DE1040270B

DE1040270B - Self-weighing level

Info

Publication number: DE1040270B
Application number: DEE10986A
Authority: DE
Original assignee: ERTEL WERK FEINMECHANIK
Current assignee: ERTEL WERK FEINMECHANIK
Priority date: 1955-07-12
Filing date: 1955-07-12
Publication date: 1958-10-02

Description

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.Self-weighing level The invention relates to a self-weighing level Level with a line of sight controller consisting of an inclinometer and one of This influenced, arranged between the objective and the eyepiece of the telescopic sight optical component consists, which is called an inclination of the instrument body an angle a migrates under the influence of gravity by such an angle ß, that the aiming of the level with respect to the vertical is retained.

Selbsteinwägende Nivelliere dieser Art sind bekannt.Self-weighing levels of this type are known.

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.There is also a mechanical inclinometer known that a contains an axis rotatably arranged component, which by a spring in its rest position held and dispensing with a physical axis of rotation also by this spring will be carried. The center of gravity of the component is arranged above the axis of rotation, and the center of gravity and the spring force are dimensioned so that an inclination of the instrument body by a corresponding migration of the rotatable component is displayed enlarged.

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.It has also been proposed to use the finish line controller to train self-weighing level according to this known inclination indicator, by having the regulating optical component self-supporting on one in the instrument body arranged clamped spring and the restoring force of the spring and the center of gravity of the optical component is dimensioned so that when the instrument body is inclined a certain angle around the optical component to stabilize the finish line required larger '\ A'winkel emigrates.

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).However, the resilient suspension of the regulating component by means of a spiral spring or a leaf spring has serious disadvantages. A spiral spring only provides the restoring force and cannot normally be used to support the component because of its instability. A leaf spring represents a useful mounting for the component, but has the disadvantage that when the component passes through the tension-free position of the spring, cracks usually occur in the display. A leaf spring can practically never be manufactured so precisely that it is completely flat. When the direction of loading is reversed, the spring, which is always somewhat concave or convex, snaps around in the vicinity of the zero point that coincides with the tension-free position of the spring (Cri-Cri effect).

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.It has already been suggested that the disturbing influence of this To eliminate discontinuities on the display by moving the optical Component limited so that the zero position cannot be traversed. One is however thereby subject to uncomfortable restrictions in the construction of the levels.

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.The invention is based on the knowledge that in the known tension band storage a bearing arrangement is available, which in terms of their stability and their Suspension properties of the above-described storage by means of a leaf spring is equivalent, but also has the advantage that at the zero crossing no sudden changes in the suspension properties occur, and therefore through the use of such a strap mounting for a tilt indicator or finish line regulator of the specified type avoided the disadvantages mentioned above can be that previously the use of the well-known inclination indicator with below its center of gravity in spring bearings mounted tilt-sensitive member as a finish line regulator in the case of self-weighing levels that appeared to be impractical or only allowed them to pass through other restrictions. could be compensated.

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.The invention therefore relates to a self-weighing level with a target line regulator in the form of a tilt-sensitive mounted optical component, which when the Instrument body by an angle a under the influence of gravity by one such angle ß migrates that the target direction of the level with respect to the Vertical is preserved, and the invention consists in the storage of the optical Component in `` '' ice, known from inclination indicators, below its center of gravity and in spring bearings, their restoring force in connection with the center of gravity of the optical component determines the respective rest position of the finish line regulator, in Combination with the design of the spring mounting as per se 1; elcanrlte tension band mounting. Through this it is achieved that the optical part is stored friction-free and shockproof is, as well as that there are no restrictions caused by discontinuities in the spring mounting in relation to the: \ uswanderungsltbereich are necessary. The zero point of the Lay the arrangement so that the center of gravity is perpendicular to the axis of rotation: the spring can then be made very soft and a great sensitivity of the instrument reached «earth. The spring material is not, as with the one already proposed Use of leaf springs, stressed by pressure or buckling and therefore needed not to be of such high quality or subject to such tight tolerances in production to become.

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.The storage of the optical component only requires three clamping points. It is therefore particularly easy and cheap to carry out. By appropriate dimensioning the strength of the strap and the center of gravity can affect the sensitivity of the The finish line regulator can be changed within wide limits.

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.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawings; Abh. 1 means a schematically drawn vertical section through an exemplary embodiment, Ablt.2 the instrument according to Fig. 1, from above.

