CH666961A5

CH666961A5 - Vertikale wellenkonstruktion zu kreiseltheodoliten mit zwei freiheitsgraden.

Info

Publication number: CH666961A5
Application number: CH4665/83A
Authority: CH
Inventors: Andres Tarcsafalvi
Original assignee: Magyar Optikai Muevek
Priority date: 1983-09-05
Filing date: 1983-08-26
Publication date: 1988-08-31
Also published as: GB8323735D0; DE3330863A1; US4635375A; GB2146118A; GB2146118B

Description

666 961

2

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Vertikale Wellenkonstruktion in Kreiseltheodoliten mit zwei Freiheitsgraden und mit einem der in einem Gehäuse (20) gelagerten und hängend angeordneten Schwingungsteil (19), der auf die geodätische Nordrichtung ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Gehäuse (20) als auch der aufgehängte Schwingungsteil (19) an zwei axialen Stellen Lochsteine (1, 10) aufweist, durch welche an beiden Enden mittels Spannelementen (5, 14) eingespannte Drähte (2, 11) geführt sind, wobei zur Geradeführung der gespannten Drähte Führungslochsteine (6,1, 15, 16) vorgesehen sind.

2. Vertikale Wellenkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gehäuse (20) und dem Schwingungsteil (19) im Bereiche der Lochsteine (1, 10) Drehflächen (8, 9, 17, 18) vorhanden sind, zwischen welchen zum Schutz der Drähte gegen Zerreissen sich je ein Luftspalt befindet.

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine vertikale Wellenkonstruktion in Kreiseltheodoliten mit zwei Freiheitsgraden gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die vertikale Wellenlagerung eines die geodätische Nordrichtung peilenden Schwingungssystems in Kreistheodoliten ist so zu wählen, dass das sich aus der Reibung ergebende Moment im Verhältnis zum Lenkmoment des Kreisels sehr klein bleibt.

Es sind sogenannte «reibungsfreie Wellen» bekannt, bei welchen das die geodätische Nordrichtung peilende Schwingungssystem auf einem Haltedraht aufgehängt ist, so dass die Welle durch das Torsionspendel selbst gebildet wird. Mit Hinsicht darauf, dass die beinahe horizontale Achse des Kreisels in Abhängigkeit von der geographischen Breitenlage, sowie infolge der Drehbewegung des Schwingungssystem um eine vertikale Achse zu einer Bewegung auch in der vertikalen Ebene gezwungen ist, beschränkt ein oben beschriebenes Pendelsystem den Freiheitsgrad nur in einem gewissen Masse. Bei diesen Systemen ist die Periodenzeit der Schwingung eines Kreisels mit annähernd horizontaler Achse um die vertikale Achse verhältnismässig lang. Die Schwingungszeit kann zwar durch eine Verlängerung des Pendels gekürzt werden, wobei jedoch eine Verlängerung des Pendels mit strukturellen Schwierigkeiten verbunden ist (zu grosse Dimensionen, Gewicht). Bei einem begebenen Kreisel ist die Schwingungszeit dann die kürzeste, wenn das den Kreisel enthaltende Schwingungssystems mit zwei Freiheitsgraden ausgestaltet ist, d.h. der Kreisel sich nur um seine eigene und die vertikale Achse drehen kann.

Zur Gestaltung der vertikalen Achse können die an sich bekannten Gleit-, Kugellager, Gas- und magnetischen Lager verwendet werden. Da bei den die geodätische Nordrichtung peilenden Kreiseln der Wert des sogenannten Lenkmoments höchstens einige Hundertsei Nmm beträgt, können ausschliesslich solche Lösungen in Frage kommen, bei denen das sich aus der Reibung ergebende Moment noch kleiner ist.

Das Reibungsmoment eines Miniaturkugellagers mit einem niedrigen Rollreibungsfaktor ist so hoch, dass solche bloss zur Lagerung der Wellen des Schwingungssystems von Instrumenten geeignet sind, die nur eine geringe Messgenauigkeit aufweisen. Der Nachteil der Magnetlager besteht darin, dass infolge der im Schwingungssystem unvermeidlich vorhandenen Verunreinigungen durch die Wirkung von magnetischen Anomalien ein störendes Lenkmoment zustandekommt.

