilen, daß er 57 gleiche Teile und einen
kleineren Teil enthält, der nur sechs Zehntel der Größe der übrigen beträgt. Da
aber die Zahnteilung des Schneckenrades für den ganzen Umfang konstant sein'muß,
so entsteht bei einer solchen Anordnung die Schwierigkeit, einerseits die Anzeige
der Unterskala mit der Anzeige der Hauptskala für jede Stellung des Horizontalkreises
in Übereinstimmung zu halten, und anderseits die Ablesung, die einer vollen Umdrehung
entspricht - im_ genannten Beispiele 5 760 -mit der Nullablesung zusammenfallen
zu lassen.
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Es läßt sich nach der Erfindung in der Tat auch bei einer solchen
ungleichen Teilung der Hauptskala eine dauernde Übereinstimmung zwischen beiden
Skalen erreichen, wenn man einem Gliede des Horizontalkreises eine Korrektionsbewegung
erteilt, deren Größe sich nach der Größe des ungleichen Teiles der Hauptskala richtet
und die an der dein Nullpunkte der Hauptskala entsprechenden Stelle wieder ausgeglichen
wird. Diese Korrektionsbewegung wird innerhalb einer Umdrehung des Hauptkreises
gleichmäßig ausgeführt mit Hilfe einer um die Schneckenradachse geführten Kurvenbahn,
beispielsweise einer schrauben-oder einer spiralförmigen Bahn, die - an der dem
Nullpunkt der Hauptskala entsprechenden Stelle einen Sprung- besitzt und auf der
ein Gleitstück entlang gleitet, wobei die Kurvenbahn mit dem einen Gliede des Schneckengetriebes
verbunden und das Gleitstück an dem anderen Gliede des Schneckengetriebes ungefähr
radial geführt ist. Bei einer Verstellung des Horizontalkreises tritt zwischen dem
Gleitstück der Kurvenbahn und seiner Führung eine Relativbewegung ein, die in beliebiger
Weise als Korrektionsbewegung auf ein Glied des Horizontalkreises übertragen wird.
Die Korrektionsbewegung kann bei= apielsweise durch eine achsiale Verschiebung der
Schnecke gegenüber ihrem Gehäuse oder durch eine Verdrehung der zur Schnecke konzentrischen
Unterskala oder ihres- Zeigers gegenüber der Schnecke herbeigeführt werden. Da.
durch den Sprung in der Kurvenbahn an der Nullstelle nur eine Drehung des Horizontalkreises
in dem einen Sinne möglich ist, wird man zw eckmäßigerweise ein e Auslö@ev orrichtung
anwenden,
die es gestattet, bei einer Rückwärtsbewegung des Horizontalkreises das Gleitstück
von seiner Kurvenbahn abzurücken und über die Sprungstelle zu heben.
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Auf der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele eines Horizontalkreises
nach der Erfindung dargestellt, und zwar für eine Teilung des ganzen Horizonts .in
5 76o Teile, so daß die Hauptskala 57 gleiche Teile und einen kleineren Teil besitzt,
der sechs Zehntel der Größe der übrigen beträgt. Bei allen Beispielen bildet das
Schneckenrad den festen Teil des Getriebes und fern=er ist die Schnecke ansrückbar
angeordnet durch Lagerung in einer drehbaren exzentrischen Büchse, um den Horizontalkreis
schnell um größere Winkelbeträge drehen zu können.
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Das erste Beispiel ist durch die Fig. i bis 5 veranschaulicht. Fig.
