DE3438728C2

DE3438728C2 -

Info

Publication number: DE3438728C2
Application number: DE19843438728
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl.-Ing. 8028 Taufkirchen De Kramer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-10-23
Filing date: 1984-10-23
Publication date: 1987-07-09
Also published as: DE3438728A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zur Ermittlung von zeitlichen Veränderungen an natür lichen und künstlichen Körpern (Deformation) werden herkömmliche geodätische Meßmethoden wie z. B. Nivellement, Streckenmessung, Richtungsmessung, photogrammetrische Meß methoden, Methoden wie sie in der Meßtechnik bekannt sind (z. B. 3-D-Meßmaschinen) und Methoden zur Bestimmung von Deformationen mit Hilfe elektronischer Neigungsmeßgeräte angewandt. Durch wiederholte Messungen mit den oben ange führten Methoden lassen sich Deformationen an Körpern nur dann exakt ableiten, wenn die Meßpunkte jeder Meßepoche auch exakt reproduzierbar sind.

Bei der Methode zur Bestimmung der Deformation mit Hilfe von mobilen elektronischen Neigungsmessern ist bezüglich der Erfüllung der Reproduzierbarkeit bekannt, daß die Auf lager für ein jeweiliges kugelförmiges Gegenstück so ge staltet sind, daß das eine punktförmige Auflager eine konische Vertiefung und das andere Auflager einen keil förmigen Schlitz mit gleichem Öffnungswinkel aufweist (deutsche Patentschrift DE 30 19 860 C2). Bei der bisher bekannten Vorrichtung soll beim Meßvorgang ein kreisför miger Kontakt in der konischen Vertiefung und ein 2-Punkt- Kontakt im keilförmigen Schlitz entstehen, wodurch die Reproduzierbarkeit nur bedingt gewährleistet ist. Bei der bisher bekannten Vorrichtung können die Vertiefungen aber nur durch Bohren und Fräsen mit dem gleichen Werkzeug her gestellt werden.

Da die gebohrten bzw. gefrästen Vertiefungen der Auflager eine gewisse herstellungsbedingte Rauhigkeit aufweisen (DIN 4766), die kugelförmigen Gegenstücke trotz präziser Ausführung herstell ungsbedingte Formabweichungen (DIN 5401) besitzen und daher einen exakt kreisförmigen Kontakt ausschließen, die beim Meßvorgang entstehende Kontaktfläche in der konischen Vertiefung ungleich größer ist als in der schlitzförmigen und daher die Beanspruchung und Abnützung der rauhen Ver tiefungen durch wiederholte Meßvorgänge ungleichmäßig ist und die Senkungsflächen eine rauhigkeits- und formbedingte Verschmutzungsempfindlichkeit aufweisen ist die bisher bekannte Vorrichtung für höchstpräzise Neigungsmessungen ungeeignet. Geht bei der bisher bekannten Vorrichtung das Kugelpaar mit dem Träger des mobilen Neigungsmeßgerätes zwischen den Meßepochen verloren, so geht auch der exakte Bezug zur vorangegangenen Meßepoche verloren, da die her stellungsbedingten Formabweichungen eines neuen Präzisions kugelpaares mit großer Wahrscheinlichkeit anders ausgebil det sind und sich an anderen Stellen der Kugeln befinden und folglich die neuen Kugeln in der konischen bzw. schlitz förmigen Vertiefung eine andere Endlage einnehmen. Hinzu kommt, daß das zur Herstellung der Vertiefungen nötige Werk zeug (Bohrer) Eigenschaften aufweisen muß, die den glei chen Öffnungswinkel und eine gleichbleibende Oberflächenbe schaffenheit gewährleisten sollen, aufwendig hergestellt werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die Neigungsfehler wegen mangelnder Reproduzier barkeit vermeidet, so daß die Neigung der Setzlinie gegen über dem Lot mit höchster Präzision gemessen werden kann auch dann, wenn die Kugeln am Träger des Neigungsmeßge rätes verloren geht.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei Neigungsmessungen und Deformationsmessungen an Körpern mit mobilen Neigungsmeßgeräten ermöglicht die Vorrichtung diese frei von Rauhigkeitseinflüssen und unabhängig von den herstellungsbedingten unvermeidlichen Formabweichungen der an dem Träger des Neigungsmeßgerätes angebrachten Präzisionskugeln zu ermitteln, da die Kontaktelemente eine sehr hohe Oberflächengüte aufweisen, das Kontaktflächenver hältnis der Auflager von 3 : 2 optimal ist und die beiden neigungsbestimmenden seitlichen Berührpunkte auf den Gegen kugeln in dem Walzenauflager mit den beiden neigungsbestim menden seitlichen Berührpunkten im 3-Kugel-Auflager bei der 2-Lagenmessung nach dem Umsetzen des Trägers eng benach bart sind.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß handelsübliche Elemente verwendet werden können, daß auftretende Deformationen an Körpern zum frühestmöglichen Zeitpunkt erkannt werden können, daß eine senkrechte Montage der Basisplatten die Messung nicht beeinflußt, daß bei ausreichender Genauigkeits forderung der Abstand der Auflager verringert werden kann um eine eventuelle optische Beeinträchtigung durch das Montieren von kleineren Basisplatten zu verringern, daß die Auflager unempfindlich gegen Verschmutzungen sind und daß Körper exakt am Lot ausgerichtet werden können.

