DE155909C - - Google Patents
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- DE155909C DE155909C DENDAT155909D DE155909DA DE155909C DE 155909 C DE155909 C DE 155909C DE NDAT155909 D DENDAT155909 D DE NDAT155909D DE 155909D A DE155909D A DE 155909DA DE 155909 C DE155909 C DE 155909C
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
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- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
KAISERLICHES
ΡΑΤΕ N TA MT
'Ο
Bei der Untersuchung von Querprofilen in Wasserläufen ist in der Regel dreierlei festzustellen,
nämlich: erstens die an den verschiedenen Stellen herrschenden Wasserdrücke bezw. Wassergeschwindigkeiten oder durchfließenden
Wassermengen, zweitens die Ge-staltung des Flußbettes dieses Querprofils und drittens die zwischen vorgenannten beiden
bestehenden Beziehungen.
ίο Die Messung von Wassergeschwindigkeiten
in einem Querprofil bewirkt man noch gegenwärtig mittels eines hydrometrischen Flügels
in einer Anzahl senkrechter Ebenen. Dabei müssen die wagerechten Abstände der Senkrechten
gemessen und aufgezeichnet werden; auch die gemessenen Wassergeschwindigkeiten
sind ihrer Größe und Tiefenlage nach aufzuzeichnen.
Eine durch die Patentschrift 32897 bekannt gewordene Vorrichtung, welche dazu dient,
die in einer senkrechten Linie oder Ebene auftretenden Wassergeschwindigkeiten zu
messen und selbsttätig zu registrieren, würde noch die Messung und Aufzeichnung der
wagerechten Abstände zwischen den untersuchten senkrechten Linien oder Ebenen nötig machen. Die Aufzeichnung, welche
diese Vorrichtung" von ihren Messungen .macht, ist nicht derart, daß sie zuverlässige
Auskunft über die gemessenen Wassergeschwindigkeiten, aus denen durch Umrechnung
die -Wasserdrücke zu bestimmen wären, geben könnte; hierzu müßte die aufgezeichnete Kurve
eine scharf begrenzte Linie sein. Eine solche
ist mit der Vorrichtung jedoch nicht zu erlangen. Denn ein unter Wasser auf durchnäßtem
Papier zeichnender Anilinstift wird einen bandförmigen, nach den Seiten hin
verschwimmenden, farbigen Streifen, nicht aber eine scharf begrenzte Linie ergeben.
Da außerdem das Verziehen des Papiers beim Trocknen auch ein Verziehen der aufgezeichneten
Kurve zur Folge haben muß, so ist leicht einzusehen, daß die Aufzeichnungen dieser Vorrichtung den Anforderungen an
Genauigkeit nicht genügen.
Das Ausmessen eines Querprofils geschieht noch jetzt in der Hauptsache mittels des bekannten
Nivellierverfahrens. Das Ergebnis wird zeichnerisch festgelegt.
In diese Zeichnung werden dann durch ein umständliches rechnerisches und zeichnerisches
Verfahren die Ergebnisse der Wasserdruckbezw. Wassergeschwindigkeitsmessungen eingetragen
und dadurch eine Übersicht gewonnen, aus welcher die zwischen der Gestaltung eines Querprofils und der darin
herrschenden Wasserdrücke oder Wassergeschwindigkeiten obwaltenden Beziehungen ohne weiteres abzulesen sind.
Einer solchen Übersicht kann eine mit der aus der Patentschrift 2304 bekannt gewordenen
Vorrichtung hergestellte Profilaufnahme nicht zugrunde gelegt werden, weil eine solche ein
getreues Bild von dem, was sie in der Natur findet, nicht zu liefern imstande ist. Dazu
müßte die Drehung der Zeichentrommel proportional der Breite des Wasserspiegels in
dem aufgenommenen Querprofil und die senkrechten Verschiebungen des Zeichenstiftes
proportional den bezüglichen Wassertiefen sein. Beides ist nicht der Fall. Das die
Trommeldrehung herbeiführende Meßrad läuft auf der Flußsohle, welche, weil fallend und
steigend, langer ist als die entsprechende Wasserspiegellinie. Der die Verschiebung des
Zeichenstiftes bewirkende Mechanismus ist
ίο derartig, daß diese Verschiebung genau proportional
den vorgefundenen Tiefen nicht erfolgen kann.
Die mit den Vorrichtungen nach Patent 3 2897 und 2304 zu erlangenden Aufzeichnungen
sind daher auch in einer etwaigen Verbindung miteinander für die Untersuchung eines Querprofils
und einer aktengemäßen Feststellung aller vorgenommenen Messungen nicht geeignet.
