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Einrichtung zur Entlastung schwerer, beweglicher Bauglieder großer
astronomischer Instrumente Bei größeren astronomischen Instrumenten strebt man eine
Entlastung der beweglichen Teile auf zweierleiWeise an, und zwar einerseits durch
Entlastung der Führungslager, um eine leichtere Bewegung zu ermöglichen, und zweitens
durch Aufnahme der durch die Gewichte entstehenden Kräfte tunlichst am Orte ihrer
Entstehung, um Durchbiegungen der führenden Achsen und Bauteile zu vermeiden. Während
die Entlastung der Führungslager durch die fortschreitende Entwicklung der Wälzlager
von untergeordneter. Bedeutung geworden ist und man sogar in der Lage ist, Gleitlager
für diesen Zweck überhaupt zu entbehren, ist bei großen und größten Instrumenten
die Aufnahme der Gewichtskräfte zur Vermeidung der Durchbiegungen von um so größerer
Bedeutung. Die bekannten Entlastungssysteme gleichen nun das Gewicht der in Betracht
kommenden Instrumententeile durch besondere Hebelanordnungen und zusätzliche Gewichte
aus, wodurch das Gesamtgewicht des Instruments, der Platzbedarf und auch der Preis
erheblich erhöht werden.
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Dem abzuhelfen, ist Zweck der Erfindung, welche sich im wesentlichen
durch eine Kompensationsentlastung kennzeichnet, bei der die schweren Bauglieder
durch beispielsweise elektrisch oder hydraulisch betätigte Kraftgetriebe abgestützt
werden nach Maßgabe ihrer Entfernung vom gewollten Ort. Grundlegendes Element für
die Kompensationsentlastung ist eine hydraulisch oder elektrisch wirkende Einrichtung
beliebiger bekannter Bauart, im folgenden Kompensationsdose genannt.
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Diese wirkt folgendermaßen: Durch eine geringe Verschiebung des Dosenkörpers
gegenüber dem lagebestimmenden Punkt wirkt die hydraulische oder elektrische Kraft
nachstellend auf ein Bauglied, welches die eigentliche Last aufnimmt und so lange
verschiebt, bis sie die richtige Lage gegenüber dem lagebestimmenden- Punkt hat.
Diese Steuerung kann hydraulisch durch eine Prallplatte oder ein Strahlrohr oder
durch einen Kolbenschieber oder durch eine Verbindung von beiden öder auch durch
elektrische Kontakte bewirkt werden.
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Der Hub dieser Kompensationsdose kann in Größenordnungen von i bis
2 hundertstel Millimetern gehalten werden, eine Größe, die i bis 2 Zehnerpotenzen
niedriger liegt als die Durchbiegungen der tragenden Bauteile eines großen Refraktors
und Reflektors.
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Die Entlastung. nach der - Erfindung geschieht nach dem in der Abbildung
dargestellten Schema. i bezeichnet die abzustützende Achse eines Fernrohres z, .
welche in. einer durch den lagebestimmenden Teil 3 gegebenen Richtung gehalten werden
soll. Die Achse r wird auf der einen Seite irgendwie, z. B. durch
ein
festes Widerlager ¢, unterstützt, während sie auf der anderen Seite durch die Kolbenstange
5 eines in einem Zylinder 6 arbeitenden Kolbens 7 etwa, durch Wälzlager 8 abgestützt
wird. Die Lage der Achse i gegenüber dem lagebestimmenden Teil 3 wird durch den
Druckstift 9 mittels des bei io drehbar gelagerten Hebels i i gemessen. Der Hebel
i i greift mit dem Lenker i-- an einem bei 13 drehbar gelagerten Rohr 14 an, welchem
von einer nicht dargestellten Ölpumpe ständig Drucköl zugeführt wird. Die Mündung
des Rohres 14 spielt vor den Düsen 15, 16, von welchen Druckleitungen 17, i 8 nach
den beiden Seiten des Zylinders 6 ausgehen. Die Strömungsenergie des aus dem Röhr
14 austretenden Strahles wird beim Auftreffen auf die Düsen 15, 16 voll in statischen
Druck umgesetzt. Steht die Mündung des Rohres 14 genau in der Mitte zwischen den
beiden Düsen, so daß jede von der gleichen Menge des Ölstrahles getroffen wird,
so herrscht in den beiden durch den Kolben 7 abgeteilten Kammern des Zylinders 6
der gleiche Druck, während bei einer Auslenkung des Rohres 1 ¢ die eine Düse mehr,
die andere weniger von dem ülstrahl getroffen wird.