i ist ein Längsschnitt senkrecht zur Schneckenachse, Fig. 2. eine Seitenansicht,
Eig. 3 ein Querschnitt nach der Schnittlinie 3-3 der Fig. i, Fig. 4 ein weiterer
Querschnitt nach der Schnittlinie 4-4 der Fig. z und Fig. 5 ein Schnitt durch das
Schneckengebäuse nach der Schnittlinie 5-5 der Fig. 3. Ein festes Gehäuseunterteil
a, das zum Aufsetzen des Horizontalkreises auf einen Stativzapfen mit einer zylindrischen
Bohrung und einer Klemmschraube a1 versehen ist, trägt ein Schneckenrad b mit 57
Zähnen, das an seinem unteren Flansch b1 mit dem Gehäuseunterteil a verschraubt
ist. In das Schneckenrad b greift eine eingängige Schnecke c, die mit ihrer Welle
cl aus einem Stück besteht und in einer zylindrischen, für den Eingriff des Schneckenrades
b entsprechend ausgesparten Büchse d exzentrisch gelagert ist. Die Achse der Mantelfläche
dieser Exzenterbüchse d liegt etwas oberhalb der Schneckenachse, so daß bei einer
Drehung der Büchse d im Uhrzeigersinne die Schnecke c von dem Schneckenrad b entfernt
und somit außer Eingriff gesetzt wird. Die Exzenterbüchse d ist in einer weiteren,
ebenfalls mit einer Aussparung für das Schneckenrad .b versehenen Büchse e drehbar
gelagert, und diese wiederum in einer zylindrischen Bohrung eines Gehäuseoberteils
f, das auf dem Gehäuseunterteil a drehbar angeordnet ist und das ganze Schneckengetriebe
umschließt. Die Büchse e besitzt auf ihrer Außenseite, nahe dem einen Ende, ein
rechtsgängiges Gewinde e1 (Fig. 3), dessen Muttergewinde in die entsprechende Führung
am Gehäuseoberteil f eingeschnitten ist, so daß die Büchse e bei einer Drehung um
ihre Achse sich auch achsial verschiebt. Feiner besitzt die Büchse e auf ihrer Außenfläche
unterhalb der Schnecke c eine Verzahnung e2 (Fig. i), die in eine entsprechende
Verzahnung eines im Gehäuseoberteil f gerade geführten Gleitstücks g eingreift.
Das Gleitstück g ist durch eine Schraube g1 gegen Verdrehen gesichert und wird durch
eine Schraubenfeder g2 dauernd auf eine spiralförmige Kurvenbahn b2 gedrückt, die
an dem Körper des Schneckenrades b angebracht ist und eine ungefähr radial verlaufende
Sprungstelle b3 (Fig. 4) besitzt. Das Gelzäuseoberieil f ist in Richtung der Schnekkenachse
auf der einen Seite durch eine Kappe f 1 abgescblossen, die zugleich mittels einer
Spurbüchse c2 (Fig. 3) und einer Schraubenfeder c3 die Schnecke in achsialer Richtung
in ihrer Lage sichert, während auf der andern Seite die Verlängerung dl der Exzenterbüchse
d, sowie die Schneckenwelle cl durch einen Abschlußdeckel f 2 nach außen treten.
Die Verlängerung dl der Exzenterbüchse trägt außerhalb des Gehäuseoberteils feinen
Ring d2 mit einem Handgriff d3 (Fig. 3), mittels dessen die Exzenterbüchse d von
Hand gedreht und damit die Schnecke ausgerückt werden kann. Eine uin die Verlängerung
dl der-Exzenterbüchse gelegte Schraubenfeder d4 (Fig, 3), deren eines Ende in der
Exzenterbüchse d und deren anderes Ende in dem Gehäusedeckel f2 be= festigt und
die in tangentialer Richtung gespannt ist, preßt die Exzenterbüchse d dauernd in
diejenige Lage, bei der die Schnecke in Eingriff ist. Die Bewegung der Exzenterbüchse
d mittels des Handgriffs d3 wird nach beiden Seiten begrenzt durch einen Anschlag
f3, der am Gehäuseoberteil f befestigt ist und durch Öffnungen in der Wand des Gehäuseoberteils
f und der Büchse e hindurch in eine entsprechende Aussparung d,5 der Exzenterbüchse
d hineinragt und die Enstellungen festlegt. Der Handgriff d$ dient ferner auch dazu,
das Gleitstück g bei einer Rückwärtsbewegung des Gehäuseoberteils über die Sprungstelle
b3 den Kurvenhahn b2 hinwegzuheben und zu diesem Zwecke trägt die mit dem Handgriff
d3 fest verbundene Exzenterbüchse d an dem dein Handgriff 0 abgewandten Ende eine
Stiftschraube d6, die in einem Schlitz e3 (Fig. 5) der Büchse e geleitet. Die Länge
