DE2558759A1

DE2558759A1 - Surveying instrument with levelling socket - uses spherical swivelling surfaces held together by system of springs and fastens onto standard tripod head

Info

Publication number: DE2558759A1
Application number: DE19752558759
Authority: DE
Inventors: Alfred Stockinger
Original assignee: ERTEL WERK FEINMECHANIK
Current assignee: ERTEL WERK FEINMECHANIK
Priority date: 1975-12-24
Filing date: 1975-12-24
Publication date: 1977-07-07

Abstract

Assembly is placed on a standard tripod head (1) and fastened to it. A supporting plate (2) flat on its bottom side, has on its top side an annular spherical surface (3), on which rests a spherical surface (4) connected with the instrument top part and fitting the above spherical surface (3). The above two elements are held together with radial and axial clearance by a coil-like assembly (6) with springs (7). The assembly (6) has on its underside a tapped hole for the tripod fastening screw (8). It is locked by a projection (9).

Description

Vermessungsinstrument mit iforizontiersockelSurveying instrument with horizontal base

Vermessungsinstrumente, insbesondere solche mit Ferarohr, werden im allgemeinen auf dem Kopf (1) eines Stativs auf stellt undmüssen zum Gebrauch vorher mehr oder weniger genau horizontiert werden. D. h. ihre vertikal angeordnete Drehachse, die sog. Stehachse, und die Lotrechte zur Fernrohrachse oder Fernrohrkippachse müssen durch geeignete jiilfsmittel in die Vertikale gebracht werden. Surveying instruments, especially those with a ferro tube, are generally on the head (1) of a tripod and must be used must be leveled more or less precisely beforehand. I. E. their vertically arranged The axis of rotation, the so-called standing axis, and the perpendicular to the telescope axis or telescope tilt axis must be brought into a vertical position using suitable auxiliary equipment.

iiierzu dienen vorzugsweise Dreifüße, die den Unterbau des Vermessungsixistruments bilden. Sie bestehen aus einer Platte, in die drei verstellbare Fußschrauben eingesetzt sind, wobei letztere meist mit einer Aufsetzplatte verbunden sind. Zur Bedienung müssen die drei Schrauben solange verstellt werden, bis eine Dosenlibelle oder/und Röhrenlibelle unabhängig von der Orientierung des Instrumenten-Oberteils genau einspielt. Der Dreifuß ist wegen der Anzahl seiner Einzelteile und der hohen Anforderungen, die an Spielfreiheit und Genauigkeit der Fußschrauben gestellt werden, ein relativ kompliziertes, in der Herstellung teures Gebilde, das eine feinfühlige, sorgfältige Bedienung erfordert. Zu erwähnen ist, daß in Amerika auch Vierfüße verwendet werden die allerdings in Bauweise und Bedienung komplizierter sind. For this purpose, tripods are preferably used, which form the substructure of the surveying fixture form. They consist of a plate into which three adjustable foot screws are inserted are, the latter are usually connected to a mounting plate. For operation the three screws must be adjusted until a circular level and / or The tubular level plays in precisely regardless of the orientation of the upper part of the instrument. The tripod is because of the number of its individual parts and the high requirements, which are placed on freedom of play and accuracy of the foot screws, a relative Complicated structure, expensive to manufacture, a delicate, careful one Operation requires. It should be mentioned that quadrupeds are also used in America which, however, are more complicated in construction and operation.

Um den Vorgang der Horizontierung zu vereinfachen und zu Deschleunigen, sind bisher verschiedene Lösungen gefunden worden. To simplify and accelerate the leveling process, various solutions have been found so far.

Schon im vergangenen Jahrhundert gab es anstelle des Dreiful3es eine röhrenförmige Anordnung an der Unterseite des Instruments, DCI er ein Zapfen innerhalb der Röhre an einem Kugelgelenk derart befestigt ist, daß die Röhre und damit das ganze Instrument in einem gewissen 3ereich nach allen Richtungen gekippt werden kann.Already in the last century there was one instead of the Dreiful3es tubular arrangement at the bottom of the instrument, he DCI a peg inside the tube is attached to a ball joint in such a way that the tube and thus the entire instrument can be tilted in all directions within a certain range can.

