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Instrument zur F eldme8aung.
Das den Gegenstand der Erfindung bildende Instrument soll insbesondere Ingenieuren und Feldmessern die Arbeit beim Bestimmen von Neigungslinien, sowohl bei Erhebungen wie bei Senkungen, und von Horizontallinien erleichtern, ebenso auch bei der vorläufigen Vermessung von Strassen, Eisenbahnen usw. Das Instrument ist insbesondere brauchbar für das Abstecken von Aufsatzst. angen bei Böschungs- oder Gefällarbeiten, indem hiebei die oft schwierigen Berechnungen in Fortfall kommen, die sonst dazu nötig sind, um die genaue Absteckung der Aufsatzstangen zu bestimmen. Für den Ingenieur liegt es auf der Hand, dass die Erfindung auch für viele andere Zwecke verwertbar ist, z. B. nach Art eines Hypsometers zum Bestimmen der Höhe von Bäumen oder als Auftraginstrument.
Fig. 1 zeigt das den Gegenstand der Erfindung bildende Instrument in der Vorderansicht.
Fig. 2 und 2 a zeigen vergrösserte Einzelheiten des vorderen Absehens mit Markiervorrichtung.
Fig. 3 ist eine Hinteransicht der Grundplatte.
Fig. 4 ist eine vergrösserte, zum Teil im Schnitt gezeigte Einzelheit der Stellvorrichtung und der Kupplungsvorrichtung zum Bedienen der Quadrantarme.
Fig. 5 ist ein Querschnitt nach in Fig. 4 unter Fortlassung der Schnecke, und
Fig. 6 ist eine vergrösserte schaubidlijhe Ansicht des hinteren Absehens und der Sperrstange.
Fig. 7 und 8 sind schematische Ansichten zur Erläuterung der Gebrauchs-und Wirkungsweise.
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besten aus Aluminium her, während der Quadrantarm aus Messing oder anderem Material gearbeitet ist, so dass er von der Limbusplatte etwas absticht. Der Untersatz trägt eine Hülse. 5, die sich auf dem Zapfen 6 eines Jakobstabes oder Dreifusses anbringen lässt, wobei zur Sicherung der richtigen Stellung die Libelle 8 dient.
Die Drehverbindung des Quadrantarmes und die Feinbewegungsvorrichtung nebel.
Kupplungsvorrichtung sind in Fig. 4 und 5 für sich gezeigt. Die rohrförmige Nabe 10, an der sich der Arm 2 dreht und an der unten das Fadenkreuz 77 angebracht ist, ist mit der (Grundplatte bei 12 verschraubt. Das Schneckenrad 1. 5, das sich mit der Antnebsschnecke 76 im Eingrin
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versehen, mit denen eine einseitlich abgeflachte Sperrstange 19 in Eingriff gedreht werden kann, um alsdann das Schneckenrad und den Ring miteinander zu verriegeln. Wenn man die Sperr- stange 19 mit Ihrer abgeflachten Seite nach den Aussparungen zu dreht, dann wird das Schneckenrad von dem Ring gelöst, da alsdann der Schaftteil der Sperrstange in einer Aussparung des Ringes 17 in gleicher Linie mit dem wagerechten Faden des Stabkreuzes liegt.
Die obere Deckelplatte 22 und der Ring 17 sind an dem Quadrantarm 2 bei 23 festgeschraubt. Der obere Teil der
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Instrumentes dient.
Auf der Vorderseite der Grund-oder Limbusplatte (Fig. 1) befindet sich eine Gradteilung von 1 bis 000. an der man mittels der Nonien 26 an den beiden Enden des Arms Ablesungen his zu einzelnen Minuten vornehmen kann und innerhalb des Quadranten ein viereckiges Kreuz- Hnienfeld. Dieses ist zunächst in sechzehn Felder geteilt, von denen jedes wieder in sechshundertfünfundzwanzig gleiche Felder unterteilt ist. Die Seiten des Kreuzlinienfeldes sind mit Teilung'n zu je hundert Teilen versehen. An deii Armen des schwingenden Quadranten befinden sich entsprechende Teilungen auf der ganzen Länge jedes Armes. Die obere und die rechte Seite des Kreuzhnienfeldes sind ebenfalls in sechs gleiche Abteilungen zerlegt.