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Bei einer Senkung der Achse i erfolgt eine Auslenkung des Hebels i
i und des Strahlrohres 14 gegen den Uhrzeigersinn. Hierbei wird die Düse 16 stärker
von dem .aus dem Rohr 1 4. austretenden Ölstrahl beaufschlagt als die Düse 15. Infolgedessen
steigt der Druck unterhalb des Kolbens 7, während sich der Druck oberhalb des Kolbens
senkt. Dadurch wird die Achse i angehoben. Mit dem Anheben der Achse i gibt aber
das Widerlager für den Druckstift 9 nach, so daß sich der Hebel i i beispielsweise
unter dem Einfluß eines Gegengewichtes i9 im Uhrzeigersinn dreht. Dies hat ein Drehen
des Strahlrohres 14 ebenfalls im Uhrzeigersinn zur Folge. Dadurch wandert der Ölstrahl
von der Düse 16 nach der Düse 15 zu, bis das Strahlrohr 14 eine derartige Lage eingenommen
hat, in der das Verhältnis der Beaufschlagung der Düse 16 zu dem der Düse 15 ein
derartiges ist, daß der überdruck, der unter dem Kolben 7 herrscht, dem auf das
Lager 8 übertragenen Gewicht das Gleichgewicht hält. Da auf jede Lagenänderung der
Achse i ein Ausschlag des Hebels i i in dem einen oder anderen Sinne erfolgen muß,
so wird durch das dargestellte Getriebe 6, 7 mit dem Meßsystem 9, 11 das abzustützende
Bauglied, also die Achse i, in einer ganz bestimmten Lage in bezug auf den lagebestimmenden
Teil 3 gehalten. Wie bereits erwähnt, können als Kraftgetriebe auch andere Hilfsmittel,
z. B. ein mit Drucköl arbeitender, an Stelle des Strahlrohres durch einen Kolbenschieber
oder eine sogenannte Prallplatte einzustellender hydraulischer Hilfsmotor oder auch
ein über geeignete Relais einzustellender elektrischer Hilfsmotor verwandt werden.
Der zur Betätigung des Kraftgetriebes nötige Weg kann durch entsprechende Wahl der
C'bertragungsglieder auf solche Größenordnungen heruntergedrückt werden, daß die
daraus entstehenden Fehler für den zu erreichenden Zweck verschwindend klein sind.
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Unter Anwendung dieses Schemas ergibt sich für große paralläktisch
aufgestellte astronomische Instrumente folgender allgemeiner Aufbau: Die Führungsteile,
und zwar die Stundenachse, die-Deklinationsachse, das Fernrohr, sind jeweils gewissermaßen
zweifach vorhanden, und zwar eine starke Ausführung, welche die Kräfte aufnimmt,
und eine nur durch das eigene Gewicht belastete, von der ersten" unabhängige Ausführung,
welche lagebestimmend wirkt. Letztere, lagebestimmende Führung wird so weit durchgeführt,
als man die Entlastung treiben will, beispielsweise bei einem großen Reflektor bis
zu dem Haupt-und Gegenspiegel, bei kleineren Instrumenten vielleicht nur bis an
die Deklinationsachse.
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Diese Bauart ergibt die Möglichkeit, durch Ausführung der lagebestimmenden
Teile in Invarstahl auch die durch einseitige Erwär-Inung entstehenden- Fehler auf
ein Mindestmaß zurückzuführen. Bei einer nur bis zur Deklinationsachse einschließlich
durchgeführten Entlastung kann auch auf die Steuerung der hydraulischen Entlastungsdosen
durch das Kompensationssystem und die lagebestimmenden Führungsteile verzichtet
werden. Es genügt, die entlastenden Kräfte beispielsweise durch Kurvenscheiben auf
der Stundenachse selbst für jede Entlastungseinrichtung zu steuern, denn dann sind
die Entlastungsverhältnisse bzw. die Verteilung der Entlastungskräfte auf die einzelnen
Dosen ja ausschließlich von der Stellung der Stundenachse abhängig.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie ermöglicht,.
das astronomische Uhrwerk ausschließlich den lagebestimmenden, verhältnismäßig leichten
Führungsteil bewegen zu lassen und die Nachführung des Kraftteiles einem ähnlichen
Kompensationssystem zu übertragen, dessen Kraftorgan drehend an der Kraftstundenachse
wirkt, während der Fühler beispielsweise an der Deklinationsachse oder noch weiter
zu der optischen Achse vorverlegt liegt.
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Auch die Feinbewegung durch den Beobachter kann auf ähnliche Weise
verbessert werden, indem man diese nicht den tragenden Teil, sondern nur den lagebestimmenden
Teil verstellen läßt.