Zur Bedienung dienten zwei rechtwinklig zueinander liegende Stellschrauben mit Gegenfedern.Two set screws at right angles to each other were used for operation with counter springs.

Auch bei neueren Lösungen wird auf den Dreifuß verzichtet. In der Regel wird die Funktion der Ilorizontierung in den Stativkopf verlagert. Als Beispiel seien die im Buch "Vermessungskunde" von Kalter Großmann, Band I, Auflage 1976, Seiten 110 und 111, beschriebene lIorizontierstative von Kern und von Ertel erwähnt. Bei ersterem weist das Stativ eine sphärische Aufsetzfläche auf, auf die das Instrument. mit einer ringförmigen Unterseite gestellt und auf der es seitlich verschoben werden kann. Die Verschiebung verursacht eine Kippbewegung, mit deren Hilfe man die Horizontierung bewerkstelligen kann. The tripod is also dispensed with in newer solutions. In the As a rule, the function of horizontalization in the tripod head is used relocated. As an example are those in the book "Vermessungskunde" by Kalter Grossmann, Volume I, Edition 1976, pages 110 and 111, described leveling tripods by Kern and von Ertel mentioned. In the former, the tripod has a spherical contact surface on which the instrument. put with a ring-shaped bottom and on it laterally can be moved. The shift causes a tilting movement, with their Help one can manage the leveling.

Das Ertel-Horizontierstativ besitzt einen ebenen Stativteller, der in einen Kugelgelenk gelagert ist und zum Zweck der Instrumenten-Horizontierung in die Waagerechte gekippt werden kann.The Ertel leveling tripod has a flat tripod plate that is mounted in a ball joint and for the purpose of leveling the instruments can be tilted into the horizontal.

ibiese und ähnliche bekanntgewordenen Konstruktionen haben den Nachteil, daß sie Spezialstative erforderlicn machen. oerap dies wird von der Praxis abgelehnt. Die meisten normalen Stativ-Elemente sind nämlich in Funktion und Ausführung bei fast allen Fabrikaten sehr ähnlich, und der Benützer will aus Gründen der einfachen Verwaltung und Lagerung sowie der Pushilfe bei Ausfällen die Möglichkeit haben, Instrumente und Stative beliebig zu kombinieren. Es kommt hinzu, d wesentlichte Stativdaten von der Norm DIN 18720 berührt werden, die u. a. eine ebene Aufsetzfläche beinhaltet. These and similar designs that have become known have the disadvantage that they make special tripods necessary. oerap this is rejected by the practice. Most of the normal tripod elements are in function and design with Almost all makes very similar, and the user wants for the sake of simplicity Administration and storage as well as push assistance in the event of failures have the option of Instruments and stands can be combined as required. There is also the essential Tripod data are affected by the DIN 18720 standard, which inter alia. a flat surface contains.

Die vorliegende Erfindung geht von den oben beschriebenen Bedingungen und dem Stand der Technik aus und versucht, einerseits die Nachteile des aufwendigen und in der Handhabung komplizierten Dreifußes, andererseits aber auch diejenigen eines Spezial-Stativs zu vermeiden. The present invention is based on the conditions described above and the state of the art and tries, on the one hand, to address the disadvantages of the expensive and in the handling of complicated tripods, but on the other hand also those a special tripod.

Ein Aus fiihrungsbeispiel der Erfindung ist in den Abbildungen 1 und 2 vereinfacht dargestellt. Es handelt sich hierbei um ein liivellierinstrument mit Horizontiersockel. In Abbildung 1 sind die maßgebenden erfindungsgemäßen Bauteile im Schnitt dargestellt, während in der Abbildung 2 zur Verdeutlichung der Funktion das gleiche Instrument mit geneigtem Oberteil abgebilcet ist, teilweise in Schnittdarstellung. An exemplary embodiment of the invention is shown in FIGS and 2 shown in simplified form. This is a leveling instrument with leveling base. In Figure 1 are the relevant components according to the invention shown in section, while in Figure 2 to clarify the function the same instrument is shown with an inclined upper part, partly in section.