Ebenso ist der äussere senkrechte Rand des Limbus mit einer Teilung von vierzig Abteilungen auf den Zoll versehen. Auf der Rückseite der Grund-oder Limbusplatte befindet sich nach Fig. 3 ein ähnliches Kreuzlinienfeld, das ebenfalls in sechzehn Felder geteilt, oder anders unterteilt ist als das vorher beschriebene Feld.
Das Kreuzlinienfeld ist in senkrechter Richtung durch hundert wagerechte Linien von gleichem Abstande geteilt, die auf dem rechtsseitigen Rande des Kreuzlinienfeldes numeriert sind. Eine Anzahl Radiallinie, die sich an dem Schnittpunkt dar Kreuzt iden treffen, verliuft über das Linienfeld, und diese Radiallinien sind an dem linksseitigen und dem oberen Rande, entsprechend den Graden am Umfange des Limbus, numeriert. Ebenso verlaufen radial von dem Schnittpunkt der Grundplatte mit der ersten senkrechten Linie des Fadenkreuzes, die sich zur Linken von dessen
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rechtzeitig unterer Ecke befindet, mehrere Linien. Dieser Schnittpunkt entspricht der fünf- undtwanzigaten Teillinie der Hundertteilung.
Die zuletzt erwähnten Radiallinien verlaufen bis an den Schnittpunkt der hauptäcblichten wagerechten und senkrechten Teillinien mit den Handlinien. In der Zeichnung sind nur einige Teilungezahlen am Rande verzeichnet, während die dazwischenliegenden Zahlen ausgelassen sind, um die Darstellung nicht undeutlich werden zu lassen. Zur Erläuterung der Verwendungsweiae des Instruments sollen einige Beispiele angeführt werden.
Bei Verwendung des Instruments für Nivellierungs- Böachungsarbeiten bringt man, um eine wagerechte Linie zu legen, das Instrument in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise auf einen Jakobstab, schwingt die Grundplatte des Limbus in die Richtung der beabsichtigten Linie und bringt sie mit Hilfe der Libelle 8 in die wagerechte Stellung. Mittels der Schnecke 16 dreht man
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und das hintere Absehen 25 sich in gleicher Linie mit der wagerechten linie der Limbusteilung befinden, d. h. in der Nullstellung. Man kann dann durch Visieren nach dem Ziel über die Absehen hinweg die wagerechte Linie festlegen.
Ist eine Neigungslinie erforderlich, die einen Steigungoder Depressionswinkel nötig macht, dann kann diese Linie natürlich ähnlich, entweder prozentweise unmittelbar von der senkrechten oder wagerechten Teilung oder gradweise von den Limbusteilungen projiziert werden.
Bei Verwendung des Instruments als Hypsometer zur Bestimmung der Höhe von Bäumen oder dgl. misst man zunächst einen Abstand von 100 Fuss von dem betreffenden Gegenstande ab, stellt dann das Instrument auf und bringt es in die wagerfchte Stellung, wie beschrieben. Hierauf schwingt man den Arm, wie in der Zeichnung punir, angedeutet ist, so weit herum, bis der höchste Punkt des Baumes oder dgl. sich in gleiche. Linie mit dem Absehen befindet. Die Höhe in Fuss kann man dann unmittelbar an dem Schnitcpunkt des unteren Arm und der rechtsseitigen senkrechten Teilungen am Rande des Kreuzl uienfeldes ablesen. In der gezeichneten Stellung ist eine Höhe von 32 Fuss angegeben.
Den unterhalb der wagerechten Linie befindlichen Teil des Baumes kann man ermitteln, indem man den Arm so weit senkt, bis die Absehen das Bodenende des unteren Teils schneiden, worauf man dann an der oberen Randteilung den betreffenden Wert an der Schnittstelle mit dem oberen Arm ablesen kann. Bei dem in der Zeichnung angenommenen Beispiel ist der Arm um einen Winkel von etwa 180 gehoben worden und an diesem Winkel beträgt die an der senkrechten Teilung angegebene Höhe 32 Fuss. so dass bei diesem Winkel die senkrechte
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verwandeln, oder umgekehrt, und zwar kann man dies für irgend einen Winkel machen, indem man den Arm bis zu der betreffenden Ablesung dreht.
