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Vorrichtung zum senkrechten Aufstellen der Stehachse eines optischen
Geräts über einem bestimmten Bödenpunkt. Um ein optisches Gerät, z. B. einen Theodolit,
mit seiner Stehachse genau senkrecht über einem bestimmten Bodenpunkt, z. B. über
dem Zentrum eines Marksteines, aufzustellen, ist es einerseits erforderlich, die
Stehachse des Geräts in zwei zueinander stinkrechten, lotrechten Ebenen genau lotrecht
einzustellen und anderseits das Gerät auf dem Stativ seitwärts zu verschieben, bis
das unter der Stehachse angebrachte Fadenlot genau auf das Zentrum des Marksteines
zeigt. Bei den bisher üblichen Geräten dieser Art ist das eigentliche Gerät mit
dem Stativ durch einen mit starker Spiralfeder versehenen Stengelhaken und drei
im Dreifuß des Geräts drehbaren Stellschrauben verbunden. Zum Zentrieren ist die
Stengelhakenschraube zu lösen und das Gerät auf der Scheibenplatte des Stativkopfes,
auf der die Stellschrauben ruhen, seitlich zu verschieben.
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Diese Vorrichtung hat folgende Nachteile. Die Stellschrauben lassen
eine Verschwenkbarkeit der Stehachse nur bis zu etwa 15' zu. Da zur Bewegung der
Stehachse in zwei zueinander senkrechten Ebenen drei Stellschrauben, also auch drei
Drehebenen, vorgesehen sind, gehört einige Übung dazu, um die Zeit des Senkrechtstellens
abzukürzen. Meist müssen zwei Stellschrauben gleichzeitig bewegt werden, so daß
hierzu beide Hände gebraucht werden. Bei jeder Umdrehung einer Stellschraube müssen
die Finger mehrmals an- und abgesetzt werden. Ferner treten störende Materialspannungen
auf. Um das Senkrechtstellen der Stehachse einfacher ausführen zu können, -sind
z. B. für photographische Aufnahmekammern u. dgl. Kugelgelenke in Gebrauch. Bei
diesen ist aber jede Möglichkeit der genauen Feineinstellung bisher ausgeschlossen.
Zum Zentrieren muß j edesmal beim Standortwechsel, der z. B. bei Polygonzügen an
einem Tage recht häufig erforderlich ist, die Stengelhakenfeder gelöst und nachher
wieder festgezogen werden. Da es sich hierbei um starke Federn handelt, erfordert
dies ziemliche Kraftanstrengung und bedeutenden Zeitaufwand.
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Die Erfindung beseitigt diese Nachteile durch folgende Anordnung.
Zum Senkrechtstellen dient ein zwangläufiges Kugelgelenk oder ein zwangläufiges
Kreuzdoppelgelenk, das in beiden Ebenen mittels j e einer mit handlichem Griff versehenen
Spindel für einen großen Winkelbruch durch Zahnübertragung ein leichtes, schnelles
und einwandfrei genaues Einstellen ermöglicht. Durch Fortfall von Stengelhaken und
Stengelhakenschraube werden einerseits die störenden Materialspannungen beseitigt,
anderseits das andauernde Lösen und Spannen der Stengelhakenfeder vermieden. Die
Zentriervorrichtung besteht aus mehreren übereinanderliegenden Ringen, die durch
handliche Feststellschrauben schnell und bequem miteinander nach erfolgter Zentrierung
fest verbunden werden können.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung kann ganz oder auch nur teilweise,
z. B. nur die Vorrichtung zum Senkrechtstellen bei Nivelliergeräten, bei den verschiedenartigsten
optischen, wie astronomischen, geodätischen, physikalischen, photographischen usw.
Geräten in Anwendung kommen.
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Die Zeichnung zeigt beispielsweise Ausführungsformen, und zwar Abb.
i und 2 das zwangläufige Kreuzdoppelgelenk ohne Zentriervorrichtung in zwei zueinander
senkrechten lotrechten Schnitten, Abb. 3 und 4 das zwangläufige Kugelgelenk
ohne
Zentriervorrichtung in entsprechenden Schnitten, Abb. 5 das zwangläufige Kugelgelenk
mit Zentriervorrichtung und Lothaken in einem senkrechten Schnitt, Abb. 6 eine Draufsicht
auf die Zentriervorrichtung, Abb: 7 Einzelheiten des Lothakens.
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Abb.4 und 5 zeigen die Vorrichtung bei 45° Neigung.
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Auf der Stativkopfplatte i wird eine untere Sockelplatte ;2 (Abb.
i bis 4) nebst ihrer Büchse 3 durch die Ansatzplatte der Schraubenmutter 4 festgeklemmt.
