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Ballontheodolit mit Zeichenvorrichtung Das Hauptpatent betrifft einen
Ballontheodolit zum Aufzeichnen der Grundrißprojektion der Bahn eines Pilotballons
in verkleinertem Maßstab, der folgendermaßen ausgebildet ist: Ein mit einer Marke
verbundenes Steuerglied, das die Aufgabe hat, der Bahn des Pilotballons entsprechende
Bewegungen auszuführen, ist mit der Zeichenvorrichtung so gekuppelt, daß es an der
gegenseitigen Bewegung des Zeichenstiftes und der Zeichenfläche teilnimmt, und ist
außerdem senkrecht zur Zeichenfläche verstellbar. Dabei steht es mit einer Antriebsvorrichtung
in Verbindung, die seinen Abstand von der Zeichenfläche selbsttätig ändert. Die
Beobachtungsmittel zur Beobachtung, des Pilotballons einerseits und der Marke des
Steuergliedes anderseits enthalten ein allseitig verschwenkbares Fernrohr und ein
mit diesem verbundenes optisches System, durch das die Marke des Steuergliedes in
die Bildebene des Fernrohrs abgebildet wird.
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Die Zusatzerfindung bezieht sich auf Ballontheodolite für nur punktweise
Registrierung, und zwar im besonderen auf diejenige Gattung solcher Ballontheodolite,
bei denen jene Antriebsvorrichtung zur selbsttätigen Änderung des Abstandes des
Steuergliedes von der Zeichenfläche so ausgebildet ist, daß . dieser Abstand absatzweise
um gleiche, dem Steighöhenunterschied des Pilotballons in der Zeiteinheit entsprechende
Beträge geändert wird, und bei denen ferner die Beobachtungsmittel zwei voneinander
getrennt liegende Zielmarken enthalten.
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Nach der Zusatzerfindung werden die Beobachtungsmittel abweichend
vom Hauptpatent, in dem sie nur ein einziges Okular aufweisen, mit zwei Okularen
ausgestattet, die einander benachbart liegen, so daß ein und derselbe Beobachter
ohne große Kopfbewegung abwechselnd an beiden Okularen beobachten kann, und deren
jedes eine jener beiden Zielmarken enthält.
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Die benachbarte Anordnung zweier Okularteile ist z. B. für Ablesevorrichtungen
für terrestrische Theodolite bekannt. Hier hat sie den Vorteil, daß auch für die
oben gekennzeichnete Gattung von Ballontheodoliten das volle Gesichtsfeld des Fernrohrs
für die Beobachtung des Pilotballons zur Verfügung steht, was bei den Ballontheodoliten
nach dem Hauptpatent nur für diejenige Gattung erreicht wird, bei der von der Marke
des Steuergliedes und von dem Pilotballon in der Bildebene des Fernrohrs Mischbilder
erzeugt werden.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel einer der Erfindung entsprechenden
Vorrichtung, und zwar Abb. z die Vorrichtung
im Aufriß, teilweise
im Schnitt und teilweise in Ansicht, Abb, z und 3 die Strichplatten des Fernrohrs
und des Mikroskops der Vorrichtung in Ansicht und Abb. 4, 5 und 6- einen Teil der
Vorrichtung in vergrößertem Maßstab.
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Die Vorrichtung enthält wie beim Hauptpatent einen z. B. auf einem
Stativ -gelagert zu denkenden, um eine lotrechte Achse X-X drehbaren und gegenüber
seinem Träger feststellbaren Tisch i, an dem ein Körper 2 drehbar so gelagert ist,
daß seine Drehachse mit der Drehachse X-X zusammenfällt. An einem Arm dieses Körpers
2 ist ein Zielfernrohr 3 um eine Achse Y-I' drehbar gelagert, die die Achse X-X
senkrecht schneidet. Das Fernrohr 3 enthält ein Okular 4, dessen optische Achse
mit der Drehachse Y-I' zusammenfällt, ein Objektiv 5, ein die Einblickachse um 9o°
ablenkendes Dachprisma 6 und eine Strichplatte 7, auf der ein Fadenkreuz 8 (Abb.
-) so aufgetragen ist, daß der Kreuzungspunkt der Fäden in der Achse des Okulars
4 liegt. Mit 9 ist ein Mikroskop bezeichnet, das ein Okular io, ein Objektiv ii,
ein einfaches Spiegelprisma 12 und eine Strichplatte 13 mit einem die optische Achse
Z-7_ des Okulars io schneidenden, der optischen Achse des Objektivs 5 parallelen
Längsstrich 14. (Abb. 3) enthält. Das Mikroskop 9 ist an dem Fernrohr 3 so befestigt,
daß bei lotrechter Lage der optischen Achse des Objektivs 5 des Fernrohrs 3 die
optische Achse Z_-7_ des Okulars io des Mikroskops 9 lotrecht über der Achse Y-I'
liegt.