Distanzablesungen oder-beobachtungen lassen sich mit diesem Instrument leicht ausführen, wie hier mit Bezug auf Fig. 7 der Zeichnungen erlautert werden soll. Solche Ablesungen werden mittels eine gewöhnlichen Feldmessinstruments bekannter Art genommen, um die Entfernung von dem Beobachtungapunkte zu bestimmen. Die Objektivhnse des zugehörigen Fernrohres
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aufgestellt und ausgerichtet hat, geht der Gehilfe nach einer entfernten Stelle, z. B. nach B, und halt dort seine mit Massteilung versehene Latt. e aufrecht. Der Beobachter visiert dann auf die ltte und notiert sich die Anzahl Meter an der Latte zwischen der wagerechten und einem weiter oben an der Latte befindlichen Punkt.
Er beobachtet dann den Abstand an der Latte zwischen den Punkten C und D, wie er ihm zwischen den Haarfäden seiner Ill8trumentlinse erscheint. Nach den Gradteilungen am Kreise des Instruments kennt er den Winkel, um den das Fernrohr in die Hohe gerichtet wurden ist. Nach diesem Winkel und den Abständen B C und C D, die er an der Latte abgelesen hat, würde er imstande sein, den wagerechten Abstand zwischen 4 und B zu bestimmen, wenn nicht eine Fehlerquelle vorhanden wäre. die darauf beruht, dass die Latte senkrecht steht und nicht rechtwinkelig zu der Sehlmie durch das Fernrohr. Da nun aber der Abstand C'D bekannt ist und ebenso auch der Winkel D C E (gleich dem Winkel C. 4 B), so lässt
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Statt nun den Winkel ('D E durch trigonometfl8che Berechnung finden oder nach einem Buch mit entsprechenden Tabellen ermitteln zu müssen, kann man die Länge C E mit Hilfe des den Gegenstand der Erfindung bildenden Instruments unmittelbar ablesen, wie folgt :
Man stellt den beweglichen Arm auf den Winkel ein, der dem beobachteten Winkel C. 4 B entspricht. und liest an dem beweglichen Arm entlang die Entfernung ab, die der beobachteten Länge CD entspricht. Man folgt nun der schneidenden senkrechten Linie des rechtwinkeligen Ltmenfeldes bis nach dem unteren Teil der Teilung an dem fasten Arm des Instruments und kann dann dort die C b'entsprechende Länge unmittelbar ablesen.
Liegt dann dieser Punkt (D), wenn
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Fig. 7. Es lässt sich also die oben erwähnte Berichtigung unmittelbar von dem Instrument ablesen, sobald der beobachtete Winkel und der Abstand 0 Dan der Latte mittels des Instruments abgelesen worden ist.
Das Abstecken von Aufsatzstangen bei Böschungs- oder Gefällarbeiten wird durch dieses Instrument erheblich vereinfacht und lässt sich mit grosser Genauigkeit ausführen. Hiezu verwendet man das auf der andern Seite der Platte befindliche Kreuzlinienfeld nach Fig. 3 in Verbindung mit dem beweglichen Arm. Das Kreuzlinienfeld ist auf Grund der Annahme geteilt, dass die Sohle
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an der Seite eines Hügels treffen will. Die gewellte Linie, welche die Seite des Hügels andeuten soll, verläuft in eineK Winkel von beispielsweise 340. Das Strassenbett soll 25 Fuss seitlich in den Hügel abgeschnitten werden, und das aufzufüllende Strassenbett erstreckt sich um weitere 25 Fuss nach der Seite, wie in der Zeichnung links durch gestrichelte Schraffierung andeutet ist.
Es sei ferner angenommen, dass die Neigung des an der Seite der Strasse auszustechenden Teils einen Winkel von 450 bildet, d. h. ein Gefälle von] : 1.