Auf der unteren Sockelplatte :2 und in der Büchse 3 ist drehbar die obere Sockelplatte
5 mit dem Zapfen 6, welcher durch die Schraubenmutter 7 in der Büchse 3 festgehalten
wird. Zur Feststellung der oberen Platte 5 gegen die untere Platte 2 dient die Druckschraube
B. Die Platte 5 trägt (Abb. i und 2) den zweiarmigen Ständer 9 und die Spindelbüchse
io mit der Spindel ii, welche mit Triebscheibe und Kurbelgriff versehen ist. In
dem Ständer 9 ist die Welle 12 gelagert. Auf dieser ist zwischen den Ständern der
Zahnradbogen 13 befestigt, dessen Zähne in die der Spindel i i eingreifen und so
durch Drehen der Spindel i i der Welle 12 eine zwangläufige Feinbewegung verleihen.
Die Enden der Welle außerhalb der Ständerarme erweitern sich und der Zahnradbogen
verengert sich nach oben hin (Abb. 2) zu eineue zweiten Sockel 14, der die beiden
öffnungen 15 und 16 aufweist für den freien Durchgang der äußersten Kanten der die
Ständerarme oben abschließenden Lagerdekkel 17 und 18 bei den Kippbewegungen. Der
Sockel 14 trägt die sämtlichen Einrichtungen des bisher beschriebenen Gelenks von
dem Ständer 9 bis zu den Lagerdeckeln 17 und 18 in gleicher Anordnung, jedoch in
rechtwinklig die Richtungen der ersteren kreuzenden Richtungen. Dies sind die Spindelbüchse
i9 mit der .Spindel 2o, der Ständer 21, die Welle 22, der Zahnradbogen 23, der dritte
Sockel 24, die Öffnungen 25 und 26 und die Lagerdeckel 27 und 28. Mit dem Sockel
'24 erhält das Doppelgelenk als Gerätefuß an sich seinen Abschluß. Er trägt das
Gerät, z. B. einen Theodolit. Die Abb. i und 2 zeigen davon folgende Teile: den
Achszapfen 29, die Büchse 3o und den Fernrohrträger oder den Limbus 31, dessen Ebene
mittels der parallel gelagerten Libelle 32 wagerecht gestellt werden soll.
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Dies geschieht folgendermaßen: Mittels der Triebschraube i i bewegt
man um die Drehungsachse C-D der Welle ?2 die Drehungsachse A-B der Welle 12 und
den Sockel 14 und mittels Triebschraube 20 um die Drehungsachse C-D der Welle 22
den Sockel 24 so weit, bis die Libelle in beiden Richtungen einspielt. Die Stehachse
steht dann senkrecht. Die Druckschrauben 33 und 34 können die Spindeln r r und 2o
von dem auf ihnen lastenden Druck des horizontierten Instruments entlasten, indem
sie die Zahnradbogen gegen die inneren Wandungen der Triebschraubenbüchsen io und
i9 festklemmen. Um dies in jeder Stellung der Zahnradbögen bewirken zu können, sind
diese mit den halbringförmigen Ausschnitten 35 und 36 versehen.
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Eine vorteilhaftere Bauart ergibt folgende Umwandlung des zwangläufigen
Kreuzdoppelgelenks in das zwangläufige Kugelgelenk. Bei diesem kreuzen sich die
Drehungsachsen des Gelenks nicht räumlich übereinanderliegend, sondern, wie beim
gewöhnlichen Kugelgelenk, als Teile einer Kugelschnittebene. Sie schneiden sich
rechtwinklig und drehen sich um ihren Schnittpunkt als Kugelmittelpunkt (Abb. 3
und 4). Die Spindelbüchse io ist mit zwei einem einheitlichen Kugelringe angehörenden
kingbogenstücken 37 und 38 versehen, die auf der Innenseite mit einem Führungsausschnitt,
etwa vom Querschnitt der .,'£bb.4, versehen sind. In diesem Führungsausschnitt greift
ein entsprechender Führungsansatz des Zahnradbogens 39 ein, so daß dieser in dem
ersteren durch die Spindel i i, schlittenartig gleitend, um den Kugelmittelpunkt
M und deren Durchmesser G=H als Drehungsachse hin und her bewegt wird,
ohne einer besonderen Drehungswelle zu bedürfen. Auf der Mitte der Innenseite dieses
Radbogens ist in rechtwinklig kreuzender Richtung die zweite Spindelbüchse 40 mit
der Spindel 41 angebracht. Die Spindelbüchse 4o hat wiederum zwei Ringbogenstücke
42 und 43 (Abb. 4), in denen, in entsprechender Weise wie vorher, der Zahnradbogen
44 durch die Spindel 41 bewegt wird. Hiermit ist das zwangläufige Kugelgelenk und
der Gerätefuß an sich abgeschlossen. Auf der Innenseite des Zahnradbogens 44 ist
dann der Achszapfen 29 des Instruments befestigt, welcher zur Entlastung der Spindel
41 mit zwei Wellenzapfen 45 und 46, in den Endpunkten des Durchmessers des Radbogens
39 um den Kugelmittelpunkt M drehbar, gelagert sein kann. Infolge dieser Anordnung
können die Führungsringbogenstücke 42 und 43 sowie die Führungsansätze des Radbogens
44 erheblich verkürzt oder auch ganz weggelassen werden.
