DE41492C - Nivellir- und Winkelmefsinstrument. • - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 42: Instrumente.

Das vorliegende Instrument ist ein Horizontalwinkel - Mefsinstrument und gestattet, das Gefalle einer gemessenen Strecke in Procenfen unmittelbar abzulesen und zugleich mittelst einfacher Proportion auch die zu kartirende Gröfse der gemessenen Strecke, ihre Verticalprojection. Aufserdem ist das Instrument in etwas veränderter und vereinfachter Gestalt für alle besonderen forstlichen Messungen und insbesondere als Baumstärken- und Höhenmesser verwendbar, wobei ein besonderes Verfahren zur Anwendung kommt.

Das Instrument hat den Vortheil, dafs es Nivellir- und Winkelmefsinstrument, sowie event. Höhen- und Stärkemesser in sich vereinigt, von der Länge oder überhaupt dem Vorhandensein einer Nivellirlatte unabhängig ist und deshalb weitere Stationen zu nehmen und schneller zu arbeiten gestattet als das Nivellirinstrument.

Fig. ι ist eine Vorderansicht des Instruments, links Schnitt durch die Mitte des Obertheiles, Fig. 2 die Oberansicht. Fig. 3 und 4 stellen die Sealentheilung und Ablesevorrichtung dar. Fig. 5 zeigt die Visiraufsätze mit Seitenverschiebung, Fig. 6 die Methode der Kreuzvisur, Fig. 7 die Methode der Uebertragung der Gefällprocenttheilung auf die Horizontale (durch parallele Verschiebung).

Das Instrument hat als Basis ein Winkelmefsinstrument, z. B. eine Boussole, welche zur Herstellung der Drehbarkeit mit ihrer Grundplatte A auf ein konisches, zusammengearbeitetes Scheibenpaar B C gesetzt ist; die untere Platte C trägt den Zapfen Z, welcher auf eine Hilfsvorrichtung oder einen Dreifufs geschraubt werden kann oder zweckmäfsig mit dem Gewindezapfen der Meifsner'sehen Horizontirvorrichtung (Patent No. 36577) verbunden wird.

Die Platte A trägt vermittelst zweier Säulchen D einen Balken E, auf dem symmetrisch zur Mitte ein Abstand α α vorgemerkt ist. Der hundertste Theil dieses Abstandes dient als Einheit für die Mafsstäbe des Instruments.

An den Enden dieses Mafses stehen zwei Scalen F₁ und F₂ im rechten Winkel zum Balken E. Die genaue Einstellung auf 90° erfolgt durch Zug- und Druckschraube ^₁ und .S₁. Die Vorderseiten der Perpendikel F₁ F₂ tragen je einen Transversalmafsstab, der entweder nach Fig. 3 oder nach Fig. 4 eingerichtet ist. Fig. 3 zeigt die Einheiten in fünf Theile von je 0,3 getheilt. Die Zehntelverticalen sind als Limbus angesehen für den Nonius des Ableseschiebers JV, auf dem elf Limbustheile in zehn Noniustheile getheilt sind, so dafs die Ablesung bis auf 0,02 der Mafseinheit geschieht. Die Theilstriche sind so angeordnet, dafs sie mit den Transversalen rechte Winkel bilden. Nach Fig. 4 sind auf dem Ableseschieber JV die Zehntel angegeben und jedes wieder in fünf Theile getheilt, so dafs auch hier die 0,02 pCt. abgelesen, die 0,01 pCt. geschätzt werden können; auch hier stehen die Schiebertheilstriche auf den Transversalen senkrecht. Letztere Methode, nach Fig. 4, hat den Vortheil leichterer und billigerer Herstellbarkeit.

Bei gröfseren Mafseinheiten, wie sie der wirklichen Gröfse des Instruments entsprechend auch angewendet werden müssen, kann die Theilung natürlich bis zu 0,01 direct gezogen werden.

Die Bewegung der Schieber erfolgt durch grobe und feine Einstellung, die in Fig. ι links im Schnitt und Fig. 2 links im Grundrifs angegeben ist. Das Gleitstück G, Fig. 2, im Grundrifs frei sichtbar, läfst sich mit einer Nuth am Perpendikel F auf- und abbewegen und durch die Druckschraube S₂ festklemmen.

Zur genauen Einstellung trägt G vermittelst der Mikrometerschraube H das Stück /, das seinerseits durch Schlitten an G geführt wird. Ein unten um die Scala nach vorn herum reichender Arm von J, mit K bezeichnet, trägt die Ablesevorrichtung L, Fig. 3, justirbar durch die Zugschraube ^₂ und die Druckschrauben S₃ und S₄. Der winkelförmige Ableseschieber N ist, zum Schutz der Scala während des Einsteilens, in einem Schwalbenschwanz zurückziehbar und wird in dieser Stellung gehalten durch die Feder M, welche in einen Schlitz am Schieber IV eingreift (s. Fig. 3 links). Nach Beiseitedrehen der Feder M und Vorschieben von JV drückt wiederum Feder M den Schieber N behufs genauer Ablesung an die Scala.