des Schlitzes e3 ist so bemessen, daß die Stiftschraube d6 während des letzten Teils
der- Drehung der Exzenterbüchse d die Büchse e mitnimmt und hierdurch infolge der
Verzahnung e2 das Gleitstück g in seiner Führung zurückdrückt. Die Schneckenwelle
cl trägt an dem aus dem Gehäuse heraustretenden Ende eine fest damit verbundene,
gerauhte Scheibe c4, an der zugleich ein in ioo Teile geteilter Ablesekreis c° angebracht
ist. Der zugehörige Zeiger cl -ist an dem Ringe d2 befestigt. Die Hauptskala. a2
des Schneckengetriebes ist an dem festen Gehäuseunterteil a angebracht, die entsprechende
Ablesemarke a3 befindet sich an dem beweglichen Gehäuseoberteil f. Ein auf diesem
befestigter Zapfen f 4 dient zur Verbindung des Horizontalkreises mit einer Visiereinrrichlung.
Wird
der Horizontalkreis durch Drehen der Scheibe c4 verstellt, so wird, von der Korrektionsbewegung
zunächst abgesehen, bei jeder vollen Umdrehung der Scheibe c4 das Gehäuseoberteil
f mit der Schnecke gegenüber dem festen Schneckenrad um eine Zahnteilung, d. h.
um 1/,7 des Umfangs gedreht. Da die Hauptskala aber außer den. 57 gleichen Teilen
noch einen weiteren, kleineren Teil umfaßt, ist eine Drehung um 1/" etwas zu groß
und die Korrektionsvorrichtung ist daher in ihren Abmessungen und ihrer Anordnung
so gewählt, daß die Verdrehung zwischen Gehäuse und Schneckenrad auf den Betrag
von 1,,7,g des Umfangs für je eine Umdrehung der Scheibe c4 vermindert wird. Die
Kqrrektionsbewegung kommt hierbei in folgender Weise zustande. Durch das Entlanggleiten
des Gleitstücks g über die spiralförmige Kurvenbahn b2 wird das Gleitstück g in
seiner Führung allmählich zurückgedrängt- und dreht hierbei durch die Verzahnung
e2 die Büchse e im Uhrzeigersinne. Infolge des Gewindes' e1 bewirkt diese Drehung
gleichzeitig _ eine achsiale Verschiebung der Büchse e gegenüber dem Gehäuse
f, die Büchse ,e schraubt sich weiter in das Gehäuse hinein und da sie mitsamt
den in ihr gelagerten Teilen durch die Schnecke am Schneckenrade festgehalten ist,
äußert sich diese relative Verschiebung der Büchse e als eine kleine Zurückbewegung
des Gehäuses f gegenüber dem Schneckenrade. Es beträgt hierdurch der tatsächliche
Verdrehungswinkel des Gehäuseobe_-teils f gegenüber der Hauptskala bei einer Umdrehung
der Scheibe c4 nur 1/57,8 des Umfangs, so daß die Anzeige der Hauptskala: mit derjenigen
der Unterskala stets übereinstimmt. Wird der Horizontalkreis, vom Nullpunkt beginnend,
um eine volle Umdrehung gedreht, so sind bei dem Zurücklegen des letzten, kleineren
Teilungswertes der Hauptskala nur mehr 6o Teile der Unterskala erforderlich, bis
der Zeiger der Hauptskala wieder am Nullpunkt anlangt, so daß die Gesamtablesung
für eine volle Umdrehung des Horizontalkreises in der Tat 5 76o beträgt. Sobald
nun diese Stellung (die der in Fig. q. gezeichneten Lage der Kurvenführung entspricht),
überschritten wird, springt das Gleitstück g über den Sprung b3 der Kurvenbahn b2
herab und bewirkt dadurch, ohiae die Anzeige der Unterskala zu verändern,. eine
Verstellung des Gehäuseoberteils gegenüber dem festen Schneckenrade um den Gesamtbetrag
der Korrektionshewegung, d. h. um 6/1o eines Teils der Hauptskala im Sinne der ausgeführten
Umdrehung des Horizontalkreises, so daß nunmehr auch wieder die Ablesung an der
Unterskala mit derjenigen an der Hauptskala übereinstimmt. Will man eine Ablesung
innerhalb des Sprungbereichs, d. h:.zwischen Null und a/" des ersten Teilungswertes
der Hauptskala, einstellen, so kann man die-Schnecke entsprechend zurückdrehen,
bis auf den Wert Null, bei welcher Stellung sodann das Gleitstück g an der Sprungstelle
der Kurvenbahn anschlägt. Um noch weiter zurückdrehen zu können, hat man mittels
des Handgriffs d3 das Gleitstück g über die Sprungstelle der Kurvenbahn hinwegzuheben.