Es soll nun ermittelt werden, wo an der Hügelseite die Steckpfähle eingetrieben werden sollen, welche die obere Begrenzung des vorzunehmenden Geländeausstichs anzeigen sollen, damit man weiss, wo mit dem Aufstehen begonnen weiden soll. In Fig. 8 ist eine Stelle mit. X bezeichnet. Es sei nun angenommen. dass mull, us diesen Punkt zu bestimmen. den mit 0 be-
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Punkt 0 an einem Dreifuss aufgestellt wurden sei. Man schwingt nun den Arm 2 (wie in Fig. t angedeutet) soweit herum, bis die Seh'ine mit der Böschungslinie des Hügels parallel ist. und diesen Winkel liest man von den Teilungen unten am Instrument entlang ab. Im vorliegenden
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Dieses Instrument lässt sich auch im Bureau zur Erleichterung von Berechnungen und zur Lösung von Aufgaben verwenden, die dem Ingenieur gestellt werden. Wie aus dem Kreuzfadenfeld
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vou oner oder mehreren Ablesungen zu erhalten.
Der Wert irgend eines Winkels lässt sich ermitteln. Beim mechanischen Auftragen oder Abstecken kann man den Abteilung des Kreuzfadenfeldes irgend einen Wert von einem Zoll his zu mehreren hundert Fuss geben. So kann man z. B. bei einer Steigung von 2 auf 4 den
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Die dritte Seite irgend eines rechtwinkligen Dreiecks lässt sich natürlich ermitteln, wenn die beiden anderen Seiten gegeben sind. Ebenso lässt sich auch die natürliche Tangente irgend eines Winkels bis zu 100 Einheiten und 460 ermitteln.
Oberhalb der Platte ist ein Kontrollregister zum Kontrollieren der Aussenwerte vorgesehen.
Das Zifferblatt ist von 1 bis 20 geteilt und bei jeder Ziffer mit einer Aussparung versehen, in die man den Zeiger einschnappen lassen kann, der dann durch seine Elastizität solange dort gehalten wird, bis man ihn weiterdreht.
Das Instrument lässt sich sehr bequem und wirksam als Transporteur verwenden. Die Platte kann auf dem Zeichenpapier mit dem Fadenkreuz 14 auf dem Drehpunkt gestellt werden. Man kann alsdann den Arm 2 nach irgend einem Punkt eines Dreiviertelkreises drehen. Nach Erzielung der gewünschten Ablesung an dem Arm kann man diesen Punkt auf das Papier dadurch auftragen, dass man gegen den Federarm 28 nach unten drückt, so dass die Spitze des in Fig. 2 gezeigten Lochers in das Papier eindringt. Dies erleichert wesentlich die Arbeit und sichert eine grosse Genauigkeit.
Man kann auch oberhalb des Fadenkreuzes eine Lupe anbringen.
Ausser den oben erläuterten Verwendungsweisen gibt es natürlich auch noch manche anderen nützlichen Arten der Benutzung des Instruments. sowohl für Feidmesaerarbeiten im Gelände, wie auch für die Arbeit im Bureau.
Der für alle möglichen Arbeiten der Feldmesskunst wohl wichtigste Vorzug des Instruments besteht in der grossen Leichtigkeit und Genauigkeit, mit der relative Neigungen im Felde ermittelt
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Fehler ausgeschaltet werden. Man kann von irgend einer Schnittpunktecke oder einem anderen bekannten Punkt eines Gipfels, dessen erhebung durch eine geographische Messung genau festgestellt worden ist, eine Ablesung nehme 1 u : "ld den Unterschied in der Erhebung unmittelbar
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Methoden der Vertikalkontrolle möglich ist. Es liegt auf der Hand, dass durch dieses Instrument auch die Kosten des jetzigen Verfahrens der Vertikalkontrolle erheblich verringert werden.
PATENTANSPRüCHE :
1. Instrument für Feldmessung, msbesondert zur Bestimmung der Neigungslinien für
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Ingenieurarbeiten, bestehend aus einem eine Gradeinteilung tragenden Limbus und einer zu ihm konzentrisch angeordneten quadrantförmigen Alhidade, dadurch gekennzeichnet, dass der in zwei aufnlmander normalen Radien eine Cnterteilung zeigende Limbus auf der Vorderseite innerhalb des Quadranten der Teilungslinien ein rechtwinkeliges Linienfeld hat, das in eine Mehrzahl rechtwinkeliger Felder unterteilt ist. während die Ränder in hundert Unterabteilungen zerlegt sind. wobeidiegeradenSeitenderAlhidadeeinederLimbusteilungentsprechendeSkalatragen.