Die Erfindung wird in den Zeichnungen dargestellt und näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 die Basisplatte im Grundriß,

Fig. 2 die Basisplatte im Aufriß,

Fig. 3 die Basisplatte im Seitenriß,

Fig. 4 die Basisplatte für die senkrechte Montage im Aufriß,

Fig. 5 den Träger des mobilen Neigungsmeßgerätes im Grundriß,

Fig. 6 den Träger des mobilen Neigungsmeßgerätes im Aufriß,

Fig. 7 den Träger des mobilen Neigungsmeßgerätes im Seitenriß,

Fig. 8 die Basisplatte mit gefensterten Aufsatzstücken im Grundriß,

Fig. 9 die Basisplatte mit gefensterten Aufsatzstücken im Aufriß,

Fig. 10 die Basisplatte mit gefensterten Aufsatzstücken im Seitenriß,

Fig. 11 die Basisplatte mit drei Doppelauflagersätzen im Grundriß.

Auf der Basisplatte 1 sind mindestens ein aus drei Präzisions kugeln bestehendes Auflager 3 und mindestens ein aus zwei Präzisionsrollen (-walzen) bestehendes Auflager 4 angebracht, die entweder in Vertiefungen fest eingeklebt oder unter Aufsatzstücken 5 fest verschraubt sind. Bei senkrechter Montage der Basisplatte ist das Auflager mit den drei Präzisionskugeln so abgeändert, daß die eine nach unten zeigende Präzisionskugel größer als die anderen beiden ist, 6. Zur Horizontierung der Basisplatte bei der Montage an den Körper sind drei Schrauben 10, 11 und 12 vorgesehen. Der Höhen bolzen ist durch 13 gekennzeichnet. Die am Träger des mobilen Neigungsmeßgerätes 2 angebrachten Gegenpräzisionskugeln 7 und 8 definieren durch ihre Mittelpunkte die Setzlinie des jeweils auf dem Träger angebrachten Neigungsmessers. Der Träger 2 wird zum setzlinienreproduzierenden Aufsetzen bei der Neigungsmessung so auf die Basisplatte gesetzt und umgesetzt, daß sich die setzliniendefinierenden Präzisionskugeln 7 und 8 jeweils form- und kraftschlüssig in den Auflagern 3 und 4 fixiert sind. Dabei dient die Fußschraube 14 zur notwendigen Querhorizontierung des auf die Basisplatte 1 aufgesetzten Trägers des Neigungsmeßgerätes 2 mittels einer Röhrenlibelle 15.