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Das Mikroskop 9 dient dazu, eine in einer zur Achse Y-1' parallelen
Ebene aufgetragene Strichmarke 15 in die Bildebene des Okulars io abzubilden. Die
Marke 15 ist an einem Gehäuse 16 befestigt; das längs eines Rohrkörpers 17 verschieblich
angeordnet ist. Der Rohrkörper 17 ist an einem Schlitten 18, der längs einer Querführung
i9 des Armes des Körpers 2 senkrecht zu der durch die Drehachsen X-X und Y-Y bestimmten
Ebene verschieblich gelagert ist, so befestigt, daß seine Rohrachse der Drehachse
X-X parallel ist und in derjenigen Ebene liegt, die diese Drehachse enthält und
der Verschiebungsrichtung des Schlittens i8 parallel ist. In dem Rohrkörper 17 ist
eine Zahnstange 2o (Abb. 4 und 5) v erschieblich so gelagert, daß sie in der Richtung
der Rohrachse verschoben werden kann. Die Zahnstange 20 wird durch eine Feder 21
nach unten gegen den Rohrkörper 17 gedrückt. An dem Schlitten 18 ist eine zur Drehachse
Y-Y parallele Welle 22 (Abb. 5) drehbar gelagert, auf der eine Nockenscheibe 23
befestigt ist. Diese Nockenscheibe steht einerseits einem Zapfen 24 der Zahnstange
2o gegenüber, dessen Achse- der Verschiebungsrichtung der Zahnstange 2o parallel
ist, und anderseits einem Markierstiff 25, der an dem Schlitten 18 in der gleichen
Richtung wie die Zahnstange 2o werschieblich so gelagert ist, daß seine Spitze 26
in jener Ebene liegt, die die Drehachse X-X enthält und der Verschiebungsrichtung
des Schlittens 18 parallel ist. Eine Feder 27 hält den Markierstift 25 dauernd mit
der Nockenscheibe 23 im Eingriff. Die Nockenscheibe 23 (Abb. 6) ist so ausgebildet,
- daß bei einer durch Niederdrücken eines Handhebels 28 zu bewirkenden Drehung der
Welle 22 entgegen der Wirkung einer Feder 29 die Zahnstange 2o um eine Zahnhöhe
gehoben und gleichzeitig der Markierstift 25 so weit nach unten bewegt wird, daß
er auf dem mit dem Tisch i verbundenen Zeichenblatt 3o eine Markierung macht.
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In einem rohrförmigen Ansatz 31 (Abb. 4) des Gehäuses 16 ist ein zum
Eingreifen in die Zahnstange 2o bestimmter Zahn 32 verschieblich so gelagert, daß
seine Verschiebungsrichtung auf der Teilebene der Zahnstange 20 senkrecht steht.
Der Zahn 32 greift durch einen Längsschlitz 33 des Rohrkörpers 17 mit Passung hindurch
und sichert dadurch das Gehäuse 16 gegen Drehungen gegenüber dem Rohrkörper 17.
Eine Feder 34 hält den Zahn 32 mit der Zahnstange 2o im Eingriff. Ferner ist in
dem Gehäuse 16 ein Ringkörper 35 so untergebracht, daß er den Rohrkörper
17 mit Spiel umschließt und mit seinen beiden Stirnflächen an entsprechenden
Flächen des Gehäuses 16 anliegt. Um den Ringkörper 35 in der Richtung der Verschiebung
des. Zahnes 32 gegenüber dein Gehäuse i6 verschieben zu können, trägt der Ringkörper
35 einen Querzapfen 36, der mittels eines Bundes 37 in einem rohrförmigen. Ansatz
38 des .Gehäuses 16 geführt ist, dessen Achse der des Ansatzes 31 parallel läuft.
Der Zapfen 36 wird von einer Feder 39 umschlossen, die sich gegen das Gehäuse 16
und den Bund 37 stützt und dafür sorgt, daß der Ringkörper 35 dauernd an dem Rohrkörper
17 anliegt und dadurch, infolge der zwischen diesen. beiden Körpern bestehenden
Reibung, seine jeweils gegenüber dem Rohrkörper 17 eingestellte Höhenlage beibehält.
