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Selbsteinwägendes Nivellier Die Erfindung betrifft ein selbsteinwägendes
Nivellier mit einem Ziellinienregler, der aus einem Neigungsmesser und einem von
diesem beeinflußten, zwischen Objektiv und Okular des Zielfernrohres angeordneten
optischen Bauteiles besteht, welches hei einer Neigung des Instrumentenkörpers um
einen Winkel a unter dem Einfluß der Schwerkraft um einen solchen Winkel ß auswandert,
daß die Zielrichtung des Nivelliers in bezug auf die Vertikale erhalten bleibt.
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Selbsteinwägende Nivelliere dieser Art sind bekannt.
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Es ist ferner ein mechanischer Neigungsmesser bekannt, der ein um
eine Achse drehbar angeordnetes Bauteil enthält, das von einer Feder in seiner Ruhelage
gehalten und unter Verzicht auf eine körperliche Drehachse auch von dieser Feder
getragen wird. Der Schwerpunkt des Bauteiles ist dabei oberhalb der Drehachse angeordnet,
und die Schwerpunktslage sowie die Federkraft sind so bemessen, daß eine Neigung
des Instrumentenkörpers durch eine entsprechende Auswanderung des drehbaren Bauteiles
vergrößert angezeigt wird.
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Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, den Ziellinienregler eines
selbsteinwägenden Nivelliers entsprechend diesem bekannten Neigungsindikator auszubilden,
indem man das regelnde optische Bauteil freitragend auf einer im Instrumentenkörper
eingespannten Feder anordnet und die rücktreibende Kraft der Feder sowie die Schwerpunktslage
des optischen Bauteiles so bemißt, daß bei der Neigung des Instrumentenkörpers um
einen gewissen Winkel das optische Bauteil um den zur Stabilisierung der Ziellinie
erforderlichen größeren '\A'inkel auswandert.
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Die federnde Aufhängung des regelnden Bauteiles mittels einer Spiralfeder
oder einer Blattfeder besitzt jedoch schwerwiegende Nachteile. Eine Spiralfeder
liefert nur die rücktreibende Kraft und kann normalerweise wegen ihrer Instabilität
nicht zur Lagerung des Bauteiles verwendet werden. Eine Blattfeder stellt zwar eine
an sich brauchbare Lagerung für das Bauteil dar, besitzt jedoch den Nach-teil,
daß heim Durchgang des Bauteiles durch die spannungsfreie Lage der Feder meistens
Sprünge in der Anzeige entstehen. Eine Blattfeder läßt sich nämlich praktisch nie
so genau herstellen, daß sie vollständig eben ist. Bei einer Umkehrung der Belastungsrichtung
tritt daher in der Nähe des mit der spannungsfreien Lage der Feder zusammenfallenden
Nullpunktes ein Umschnappen der immer etwas konkaven oder konvexen Feder ein (Cri-Cri-Effekt).
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Es ist bereits vorgeschlagen «-orden, den störenden Einfluh dieser
Unstetigkeiten auf die Anzeige dadurch auszuschalten, daß man die Bewegung des optischen
Bauteiles so begrenzt, daß die Nullage nicht durchwandert werden kann. Man ist jedoch
dadurch in der Konstruktion der Nivelliere unbequemen Beschränkungen unterworfen.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß in der bekannten Spannbandlagerung
eine Lageranordnung zur Verfügung steht, die hinsichtlich ihrer Stabilität und ihrer
Federungseigenschaften der vorstehend beschriebenen Lagerung mittels einer Blattfeder
gleichwertig ist, jedoch darüber hinaus den Vorteil aufweist, daß beim Nulldurchgang
keine sprunghaften Änderungen der Federungseigenschaften auftreten, und daß daher
durch die Verwendung einer solchen Spannbandlagerung bei einem Neigungsindikator
bzw. Ziellinienregler der angegebenen Art die vorstehend angeführten Nachteile vermieden
werden können, die bisher die Verwendung des bekannten Neigungsindikators mit unterhalb
seines Schwerpunktes in Federlagern gelagertem neigungsempfindlichem Glied als Ziellinienregler
bei selbsteinwägenden Nivellieren unzweckmäßig erscheinen ließen bzw. nur durch
anderweitige Einschränkungen .ausgeglichen werden konnten.
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Gegenstand der Erfindung ist demnach ein selbsteinwägendes Nivellier
mit einem zwischen Objektiv und Okular angeordneten Ziellinienregler in Form eines
neigungsempfindlich gelagerten optischen Bauteiles, welches bei einer Neigung des
Instrumentenkörpers um einen Winkel a unter dem Einfluß der Schwerkraft um einen
solchen Winkel ß auswandert, daß die Zielrichtung des Nivelliers in bezug auf die
Vertikale erhalten bleibt, und die Erfindung besteht in der Lagerung des optischen
Bauteiles in bei Neigungsindikatoren bekannter `'eise unterhalb seines Schwerpunktes
und in Federlagern, deren rücktreibende Kraft in Verbindung mit der Schwerpunktslage
des optischen Bauteiles die jeweilige Ruhelage des Ziellinienreglers bestimmt, in
Kombination mit der Ausbildung der Federlagerung als an sich 1;elcanrlte Spannbandlagerung.