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Man stellt die Stehachse des Instruments lotrecht, indem man mit der
Spindel i i den Durchmesser E-F und mit Spindel 41 den Durchmesser G-H des Halbkugelgrundkreises
mit dem Mittelpunkt M wagerecht stellt, d. h. die Libelle 32 jedesmal einspielen
läßt.
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Die Zentriervorrichtung besteht aus folgenden Stücken: Auf der Stativkopfplatte
47 (Abb. 5 und 6) wird der Ring 48 'etwa mittels
der ausschwenkbaren
Hakenansätze 49 drehbar gelagert. Ring 48 besitzt zwei geradlinige parallele Führungsrillen,
in die die Ansätze 50 des Ringes 54 52 eingreifen, so daß Ring 5i, 52 auf Ring 48
verschoben werden kann. Ring 5i, 52 ist ein Doppelring. Der äußere Ringteil 52 ist
mittels der Führungsstücke 53, in Führungsrillen des Ringes 51 gleitend, um den
Ringteil 51 drehbar. Auf Ringteil 52 werden nun durch die drei Schrauben 54, 55
und 56 - die Anzahl derselben ist beliebig, sie kann zwei und mehr betragen - die
drei Fußenden der an den Ringbogen 37 und 38 angebrachten Fußstützbogen 57 festgeschraubt.
Selbst bei der Verpackung des Instruments iin Instrumentenkasten braucht der Fußring
nicht abgenommen zu werden. Mit der Druckschraube 58 wird der Ring 48 auf Stativkopfplatte
47, mit der Druckschraube 5g Ringteil 51 auf Ring 48 und mit der Druckschraube 6o
Ringteil 52 gegen Ringteil 5, nach beendeter Einstellung festgeklemmt. Die
Griffe 6i und 62 dienen als Handhaben zum Drehen und Schieben der Ringe.
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.Zum Aufhängen des Zentrierlotes wird an der der Triebscheibe der
Spindel 41 entgegengesetzten Seite des Instrumentachszapfens in der Richtung eines
Radius der Äquatorebene des Kugelgelenks ein Lothaken 63 (Abb. 5) befestigt. Dieser
ist so gebogen, daß der Aufhängepunkt P (Abb. 7) in dem schlitzförmigen, am Grundende
des Schlitzes kreisförmig aasgerundeten Einschnitt 64 am Ende cles Lothakens stets
in der durch den Kugelmittelpunkt D1 gehenden Stehachse des Geräts liegt und unterhalb
der Spindel ir (Abb. 5) den nötigen freien Spielraum hat. In den Schlitz 64 wird
die Lotschnur 65 gehängt und in einer rückwärtig am Lothaken angebrachten Klemmvorrichtung,
etwa einer Druckschraube oder einer Kerbe 66, festgeklemmt. Die Schwerkraft des
an der Schnur hängenden Senklotes bewirkt dann, daß die Schnur straff gespannt ist
und die Mitte der Schnur durch den Aufhängepunkt P geht.
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Die Zentrierung der Stehachse des Geräts erfolgt folgendermaßen: Wie
bei der Dreifußaufstellung wird der Stativkopf so über dem Bodenpunkt S aufgestellt,
daß dieser senkrecht unter und innerhalb der Projektion der Ringweite des Fußringes
auf die Bodenebene liegt. Dann wird der Ring 48 (Abb. 6) so gedreht, daß die Verbindungslinie
des Mittelpunktes R der Ringweite mit dem Mittelpunkt des Griffes 62 durch den heraufprojizierten
Bodenpunkt S. geht. Alsdann wird Ring 51, 5- -
so weit herausgezogen,
bis die Spitze des Lotes auf den Bodenpunkt S zeigt. Man verschiebt also den Mittelpunkt
R senkrecht über den Bodenpunkt S gleichsam nach den Polarkoordinaten des auf die
Ringebene projizierten Punktes S. Ist der Stativkopf stark geneigt, dann dreht man
vor der Lotrechtstellung das ganze Gerät mittels des Ringes 52 so, daß die Kurbel
der Spindel z i zu ihrer bequemeren Handhabung in der Nähe des tiefsten Punktes
des Stativkopfes sich befindet.