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Das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 6 bis
9 dargestellt. Hier ist ebenfalls die die Korrektionsbewegung erzeugende Kurvenbahn
mit dem festen- Schnekkenrade verbunden, jedoch die Übertragung der Korrektionsbewegung
in anderer Weise als im ersten Beispiel ausgeführt. Fig. 6 ist ein Längsschnitt
senkrecht zur Schneckenachse, Fig. 7 eine Seitenansicht, Fig. 8 ein Querschnitt
nach der Schnittlinie 8-8 der Fig. 6 und Fig. 9 ein Längsschnitt nach der Schnittlinie
9-9 der Fig. B. Auf ein in derselben Weise wie beim ersten Beispiel ausgebildetes
Gehäuseunterteil h ist wiederum ein Schneckenrad i mit 57 Zähnen aufgeschraubt,
in das eine eingängige Schnecke k eingreift. Die Schnecke 1a erhält ihre Führung
durch einen Bund k1 (Fig. 8) und den verlängerten Schnekkenschaft k2, die mit der
Schnecke aus einem Stück bestehen; das ganze Stück ist in Richtung der Schneckenachse
durchbohrt und in einer zylindrischen Büchse l derart exzentrisch gelagert, daß
die Achse der äußeren Mantelfläche der Büchse t etwas oberhalb der Schnek-: kenachse
liegt, so daß bei einer Drehung der Büchse L im Uhrzeigersinne die Schnecke außer
Eingriff gesetzt wird. Die Büchse l besitzt nahe ihrem einen Ende einen durchlochten
Boden 11, ist für den Eingriff des Schneckenrades entsprechend ausgespart
und in einer zylindrischen Bohrung eines Gehäuseoberteils m gelagert; auf ihrer
Außenfläche besitzt sie ein linksgängiges Gewinde 12 (Fig. 8) und greift damit in
ein entsprechendes Muttergewinde in ihrer Führung im Gehäuseoberteil in, so daß
sich die Büchse l bei einer Drehung um ihre Achse auch achsial verschiebt. Eine
Schraubenfeder 13, deren eines Ende in der Büchse l und deren anderes Ende
in einem das Gehäuseoberteil in seitlich abschließenden Deckel mal befestigt und
die in tangentialer Richtung gespannt ist, drückt die Exzenterbüchse l dauernd in
diejenige Lage, bei der die Schnecke k in Eingriff ist. Zum Drehen der Büchse l
und damit zum Ausrücken der Schnecke k dient ein mit einem Handgriff n1 (Fig. 8)
versehener- Ring n, der am Gehäuse. oberteil m drehbar, jedoch in Richtung der Schneckenachse
unverschiebbar gelagert ist und eine Verlängerung 1a2 (Fig. 8) besitzt, die in einen
entsprechenden Längsschlitz der Büchse 7 hineinragt und dadurch beim Drehen
des
Ringes it die Büchse 1 mitnimmt. Zur Begrenzung der Bewegung der Büchse l dient
ein Anschlag 14, der am Gehäuse in befestigt ist- und in derselben Weise, # wie
beim ersten Beispiel der Anschlng f3, die Endstellungen festlegt. In den
Ring it ist ein Anscblagring 0 (Fig. 8) eingeschraubt, der mit Hilfe eines an dem
Schneckenschaft k2 befindlichen Bundes h3 die Schnecke in achsialer Richtung in
ihrer =Lage sichert. An der inneren Deckelseite des Gehäuseoberteils na ist ein
mittels zweier Gleitschienen o1 parallel zur Schneckenachse geführter Schlitten
a angebracht, der auf seiner Unterseite einen -viereckigen Anschlag o`= besitzt.