Durch Druck auf einen mit dem Zapfen 36 verschraubten Überfangknopf 4o kann der
Ringkörper 35 entgegen der Wirkung der Feder 39 verschoben und dadurch jene Reibung
aufgehoben werden. Bei dieser Verschiebung drückt der Ringkörper 35 gegen einen
Ansatz 41 des Zahnes 32 und verschiebt den Zahn 32 entgegen der Wirkung der Feder
34 wodurch also gleichzeitig mit dem Aufheben jener Reibung der Eingriff zwischen
dem Zahn 32 und der Zahnstange 2o aufgehoben wird, so daß das Gehäuse 16 längs des
Rohrkörpers 17 frei verstellt werden kann.
Bevor der mittels des
Zielfernrohrs 3 zu verfolgende Pilotballon zum Aufstieg vom Standort der Vorrichtung
freizugeben ist, müssen an der Vorrichtung folgende Einstellungen vorgenommen werden:
Der Schlitten i8 muß diejenige Lage längs der Querführung i9 einnehmen, in der die
Spitze 26 des Markierstiftes 25 mit der Drehachse X -X zusammenfällt, und das Gehäuse
16 diejenige Lage längs des Rohrkörpers 17 (die obere Grenzlage), in der
die Strichmarke 15 in Höhe mit der Drehachse Y-Y liegt. Ferner ist noch ein der
Vorrichtung zuzuordnendes (in der Zeichnung weggelassenes) Uhrwerk in Gang zu setzen,
das in regelmäßigen Zeitabständen ein Klingelzeichen auslöst. Die Länge des Zeitabstandes
von einem Klingelzeichen zum anderen muß so bemessen sein, daß die von dem Auftrieb
des Pilotballons abhängige Steighöhe des Ballons während dieses Zeitabstandes einer
Zahnhöhe der Zahnstange 20 entspricht.
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Nachdem diese Einstellungen beendet sind, ist der Pilotballon im Augenblick
eines Klingelzeichens freizugeben und der Handhebel 28 kurz niederzudrücken. Dadurch
wird einerseits der Markierstift 25 veranlaßt, auf dem Zeichenblatt 30 -denjenigen
Punkt zu markieren, der der Horizontalprojektion des Ausgangsortes des Pilotballons
entspricht, und andererseits die Zahnstange 2o um eine Zahnhöhe gehoben. Bei ihrer
Aufwärtsbewegung drückt die Zahnstange 2o den Zahn 32 entgegen der Wirkung der Feder
34 so lange seitwärts, bis er dem nächstunteren Zahn der Zahnstange 2o gegenübersteht,
mit dein er dann durch die Wirkung der Feder 34 zum Eingriff gebracht wird. Wenn
der Handhebel 28 losgelassen wird und unter der Wirkung der Feder 29 in seine obere
Lage zurückschnellt, wird die Zahnstange 2o durch die Feder 2i wieder nach unten
gedrückt und nimmt dabei zufolge des wiederhergestellten Eingriffes des Zahnes 32
in die Zahnstange 2o (las Gehäuse 16 und damit die Strichmarke 15 um eine Zahnhöhe
nach unten mit. Dadurch kommt die Strichmarke 15 in diejenige Höhenlage gegenüber
dem Rohrkörper 17, die der Horizontalebene entspricht, in der sich der Ballon im
Augenblick des nächsten Klingelzeichens befinden wird. Darauf ist das Fernrohr 3
durch Drehen um die Achsen X-X und Y-Y so auf den Ballon eingestellt zu erhalten,
daß das Bild des Ballons stets auf dem Fadenkreuz 8 des Fernrohrs liegt. Im Augenblick
des nächsten Klingelzeichens ist die Verfolgung des Ballons zu unterbrechen und
der Schlitten 18 längs der Querführung i9 so weit zu verschieben, bis beim Beobachten
am Mikroskop 9 das Bild der Strichmarke i5 mit dem Längsstrich i4 des Mikroskops
9 zusammenfällt. In diesem Augenblick ist der Handhebel 28 erneut kurz niederzudrücken.
Die Folgen sind die gleichen, wie oben angegeben: Ballonverfolgung bis zum nächsten
Klingelzeichen, Einstellung des Schlittens 18 mit Hilfe des Mikroskops 9 und Niederdrücken
des Handhebels 28 im Augenblick des nächsten Klingelzeichens wiederholen sich nun
ununterbrochen.
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Aus dem Linienzug, der durch die auf dein Zeichenblatt 30 markierten
Punkte gelegt werden kann, ist die Richtung der Windgeschwindigkeit, die in den
verschiedenen Höhen herrscht, ohne weiteres zu entnehmen, weil jeder markierte Punkt
einer bestimmten Höhe des Ballons entspricht.