Die Verwendung der Gaslager ist äusserst kompliziert und kostenaufwendig, da vollkommen glatte Lagerflächen benötigt werden. Ferner muss wegen der sich ständig ändernden Lagerbelastung der Luftspalt auf einem konstanten Wert gehalten werden. Es ist deshalb ein automatisches Regelsystem erforderlich, das die Gaszufuhr durch die Änderung des Druckes oder der Geschwindigkeit regelt.

Zweck der Erfindung ist eine vertikale Wellenkonstruktion in über zwei Freiheitsgrade verfügenden Kreiseltheodoliten zu schaffen, die die erwähnten Nachteile der bekannten Lösungen nicht mehr aufweist.

Die gestellte Aufgabe wird durch eine Wellenkonstruktion gelöst, welche die Merkmale, wie sie im Anspruch 1 definiert sind, aufweist. Gemäss einer zweckmässigen Ausführungsform kann die Wellenkonstruktion auch die im Anspruch 2 definierten Merkmale aufweisen.

Bei der vorgeschlagenen Wellenkonstruktion findet ein Gleitlager Verwendung bei welchem die Verminderung des Reibungsmoments durch die Wahl eines minimalen Wellendurchmessers erfolgt. Mit Rücksicht darauf, dass ganz dünne Wellen im Laufe der Verwendung sich leicht verbiegen, ist eine Lagerkonstruktion mit gespannter Welle unerlässlich.

Die Erfindung wird anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels mit Hilfe der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.

Wie es aus der Fig. 1 ersichtlich ist, enthält die Wellenkonstruktion ein Gehäuse 20 in welchem ein Schwingungsteil 19, durch gespannte Drähte 2 und 11 aufgehängt ist. Der Schwingungsteil 19 weist einen oberen, einen unteren und einen mittleren Teil mit Kreisel 21 auf. Zum Spannen der Drähte 2 und 11 sind Einspannelemente 3, 4, 5 bzw. 12, 13, 14 vorhanden. Die Drähte 2 und 11 sind vertikal durch Lochsteine 1 und 10 bzw. Führungssteine 6, 7 und 15, 16 geführt. Zwischen dem Gehäuse 20 und dem Schwingungsteil 19 sind im Bereiche der Lochsteine

1 und 10 Drehflächen 8, 9 bzw. 17, 18 vorhanden, zwischen welchen, zum Schutz der Drähte gegen Zerreissen je ein Luftspalt vorhanden ist. Die Grösse des Luftspaltes wird in Abhängigkeit der Drahtlänge bestimmt.

Die Wirkungsweise ist wie folgt:

Die vertikale Achse des auf den Haltedraht 2 aufgehängten, die geodätische Nordrichtung suchenden Schwingungsteils 19, wird durch zwei Stützstellen bestimmt, welche theoretisch übereinstimmend ausgebildet sind. Der Schwingungsteil 19 ist im die Welle umgebenden Gehäuse 20 gelagert. Wie es aus der Figur ersichtlich ist, bilden der am Schwingungsteil 19 starr befestigte Lochstein 1 und der am Gehäuse 20 befestigte gespannte Draht

2 die obere Stützstelle. Es ist jedoch ohne weiteres möglich eine gleichwertige Anordnung zu treffen, bei welcher der Lochstein

1 im Gehäuse 20 und der gespannte Draht 2 im Schwingungsteil 19 angeordnet wird. Das eine Ende des gespannten Drahts 2 ist im Einspannelement 3 festgehalten, welches am Gehäuse 20 befestigt ist, während das andere, im Einspannelement 3 befestigte Drahtende mit dem Spannelement 5 axial gespannt ist. Die Führungslochsteine 6, 7, sind im Gehäuse 20 starr angeordnet und dienen zur Geradeführung des gespannten Drahtes. Die Grösse des zwischen der Fläche 9 des Schwingungsteils und der Fläche 8 des Gehäuses vorhandenen Luftspalts ist zum Schutze des gespannten Drahtes so gewählt, dass bei einer ausserge-wöhnlichen äusseren Belastung der gespannte Draht bei der Berührung der Flächen nicht zerreissen kann. Die Wirkungsweise der die andere (untere) Stützstelle bildenden Elemente ist analog mit der Wirkungsweise der beschriebenen Elemente.

In der beschriebenen Weise wurde die vertikale Wellenkonstruktion des Schwingungssystems so ausgestaltet, dass der Schwingungsteil, zur Befriedigung sonstiger struktureller Forderungen, bezüglich des Gehäuses sich in der Richtung der vertikalen Achse bewegen kann ohne die Qualität der Lagerung zu beeinträchtigen.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

V

1 Blatt Zeichnungen