Die Erfindung stellt ein Vermessungsinstrument mit Horizontiersockel dar, wobei letzterer anstelle eines Dreifußes den Unterbau des Vermessungsinstruments bildet und auf einem normgemäß ausgeführten, ebenen Stativkopf (1) aufgesetzt und befestigt werden kann. Es ist dadurch gekennzeichnet, daß eine auf der Unterseite ebene Aufsetzplatte (2) auf ihrer Oberseite eine ringförmige sphärische Fläche (3) aufweist, auf der eine mit dem Instrumentenoberteil fest verbundene Kugelkalotte (4) aufliegt, deren Auflagefläche und mit dieser zusammen eine Wandung bildende Fläche (5) sphärisch ausgeführt sind und den gleichen Krümmungsmittelpunkt aufweisen wie die Oberseite (3) der Aufsetzplatte (2), und daß diese beiden Slemente durch eine zentral und mit Radial- sowie Achsialspil angeordnete etwa spulenförmige Baugruppe (6) unter Einschaltung der Kraft von Federn (7) zusammengehalten werden, wobei die Baugruppe (6) an ihrer Unterseite ein Innengewinde für die Stativbefestigungsschraube (8) trägt und durcn eine in einer Nut der Aufsetzplatte (2) geführten Nase (9) gegen Verdrehen gesicnert ist. The invention provides a surveying instrument with a leveling base represents, the latter being the substructure of the surveying instrument instead of a tripod forms and on a standard executed, level tripod head (1) can be put on and attached. It is characterized in that a on the underside flat mounting plate (2) an annular on its upper side has spherical surface (3) on which one is firmly connected to the upper part of the instrument Spherical cap (4) rests, its bearing surface and, together with this, a wall forming surface (5) are made spherical and have the same center of curvature have like the top (3) of the mounting plate (2), and that these two Slemente by an approximately coil-shaped one arranged centrally and with a radial as well as axial spil Assembly (6) are held together by applying the force of springs (7), the assembly (6) having an internal thread for the tripod fastening screw on its underside (8) carries and counteracts a nose (9) guided in a groove in the mounting plate (2) Twisting is locked.

Bei dem als Beispiel für die Anwendung der Erfindung abgebildeten Nivellierinstrument sind die bekannten, für die Erfineung nicht maßgebenden Bauelemente nur angedeutet. Es sind dies ein horizontal gelagertes Fernrohr (10), das mit Hilfe einer Rönrenlibelle (11) genau horizontiert werden kann. Eine mögliche zusätzliche Feinhorizontiervorrichtung ist in der Zeichnung vernachlässigt. Die Vorhorizontierung wird nach einer Dosenlibelle (12) vorgenommen. Zur Vorhorizontierung und, bis zu einem gewissen Grade, auch zur Feinhorizontierung dient der erfindungsgemäß ausgeführte Horizontiersockel, der nachfolgend in Aufbau und Funktion näher bescnrieben ist. Er bildet den Instrumentenunterbau. In the one shown as an example of the application of the invention Leveling instruments are the well-known components that are not decisive for the invention only hinted at. These are a horizontally mounted telescope (10), which with the help a bubble level (11) can be leveled exactly. A possible additional Feinhorizontiervorrichtung is neglected in the drawing. The pre-leveling is made after a circular level (12). For pre-leveling and, up to To a certain extent, the one implemented according to the invention is also used for fine leveling Leveling base, which is described in more detail below in terms of structure and function. It forms the substructure of the instruments.

Der Horizontiersockel kann nicht nur, wie im Beispiel, mit einem Nivellieroberteil, sondern auch mit einem Theodolitoberteil oder dem eines anderen Vermessungsinstruments, etwa einer Bussole, kombiniert werden. Jedes in dieser Weise erfindungsgemß aufgebaute Vermessungsinstrument weist die gleichen bautechnischen und bedienungstechnischen Vorteile auf. The leveling base can not only, as in the example, with a Leveling top, but also with a theodolite top or that of another Surveying instrument, such as a Bussole, are combined. Each in this way The surveying instrument constructed in accordance with the invention has the same structural engineering features and operational advantages.