Dieser -Anschlag o2 bildet das Gleitstück für eine spiralförmige Kurvenbahn il,
die mit dem Schneckenrad i fest verbunden ist und eine ungefähr radiale Sprungstelle
i2 enthält. Auf dem Gehäuseoberteil nz ist ein hohler Zapfen m2 befestigt, der-
zur Verbindung - des Horizontalkreises mit einer Visiereiiu-ichtung dient und in
seinem Innern eine um einen -Dorn m3-- gelegte -Schraubenfeder nal (Fig. 6) enthält.
Die Feder ttz4 ist in tangentialer Richtung gespannt; das eine Ende derselben ist
an-dem Zapfen nz2, das andere Ende in- einer mit dem Dorn m3 verbundenen, drehbaren
Scheibe m5 . befestigt, die unmittelbar über dem Schlitten o angeordnet ist und
einen Kurbelzapfen yng trägt, der in einen Schlitz o3 (Fig. 8) -des Schlittens.
D eingreift. Durch die Spannung- der. Feder "z4 wird somit der Schlitten o. dauernd
nach einer Seite gedrückt, so daß das mit dem Schlitten verbundene Gleitstück o?
stets auf seine Bahn il gepreßt wird. Der Schlitten o trägt einen seitlichen, nach
unten gekrümmten Arm o4, an dem ein in dem hohlen Schneckenkörper geführter Stift
mit seinem einen Ende drehbar, jedoch achsial unverschiebbar befestigt ist. Um hierbei
das Ausrücken. der Schnecke zur ermöglichen, ist die Bohrung am Arm 04 für den Stift
p zu einem Schlitz .o5 erweitert und der Stift p mit zwei Scheiben oe und o' (Fig.
8) versehen, zwischen denen der Arm 04 gleiten kann. An seinem anderen Ende trägt
der Stift p einen seitlichen Lappen p1 (Fig. 8), dessen dem Stift p zunächst befindlicher
Teil in einem Schlitz k44 des Schneckenschaftes k2 gleitet und dadurch eine -Führung
für den Stift p bildet, während sein äußerer Teil in einen Schraubengang q eines
steilgängigen Gewindes eingreift, der in die innere ßlandung einer zylindrischen
Büchse ql eingeschnitten ist. Die Büchse q1 trägt auf ihrem Umfange die in hundert
Teile geteilte Unterskala q2 und erhält ihre Führung durch eine mit dem Schneckenschaft
h2 fest verbundene, gerauhte Scheibe q3, die die Büchse ql teilweise umgibt und
zixm Drehen der Schnecke dient. . Der zur Unterskala q2 gehörige -.Zeiger q3 ist
an dem Ringe -n angebracht. Die Hauptskala Al des Horizontalkreises befindet sich
auf dem Gehäuseunterteil lt; die zugehörige Ablesemarke h2 ist an einem mit
dem beweglichen Gehäuseoberteil m verbundenen Ringe 70 angebracht.