Abh.3 eine schematische Darstellung einer etwas altgeänderten Ausführungsform, Abb. 4 ein weiteres Beispiel für die Ausbildung des Ziellinienreglers.Dep. 3 a schematic representation of a somewhat old modified embodiment, Fig. 4 another example of the design of the finish line regulator.

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.In Abb.l and 2, a selbsteinvi geiide> Leveling is schematically shown, in which a clamping \ ä l.and 6 connected at the positions 8 and 9 with the Instrunientenkörper 10 (for the rotational mounting 1e: regulating optical component 7 The movement of the optical component 7 is limited by an Ali # clilag 11. When the instrument # 10 is inclined by an angle α, the optical diamond 7 rotates around the angle Component 7, its center of gravity and the force of the clamping stand 6 are so coordinated that the rotation of the part 7 precisely compensates for the influence of the inclination of the instrument on the telescope target line Tension band 6 in the area of elastic deformations when the instrument is exposed to impacts.

Um das Instrument besonders unempfindlich gegen Stöße zu machen. kann das Spannstand durch eine »<tchgieltige Einspannung am Instrumentenkörper elastisch ver#chieblich gemacht werden.To make the instrument particularly insensitive to impact. can the tension stand is elastic by a »<permanent clamping on the instrument body be made available.

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.Abh.3 shows an example of such a training of the instrument according to the invention. For the sake of simplicity, there is only the storage of the optical components; shown. The tensioning strap 12 carries the optical component 13 and is clamped to the flexible clamps 14 and 15 of the instrument body 16. The clamps 14 and 15 are cylindrical and hold a clearance in the deflection limit 17. It is thereby achieved that the optical component 13 is mounted elastically displaceable in every direction and impact forces cannot damage the tensioning band 12.

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.In Fig. 4 is another example of the finish line regulator design shown. The optical component is designed here as a reticle 18 and is through the tension band 19 is rotatably mounted. The center of gravity can be determined by the device 20 can be adjusted. If the instrument is inclined, the reticle inclines 18 and thereby removes the influence of the slope on the finish line. Case: <read Optical component made particularly large and heavy for some reason must be, a bearing can be provided in addition to your strap.

Weiterhin kann es zweckmäßig sein, eine Dämpfung vorzusehen, so daß sich die infolge der elastischen Spannbandlagerung möglichen Schwingungen schrie]] 1 teruhigen.Furthermore, it can be useful to provide a damping so that the vibrations possible due to the elastic strap mounting screamed]] 1 calm down.

Zur Ausschlagsbegrenzung des optischen Bauteiles findet vorzugsweise der Instrumentenkörper oder ein anderes ohnehin benötigtes Bauteil des Instrumentes Verwendung.In order to limit the deflection of the optical component, there is preferably the instrument body or another component of the instrument that is required anyway Use.

Claims

PATENT CLAIM: 1. Self-weighing level finite one between Objective and eyepiece arranged finish line regulator in the form of a tilt-sensitive mounted optical component, which when the instrument body is inclined migrates by an angle a under the influence of gravity by such an angle f3, that the aiming direction of the level in relation to the vertical is retained, characterized by the storage of the optical component in inclination indicators known way below its center of gravity and in spring bearings, their repulsive Force in - \ 'erliigung with the center of gravity of the optical component the respective The rest position of the finish line regulator is determined in combination with the design of the spring mounting as a known tightening strap mounting.

2. level according to claim 1, characterized in that that the possibility of movement of the optical component is limited by stops.

3. level according to claim 2, characterized. that the instrument body or a component of the instrument serves to limit the deflection.

4th level according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the tensioning band by a subsequent clamping on the instrument body is elastically displaceable.

5. Level according to one of the preceding claims, characterized by at least one device for changing the position of the center of gravity of the optical component.

6. Level after one of the preceding claims, characterized by attenuation for the optical Component.

7. level according to one of the preceding claims, characterized. that the optical component is designed as a reticle. B. level according to one of the preceding claims, characterized gelcennzeiclitiet that the optical component is held rotatably by a bearing through the tensioning band. Considered publications: German patent specifications No. 120 184, 148 092, 8 = 18 865 German patent application A1_5106 11 / 42c (published on June 30, 55) Austrian patent specification No. 174 741; French patent Ni-. 1,082,666; VDI-Zeitschrift, 83 (1939), pp. 1189, 1190.