Der Unterbau des Vermesslmgsinstruments baut sich auf einer Aufsetzplatte (2) auf, die auf ihrer Unterseite eine ebene Aufsetzfläche hat. Sie kann je nach Ausbildung des Stativs auf dem Stativteller seitlich verschoben werden. Die Aufsetzplatte weist an ihrer Oberseite eine ringförmige sphärische Fläche (3) auf. Auf dieser liegt ein Bauteil (4)auf, das in seinem entscheidenden Element eine Kugelkalotte bildet. Es st über eine Montageplatte (13) mit dem Instrumenten-Oberteil fest verbunden, irn dargestellten Beispiel durcn Schrauben (14). The substructure of the measuring instrument is built on a mounting plate (2), which has a flat contact surface on its underside. You may depending on Training the tripod on the Tripod plate shifted sideways will. The mounting plate has an annular spherical surface on its upper side (3) on. A component (4) rests on this, which is in its decisive element forms a spherical cap. It is connected to the upper part of the instrument via a mounting plate (13) firmly connected, in the example shown by screws (14).

Die (untere) Auflagefläche der Kugelkalotte ist spnäriscn, und zwar mit dem gleichen Radius und Mittelpunkt wie die ringförmige sphärische Fläche (3) der Aufsetzplatte (2). Sie bildet zusammen mit einer darüber liegenden sphärischen Flache (5) eine Wandung. In ihrem Zentrum ist eine so große Bohrung vorhanden, daß die Kugelkalotte auf der Aufsetzplatte verschoben werden kann. Hierbei kippt das gesamte Instrument über dem gemeinsamen Zentrum der drei sphärischen Flächen, wie in der AD-bildung 2 verdeutlicht. Dort ist der Kippwinkel mit α angege-Den. Die Kugelkalotte (4) ist dabei seitlich bis dicht ar die spulenförmige Baugruppe C6) herangeschoben. Der Verschieze- und damit Kippbereich ist durch den Durchmesser der Bohrung und den Außendurcnmesser des zylindrischen Teils der Baugruppe (6) begrenzt. Die Auflagefläche der Kugelkalotte (4) und die mit dieser zusammen eine Wandung bildende Fläche (5) sind, um den Bewegungsablauf zu ermöglichen, als kugelige Fläche ausgesiidet, und zwar mit demselben Mittelpunkt wie die Oberseite der Aufsetzplatte.The (lower) bearing surface of the spherical cap is spherical, namely with the same radius and center as the annular spherical surface (3) the mounting plate (2). It forms together with a spherical one above it Flat (5) one wall. In its center there is such a large hole that the spherical cap can be moved on the mounting plate. This tips over entire instrument over the common center of the three spherical surfaces, such as clarified in AD formation 2. There the tilt angle is given with α. The spherical cap (4) is laterally up to close to the coil-shaped assembly C6) pushed in. The displacement and thus tilting range is determined by the diameter the bore and the outer diameter of the cylindrical part of the assembly (6). The support surface of the spherical cap (4) and the wall together with it Forming surface (5) are, in order to enable the movement, as a spherical surface with the same center point as the top of the mounting plate.