Zur Vermeidung todten Ganges der Mikrometerschraube H ist sowohl die Mutter G nachstellbar· durch eine Zugschraube, die auf einen Spalt: wirkt,, als. auch lassen zwei konische Splinte ο im Stück J, welche in eine halbkreisförmige Nuth des Schraubenschaftes greifen, durck Nachziehen ein Schlottern vermeiden.

Die beiden Stücke J tragen ferner an einem aufgesehraubten Scharnier PQ die Visirvorrichtung. Ein beiderseits mit den Stücken Q. verschraubtes Rohr R₁ R₂ trägt nahe dem Ständer. F₁ vermittelst der Schelle S₁ die Hülse T₁ und darin verschiebbar das Ocular nebst Fadenkreuz, während an dem F₂. näheren Ende die Schelle S₂ die Hülse. T₂ mit dem Objectiv trägt. Zwischen S₂ und F₂ ist das Rohr R₁ R₂ getheilt. Mit dem kurzen Ende R₂ ist ein sich in R₁ . axial führender Messingcylinder verbunden, der an der Vorderseite, abgeflacht ist und dort eine von der Trennung an zählende Scala trägt in genau denselben Mafseinheiten wie die anderen Scalen. Das Ende von -R₁ trägt über einem. Ausschnitt einen Nonius IV₈ bezw. eine den Fig. 3 oder 4 entsprechende Ablesevorrichtung, so dafs auch hier ein genaues Ablesen der Procente der Verschiebung ermöglicht wird.

'. '.. Der Gebrauch des Instruments zum Messen y.on Gefällprocenten ergiebt sich aus der Form desselben als einem rechtwinkligen Dreieck, dessen eine horizontale Kathete der Balken E, dessen Hypotenuse das Rohr R₁ R₂ und dessen andere Kathete die Ablesung an einem der Perpendikel. bezw. die Differenz zwischen den Ablesungen: an beiden Perpendikeln ist, welche Differenz, direct, das Gefällprocent angiebt.
.L:;PasiAnv.isiren. geschieht am einfachsten nach Marken, welche beim vorangegangenen.Messen der Strecke in Instrumenten- oder sonstiger gleichmäfsiger Höhe zurückgelassen sind.

Die Ablesung am Nonius 2V₃ zu 100 gefügt, giebt das Procentverhältnifs zwischen der gemessenen Strecke und deren Projection auf die Horizontale. Es ist demnach:

χ gemessene Strecke

100 Ablesung + 100

gemessene Strecke X 100

x =

Ablesung + ^! 00

Höhenbestimmungen von Punkten bei gemessenem Abstande von der Aufstellung des Instruments an fallen unter dieselbe Methode wie die Gefällermittelung. Liegt die hierbei gemessene Distanz nicht horizontal, so wird sie vermittelst der Ablesung von 2V₃ durch einfache Proportion in horizontale umgewandelt und danach die Höhe bestimmt.

Die Horizontirung des Instruments erfolgt mit Hülfe einer auf die Decke der Boussole gelegten Dosenlibelle, die Prüfung der Ablesung durch Nullstellen beider Ablesungsschieber und Aufsetzen einer Reiterlibelle auf R₁. Spielt die Libelle nicht ein, so sind bis zur Erreichung dieses Zweckes die Ablesevorrichtungen durch ^₂, S₃ und S₄ zu justiren.

Wird zum Messen der Horizontalwinkel ein Limbuskreis mit verticaler Anordnung der Kreistheilung (nach Art des Meifsner'schen kleinen Reisetheodoliten) angewendet, so kann ferner auch an der Kreistheilung sehr zweckmäfsig eine Ablesevorrichtung nach Fig. 3 oder 4 angebracht werden, indem die Gradtheilufig als Transversalmafsstab aufgetragen wird. Die Leichtigkeit der dadurch erzielten· Ablesung im Unterschiede von den bisherigen Nonien liegt auf der Hand. . . .

Abänderungen des Instruments.

Behufs Vornahme forstlicher Messungen von geringerer Genauigkeit empfiehlt es sich, die L.insenvisirvorrichtung nebst Rohr und Mafsstab JR₁ 2V₃ R₂ fehlen zu lassen und dafür einfache Schnittvisire mit den Stücken P zu verbinden (Fig. 5),.