Dadurch
wird sowohl erreicht, daß das optische Tauteil reibungsfrei und stoßsicher gelagert
ist, als auch, daß keine durch Unstetigkeiten der Federlagerung bedingten Beschränkungen
in bezug auf den :\uswanderungsltereich nötig sind. Man kann den .Nullpunkt der
Anordnung so legen, daß sich der Schwerpunkt senkrecht über der Drehachse befindet:
die Feder kann dann sehr weich gemacht und eine große Empfindlichkeit des Instrumentes
erreicht «erden. Das Federmaterial wird nicht, wie bei der bereits vorgeschlagenen
Verwendung von Blattfedern, auf Druck bzw. Knickung beansprucht und braucht deshallt
nicht so hochwertig zu sein bzw. so engen Toleranzen bei der Fertigung unterworfen
zu werden.
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Die Lagerung des optischen Bauteiles erfordert nur drei Einspannstellen.
Sie ist daher besonders einfach und billig auszuführen. Durch entsprechende Bemessung
der Kraft des Spannbandes und der Schwerpunktslage kann die Empfindlichkeit des
Ziellinienreglers in weiten Grenzen verändert werden.
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Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden;
dabei bedeutet Abh.1 einen schematisch gezeichneten Vertikalschnitt durch ein Ausführungsbeispiel,
Ablt.2 das Instrument nach Abb. 1, von oben ge-#ehen.
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Abh.3 eine schematische Darstellung einer etwas altgeänderten Ausführungsform,
Abb. 4 ein weiteres Beispiel für die Ausbildung des Ziellinienreglers.
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In Abb.l und 2 ist schematisch ein selbsteinvi geiide> Nivellier dargestellt,
bei dem ein Spann-\ ä l.and 6. das an den Stellen 8 und 9 mit dem Instrunientenkörper
10 verbunden ist, zur Drehlagerung (1e: regelnden optischen Bauteiles 7 dient. Die
Bewegung des optischen Bauteiles 7 wird von einem Ali#clilag 11 begrenzt. Bei einer
Neigung des Instruinente# 10 um einen Winkel a dreht sich das optische Rauteil 7
um den \\'inkel fl. Das Gewicht des opti-#,chen Bauteiles 7, seine Schwerpunktslage
und die kraft des Spannstandes 6 :find so aufeinander abge#tinnnt, claß die Drehung
des Teiles 7 den Einfluß der Neigung des Instrumentes auf die Fernrohrziellinie
genau ausgleicht. Der Anschlag 11 ist ferner derart ausgebildet. daß er die Beanspruchung
des Spannbandes 6 im Bereich elastischer Verformungen halt. wenn das Instrument
Stößen ausgesetzt ist.
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Um das Instrument besonders unempfindlich gegen Stöße zu machen. kann
das Spannstand durch eine »<tchgieltige Einspannung am Instrumentenkörper elastisch
ver#chieblich gemacht werden.
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Abh.3 zeigt ein Beispiel einer derartigen Aushildung des Instrumentes
nach der- Erfindung. Der Einfachheit halber ist nur die Lagerung des optischen Bauteile;
dargestellt. Das Spannband 12 trägt <las optische Bauteil 13 und ist an
den nachgiebigen Einspannungen 14 und 15 des Instrumentenkörpers 16 eingespannt.
Die Einspannungen 14 und 15 sind zylindrisch ausgebildet und halten in der Ausschlagsbegren7ung
17 einen Spielraum. Dadurch ist erreicht, cfaß das optische Bauteil 13 nach
jeder Richtung elastisch verschiebbar gelagert ist und Stoßkräfte das Spannband
12 nicht beschädigen können.
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In Abb. 4 ist ein weiteres Beispiel für die Ausführung des Ziellinienreglers
dargestellt. Das optische Bauteil ist hier als Strichplatte 18 ausgebildet und durch
das Spannband 19 drehbar gelagert. Die Schwerpunktslage kann durch die Vorrichtung
20 verstellt werden. Bei einer -Neigung des Instrumenten-21 21 neigt sich die Strichplatte
18 und hebt dadurch den Einfluß der Neigung auf die Ziellinie auf. Fall: <las
optische Bauteil aus irgendwelchen Gründen besonders groß und schwer ausgebildet
werden muß, kann außer dein Spannband noch ein Lager vorgesehen sein.
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Weiterhin kann es zweckmäßig sein, eine Dämpfung vorzusehen, so daß
sich die infolge der elastischen Spannbandlagerung möglichen Schwingungen schrie]]
1 teruhigen.
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Zur Ausschlagsbegrenzung des optischen Bauteiles findet vorzugsweise
der Instrumentenkörper oder ein anderes ohnehin benötigtes Bauteil des Instrumentes
Verwendung.