Die Aufsetzplatte (2) und die mit dem Oberteil verbundene Kugelkalotte (4) erden erfindungsgemäß durcn eine Baugruppe (6) zusammengehalten. Dadurch sind die zur Horizontierung diener.-den bauelemente unverlierbar und doch beweglich aneinander ekoppelt. Das zusammenhaltende Element, das in der praKtiscnen Ausführung aus mindestens zwei Teilen zusammengesetzt sein wird, hat etwa spulenförmige Gestalt; sein oberer, pilzförmiger Flansch greift an der oberen sphärischen Fläche (5) der Kugelkalotte (4) an, während der untere, zylindrisch-ringförmige Flansch die Aufsetzplatte (') hält. Die Baugruppe (6) dient erfindungsgemäß gleichzeitig als Kraftübertragungselement bei der 3efestigung des Vermessungsinstruments auf dem Stativkopf (1). Hierzu, wie auch zur Berücksichtigung von Fertigungstoleranzen muß es Achsialspiel haben. Ebenso ist erfindungsgemäß Radialspiel vorgesehen, und zwar insbesondere zwischen, der Bohrung der KsuJelkalotte (4) und der Baugruppe (6). Damit die Teile trotz dem der Horizontierfunktion dienendem Spiel nicht völlig frei beweglich sind und klappern können, ist zwischen te: drei beschriebenen Elementen ein zusammenhaltender Federdruck vorgesehen. Dieser ist durch mehrere, d. h. mindestens zwei, vorzugsweise drei Druckfedern (7) bewerkstelligt, wie im azgebildeten Ausführungsbeispiel. Ans-tatt dessen können aucn aridere federnde Elemente, wie etwa eine ringförmige wellenförmige Feder oder ein Ring aus elastischem tXlaterialX verwendet werden. Weiter sieht die Erfindung vor, das Zusammenhaltende Bauelement (6) beim Anziehen der Stativbefestigungsschraube (8) gegen Verdrehen zu sichern, und zwar durch eine Nase (9), die in einer Nut der Aufsetzplatte (2) geführt ist. The attachment plate (2) and the spherical cap connected to the upper part (4) are held together according to the invention by an assembly (6). Thereby are those serving to level the building elements cannot be lost and yet can be moved to one another coupled. The cohesive element, which in the practical version consists of at least will be composed of two parts, is roughly coiled in shape; his superior, mushroom-shaped flange engages the upper spherical surface (5) of the spherical cap (4), while the lower, cylindrical-ring-shaped flange the mounting plate (') holds. According to the invention, the assembly (6) also serves as a force transmission element when attaching the surveying instrument to the tripod head (1). To do this, how it must also have axial play to take manufacturing tolerances into account. as well is provided according to the invention radial play, in particular between, the Bore of the KsuJelkalotte (4) and the assembly (6). So that Parts are not completely free to move in spite of the play that serves the leveling function are and can rattle, there is a cohesive one between the three elements described Spring pressure provided. This is through several, i. H. at least two, preferably three compression springs (7) accomplished, as in the azgebilden embodiment. Instead of There can also be other resilient elements, such as an annular, undulating one Spring or a ring made of elastic tXlaterialX can be used. See further Invention before the cohesive component (6) when tightening the tripod mounting screw (8) to secure against rotation, namely by a nose (9) in a groove of the Attachment plate (2) is guided.

Im dagestellten Beispiel ist die Nase als eingepresster znlindrischer Stift (9) ausgeführt. Beim Anschrauben des Instru-rnents wird der Benützer üblicherweise den Sockel, d. h. die Aufsetzplatte (2), die er in vielen Fällen vorher zum Zwecke der Zentrierung des Instruments über einem Fußpunkt seitlich verscicben nat, mit der Hand festnalten.In the example shown, the nose is a pressed-in cylinder Pin (9) executed. When screwing on the instrument, the user will usually the base, d. H. the mounting plate (2), which he used in many cases beforehand the centering of the instrument over a base point to the side of course, with hold tight with your hand.

Beim Anziehen der Stativbefestigungsschraube (8) ist nach der vorliegenden Erfindung eine Doppelfunktion erreicht, nämlich die Anpressung der Kugelkalotte (4) an die Aufsetzplatte (2) und darnit die Fixierung der Horizontierstellung einerseits und die Anpressung der Aufsetzplatte (2) auf den Stativkopf (1) w1d damit die grundsätzliche Befestigung des Instruments und die Fixierung der Zentrierung andererseits. When tightening the tripod fastening screw (8) is according to the present Invention achieved a double function, namely the pressing of the spherical cap (4) to the mounting plate (2) and thus the fixing of the leveling position on the one hand and the pressing of the mounting plate (2) on the tripod head (1) is the basic one Attachment of the instrument and the fixation of the centering on the other hand.