Sollten die Perpendikel zu wenig Steigung ergeben, wie es beim Messen von Baumhöhen vorkommen kann, so wird, unbeschadet der sonstigen Brauchbarkeit des Instruments, das Objectivvisir durch ein um so viel höheres Visir ersetzt, dafs die Differenz beider Visire schon ein Gefälle von vielleicht 30 pCt. einschliefst und demnach die alsdann am Instrument abgelesenen Steigungsprocente zu 30 hinzugefügt werden. Anderenfalls können — im Unterschiede von anderen Höhenmessern — durch die in Fig. 7 dargestellte, auf das einfache Gesetz der Parallelität sich gründende Methode der Uebertragung der Gefällprocente. von einem bestimmten Theilpunkte (z. B, 2 pCt., Fig. 7)

an auf die Horizontale die höheren Procente durch Verschieben des Perpendikels F₂ am Balken E abgelesen werden.

Werden beide Visire wie Pf in Fig. 5 ausgeführt, so dafs auch eine Seitenverschiebung von einigen Procenten erreicht wird, so ist damit die Methode der Kreuzvisur ermöglicht und das Instrument als Baumstärkenmesser zu verwenden (s. Fig. 6).

Behufs Messung eines Durchmessers A B in der gemessenen Entfernung Mx = J von der Mitte M des Instruments wird letzteres so gestellt, dafs die Visur über Ocular C und Objectiv D ungefähr die Mitte von A B trifft.

Hierauf wird Ocular C so weit nach F und Objectiv D so weit nach E zu verschoben (C D ist der Balken E des Instruments von der Länge a = 100 pCt., CF und DE die Seitenverschiebungsscalen), bis die Kanten A und B einspielen. Falls Ablesung G nicht gleich Ablesung H ist, wird aus beiden das Mittel genommen und darauf eingestellt, bis G = H = ppCx. ist. Dann ist nämlich mit beinahe mathematischer Genauigkeit und im Unterschiede von anderen Stärkemessern, welche die Seitenverschiebung nur nach einer Seite hin nehmen, die Mitte einvisirt, folglich AB I/ C FI/ DE und AB = -^- · d.

100

Beweis:
Ax

HD

(=p)
daraus:

Ax= id +

100

Bx ~C~G~

d —

100

J^; BX= d-^ ^P
100 \ 2

100

folglich: Ax+ Bx = AB:

100

■d.

Derselbe Zweck wie mit . der kleinen Scala am Visir wird offenbar erreicht, wenn an Stelle der Säulchen D in Fig. 1 Scharniere treten, welche ein Umklappen um 90° gestatten und die Scalen F₁ F₂ demnach in horizontale Lage bringen. Dann werden bei Anwendung der gleichen Kreuzvisur auch gröfsere Gegenstände gemessen werden können, vor deren Mitte der Messende steht.

Schliefslich kann beim Stärkemessen mittelst obiger Kreuzvisur auch noch eine Verbindung der Methoden Fig. 6 und 7, wie sie die Pfeilrichtung in Fig. 6 andeuten, statthaben (siehe Fig. 6 und 7).

Behufs Einmessens von Holzabfuhrwegen, Bestandsabtheilungen u. s. w. wird ferner die Boussole vorteilhaft durch Fallon's Spiegellineal mit dem auf der Gradtheilung drehbaren Spiegel zu ersetzen sein. Letzterer läfst sich entweder unmittelbar auf einem Ende des Balkens E aufschieben, während das andere Ende mit einem aufzuklappenden Diopter versehen wird, oder das nach Herausnahme der Zugschrauben ^₁ zusammengelegte Instrument trägt auf einem der heruntergeklappten Schenkel die Gradfheilung nebst Spiegel, während die beiden hochstehenden Knaggen als Visire dienen.

Claims (2)

P ATENT-An SPRÜCHE:

1. Ein Nivellir- und Winkelmefsinstrument, bestehend aus der drehbaren Grundplatte A, welche zwei mit Transversalmafsstäben ausgerüstete Perpendikel F₁ und F₂ trägt, die in Verbindung mit Nonienschiebern N, Visireinrichtung T₁ T₂, getheiltem Rohre R₁ R₂ und Nonius N_B sowohl eine genaue Ermittelung der Verschiebungseinheiten, als auch eine directe procentuale Ablesung des Gefälles und der Verticalprojection einer gemessenen geneigten Strecke gestatten.

2. Bei vorgenanntem Instrument die Einrichtung zum Stärken- und Höhenmessen, wobei die Ablesung durch beiderseitige Verschiebung von Ocular und Objectiv mittelst Kreuzvisur,. sowie mittelst Uebertragung der Verschiebungseinheiten vom Perpendikel F auf die Horizontale E durch parallele Verschiebung (Annäherung) des ers.teren bewirkt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.