Claims

1. Höchstpräzise Vorrichtung mit zwei unterschiedlichen Auflagern (3 und 4) für zwei kugelförmige Gegenstücke (7 und 8) zum reproduzierbaren Aufsetzen von mobilen Neigungsmeßgeräten zur wiederholten Neigungsmessung an Körpern, dadurch gekennzeichnet, daß zur definierten und exakt reproduzierbaren Lagerung der Setzlinie (9) (Gerade durch die Mittelpunkte der Gegenkugeln (7 und 8) am Träger ( 2 ) des Neigungsmeß gerätes) des Neigungsmessers - das eine Auflager (3) auf der Basisplatte ( 1 ) durch drei handelsübliche Präzisionskugellagerkugeln mit hoher Oberflächengüte ausgebildet wird, die so angeordnet sind, daß sie das eine kugelförmige Gegenstück (7 oder 8) am Träger ( 2 ) des Neigungsmeßgerätes dreibeinartig (3-Punkt-Berührung) und zentrierend aufnehmen - das andere Auflager (4) auf der Basisplatte ( 1 ) durch zwei handelsübliche Präzisionswalzen (-rollen) mit hoher Oberflächengüte ausgebildet wird, die so angeordnet sind, daß sie das andere kugelförmige Gegenstück (8 oder 7) am Träger ( 2 ) des Neigungsmeßgerätes schlitzförmig aufnehmen (2-Punkt- Berührung).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Präzisionskugeln und Präzisions walzen (-rollen) der beiden Auflager (3 und 4) gleichen Durchmesser aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, daß bei einer vertikalen Montage der Basisplatte ( 1 ) das Auflager (3) mit Präzisionskugeln so ausgestaltet wird, daß die untere der drei Kugeln zur besseren Aufnahme der Normalkraft des Trägers ( 2 ) des Neigungsmeßgerätes größer als die beiden anderen ist (Fig. 4, Detail 6).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die beiden kugelförmigen Gegenstücke (7 und 8) am Träger ( 2 ) des Neigungsmessers aus handelsüblichen Präzisionskugeln mit minimalen Formabweichungen und gleichen Durchmessers bestehen, deren Durchmesser mit den Durchmessern der Kugeln bzw. Walzen (Rollen) der Auflager (3 und 4) identisch ist oder auch von ihnen abweichen kann.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die am Körper angebrachten Auflager aus zwei im bestimmten Abstand montierten Präzisionskugeln (7 und 8) bestehen und am Träger ( 2 ) des Neigungsmessers sich zwei unterschiedliche Gegenlager (3 und 4) - das eine mit 3 Präzisionskugeln, das andere mit zwei Rollen - befinden (Umkehrung).

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß auf einer Basisplatte ( 1 ) drei Auflagersätze (3 und 4) so angeordnet sind, sie gegeneinander jeweils 60° einschließen, um die Neigungen im Raum gegenüber dem Lot schlüssig zu kontrollieren (Fig. 11).

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Auflager auf der Basisplatte ( 1 ) für Kontrollmessungen doppelt ausgeführt werden können (Fig. 11, 3 und 4 und 4 und 3).

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß auf einer Basisplatte ( 1 ) zwei senkrecht zueinander stehende Auflagersätze (3 und 4) angebracht werden können für die Ermittlung der Lotrichtung im Raum.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß die Basisplatte ( 1 ) mit Dreifüßen (10, 11, 12) ausgestattet werden kann.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, daß die Kugel- und Rollenlager (3 und 4) unter gefensterte Aufsatzstücke (5) eingepreßt bzw. eingeklebt werden können, die fest mit der Basisplatte ( 1 ) verbunden (verschraubt) sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch ge kennzeichnet, daß die Kugel- und Rollen auflager (3 und 4) in Vertiefungen der Basisplatte ( 1 ) eingeklebt werden.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Horizontier vorrichtungen zur Grobhorizontierung bei der Installation der Basisplatte ( 1 ).

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß die Basisplatte ( 1 ) mit einem Höhenbolzen (13) versehen werden kann.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß am Träger ( 2 ) des Neigungsmeßgerätes ein Querneigungs meßgerät (15) und mindestens eine Stellschraube (14) zur Querhorizontierung vorgesehen ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet dadurch, daß die Auflager (3 und 4) durch Schutzkappen geschützt werden können.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet dadurch, daß die Auflagerelemente (3 und 4) und ihre Gegenstücke (7 und 8) aus nichtrostendem, gehärtetem Werkstoff hergestellt werden.