Bei der Bedienung des erfindungsgemäßen Vermessungsinstruments wird das Instrument mit seiner Aufsetzplatte (2) auf den Stativkopf (1) gesetzt und die Stativbefestigungsschraube (e) zunächst nur lose angezogen. Anschließend wird das Instrumentenoberteil durch kugelförmig-seitliches Verschieben nach der Dosenlibelle (12) horizontiert, wobei jede Verschieberichtung möglich und notwendig ist. Anschließend kann, wenn eine Zentrierung über einem Bodenpunkt gewünscht ist, die Aufsetzplatte (2) auf dem Stativkopf (1) seitlich verschoben werden. Hierbei gent die Horizontierung, wenn das Instrument nicht verdreht wird, nicht verloren, da die Federn (7) für ausreichende Reibung sorgen. When operating the surveying instrument according to the invention, the instrument with its mounting plate (2) is placed on the tripod head (1) and the Tripod fastening screw (e) only loosely tightened at first. Then the Upper part of the instrument by spherical lateral displacement after the circular level (12) leveled, each direction of displacement is possible and necessary. Afterward can, if centering over a ground point is desired, the mounting plate (2) can be moved sideways on the tripod head (1). Here the leveling gentlemen, if the instrument is not twisted, not lost, as the springs (7) are sufficient Worry about friction.

Zum Schluß wird die Stativschraube (8) festgezogen.Finally the tripod screw (8) is tightened.

er Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß der Vorrang der Horizontierung, der Zentrierung; und der Befestigung am Stativ mit wenigen llandgriffen in besonders eirifacner und schneller Weise möglich ist, und daß nur wenige unkomplizierte Bauelemente erforderlich sind. Letztere können fast ausnanmslos als einfach gestaltete, reine Drehteile ausgeführt werden. Es sind keine kompliziert geformten oder gefesten Teile nötig. Besonders hervorzuheben ist, daß alle Elemente mit großen Toleranzen gefertigt werden können. Selbst bei den kugeligen Flächen kommt es wegen der Art der Befesti-6ung nicht auf hohe Genauigkeit an. Auch die Montage und die Wartung des Justiersockels ist äußerst einfacn. Hiermit ausgerüstete Vermessungsinstrumente sind daher billiger in der Herstellung, einfacher und zeitsparender in der Anwendung und rationeller in der Wartung und sie können auf allen genormten Stativen aufgestellt werden. he advantage of the invention is to be seen in the fact that the priority of Leveling, centering; and attachment to the tripod with just a few land grips is possible in a particularly easy and quick way, and that only a few uncomplicated Components are required. The latter can almost invariably be simply designed, pure turned parts are executed. They are not intricately shaped or solid Parts needed. It should be emphasized that all elements with large tolerances can be manufactured. Even with the spherical surfaces, it occurs because of the species the fastening does not require high accuracy. Also assembly and maintenance the adjustment base is extremely simple. Surveying instruments equipped with this are therefore cheaper to manufacture, simpler and more time-saving to use and more efficient in maintenance and they can be set up on all standardized tripods will.

Claims

Surveying instrument with leveling base Patent claim surveying instrument with Iiorizontiersockel, which instead of a tripod, the substructure of the Vermessul sinstruments and on a standard-compliant, level tripod head (1) can be put on and fastened so that it is not shown , a mounting plate (2) flat on the underside and an annular top side has spherical surface (3), uf aer one firmly connected to the upper part of the instrument Spherical cap (4) rests, its bearing surface and, together with this, a wall forming surface (5) are spherical and have the same center of curvature have like the top (3) of the mounting plate (2), namely these two elements by a central unil with radial as well as axial play arranged roughly coil-shaped Assembly (6) are held together by applying the force of springs (7), the assembly (6) having an internal thread for the tripod fastening screw on its underside (8) carries and counteracts a nose (9) guided in a groove in the mounting plate (2) Twisting is secured.