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Die Korrektionsbewegung kommt bei diesem Beispiel in folgender Weise
zustande. Der den Anschlag o2 tragende Schlitten o wird beim Drehen des Gehäuseoberteils
in seiner Führung allmählich zurückgeschoben und zieht dadurch den Stift p mit seinem
Lappen p1 ebenfalls in seiner Führung zurück. Die Verschiebung des Lappens p1 erzeugt
infolge des Schraubengangs q eine Verdrehung der die Unterskala tragenden Büchse
q1 gegenüber der Schnecke, und zwar in dein Sinne, daß bei einer vollen Umdrehung
der Büchse q1 die tatsächliche Verdrehung der Schnecke um den Korrektionsbetrag
kleiner ist als 36o'. In dem Augenblick, in dem beim Drehen des Horizontalkreises
die der Ablesung 576o entsprechende Stellung überschritten wird, gleitet der Anschlag
ö2 mit dem Schlitten o über die Sprungstelle i2 der Kurvenbahn il herab und erzeugt
dadurch eine Verstellung der Unterskala um den Gesamtkorrektionsbetrag, während
die Ablesung an der Hauptskala unverändert bleibt (die in der Zeichnung angegebene
Stellung der einzelnen Teile entspricht der Nullablesung).@ Will man den Horizontalkreis
über die Nullage zurückdrehen, so hat man die Schnecke mittels des Handgriffs szl
auszurücken, wobei gleichzeitig durch das Gewinde h die Exzenterbüchse b achsial
verschoben und mit dem durchlochten Boden h der Büchse l
der Schlitten o an
seinem Arm o4 mitbewegt wird, so daß sich der Anschlag ö2 von der Kurvenbahn il
abhebt, - -Das. dritte Ausführungsbeispiel ist durch die Fig. io und ii veranschaulicht
und bildet gewissermaßen eine Umkehrung des zweiten Beispiels. Während nämlich beim
zweiten Beispiel die Korrektionsbewegung auf die Unterskala übertragen wurde und
der Zeiger fest angeordnet war, wird in diesem Falle die Korrektionsbewegung auf
den Zeiger der Unterskala übertragen und die Unterskala ist mit der Schnecke fest
verbunden." - Fig. io zeigt einen Querschnitt, der der Fig. 8 des zweiten Beispiels
entspricht, Fig. ri ist ein Teil einer Seitenansicht entsprechend der Fig. 7 des
zweiten Beispiels, der die gegenüber dem zweiten Beispiel geänderten Teile enthält.
Die den beiden Beispielen gemeinsamen Konstruktionsteile sind mit den gleichen Bezeichnungen
versehen. Während beim zweiten Beispiel der Stift p zwar achsial unverschiebbar;
jedoch drehbar mit dem Arm o¢ des Schlittens o verbunden ist, ist derselbe beim
dritten Beispiel auch gegen eine Verdrehung um- seine Achse gesichert. Dies ist
- dadurch erreicht,
daß von den beiden, eine achsiale Verschiebung
verhindernden Scheiben o6 und 07 die eine Scheibe o7 durch einen Vierkant
fest mit dem Stift p verbunden ist und eine Verlängerung os besitzt, die in einem
Längsschlitz 15 der Exzenterbüchse t geführt ist. Ferner sitzt bei diesem
Beispiel auf dem - Schneckenschafte k2 eine fest damit verbundene, geraubte Scheibe
v, mit der ein die Unterskala y1 tragender Ring y2 verschraubt ist. Der Ring r2
bildet gleichzeitig die Führung für eine, durch einen Deckel r3 abgeschlossene Büchse
74, auf der der Zeiger v5 der Unterskala angebracht ist. In die Innenfläche der
Büchse 74 ist ein Schraubengang yB eines steilgängigen Gewindes eingeschnitten,
in dem der an dem Stift angebrachte Lappen p1 gleitet. Die durch die Bewegung des
Schlittens o erzeugte Verschiebung des Stiftes p bewirkt somit bei diesem Beispiel
eine Verstellung der Ablesemarke y5 gegenüber der mit der Schnecke fest verbundenen
Unterskala y1, wiederum in dem Sinne, daß die tatsächliche Verdrehung der Schnecke
bei einer Ablesung von hundert Teilen an der Unterskala um den Körrektionsbetrag
kleiner ist als 36o°.