Eine Vorrichtung, mittels welcher die Querprofilsohle in den senkrechten Tiefen
unter dem Wasserspiegel und gleichzeitig die in derselben Vertikalen herrschenden Wasserdrücke
in einem Arbeitsgange, die sonst in dem Querprofil herrschenden Wasserdrücke in mehreren übereinander liegenden, wagerechten
Arbeitsrahmen gemessen und alle Meßergebnisse selbsttätig auf einem Blatt in verjüngtem Maßstab so aufgezeichnet werden,
daß dadurch eine Übersicht über alle in Frage kommenden Verhältnisse und die zwischen
diesen obwaltenden Beziehungen gewonnen wird, bildet den Gegenstand der vorliegenden
Erfindung.
Dieselbe kennzeichnet sich dadurch, daß eine für Wasserdruckmessungen bekannte
Druckscheibe am bezw. im unteren Ende einer Peilstange angeordnet ist, welche letztere an
ihrem oberen Ende eine Zeichentrommel trägt, die durch einen in der Ebene des zu untersuchenden
Querprofils wagerecht gespannten Draht !proportional der Zu- oder Abnahme
der Entfernung der Peilstange vom Aufhängepunkt des Drahtes am Ufer gedreht
wird, während die Verschiebung der Druckscheibe die senkrechte Verschiebung eines
Zeichenstiftes, Hebung oder Senkung der Peilstange die senkrechte Verschiebung eines
zweiten Zeichenstiftes hervorruft, so daß bei Befahrung des Querprofilgrundes mit dem
Peilstangenende der erstgenannte Stift auf der durch den wagerecht gespannten Draht
gedrehten Trommel ein Diagramm aufzeichnet, dessen Ordinaten den gemessenen Grundgeschwindigkeiten
entsprechen, während gleichzeitig der zweite Zeichenstift die Sohle des Querprofils in verjüngtem Maßstab auf die
Trommel aufzeichnet. Jede Befahrung einer Wagerechten mit der Druckscheibe ergibt
dann auf der Trommel ein weiteres, über die vorgefundenen Wasserdrücke Auskunft gebendes
Diagramm. Dabei entstehen alle Diagramme in einer solchen Anordnung zur Aufzeichnung
der Profilsohle, daß ohne weiteres abzulesen ist, in welcher Höhe über letzterer
und in welcher wagerechten Entfernung von einem Uferpunkt ein gewisser Wasserdruck
und die aus diesem durch Rechnung zu findende Wassergeschwindigkeit zu suchen ist.
Die Vorrichtung ist in Fig. 1 und 2 der Zeichnung in zwei Ansichten und teilweise
im Schnitt und in Fig. 3 in einer anderen Ausführungsform dargestellt. Fig. 4 zeigt
die Verwendung der Vorrichtung.
Zum Messen der Wasserdrücke dient die bekannte Druckscheibe a. Diese ist in achsialer
Richtung verschieblich in einem zylindrischen, beiderendig offenen Gehäuse b angeordnet,
welches das untere Ende einer Peilstange c bildet. Das Gehäuse b soll dazu dienen, der
Druckscheibe α Führung zu geben und dieselbe zugleich gegen das Anhängen von im Wasser
schwimmenden festen Körpern zu schützen.
Die Peilstange c ist in einem Halter d verschieblich,
welcher zugleich dazu dient, die Vorrichtung auf einem Schwimmer zu befestigen. Am oberen Ende der Peilstange c
ist eine Zeichentrommel e drehbar angebracht.
Die Druckscheibe α ist mittels eines an ihr
sitzenden Führungshalses g durch ■ eine Meßfeder/ an einem aus dem Gehäuse b vortretenden
Arm h befestigt und wird durch diese in der Nullstellung erhalten. Ein Bogenstück
i setzt die wagerechte Bewegung der Druckscheibe α in die senkrechte einer Stange k
um, welche im Hohlraum der Peilstange c angeordnet ist. Diese Stange trägt an ihrem
oberen Ende einen Arm I, welcher den Halter für den Diagrammzeichenstift m bildet. Zweckmäßiger
für den Gebrauch ist es, die Meßfeder f am oberen Ende der Stange k angreifend
anzubringen (Fig. 3). In diesem Falle bildet ein biegsames Band, welches über eine Rolle i läuft, die Verbindung zwischen
dem unteren Ende der Stange k und der Druckscheibe α bezw. deren Führungshals g.
Ein Draht ρ, welcher über Wasser wagerecht
in der Ebene des zu untersuchenden Querprofils zu ziehen und mit einem Ende am Ufer zu befestigen ist (Fig. 4), ist um
eine am Halter d drehbar gelagerte Scheibe 0 geschlungen und wird in geeigneter Weise,
z. B. durch ein angehängtes Gewicht q, gespannt gehalten. Bei Fortbewegung der Vorrichtung
in der Richtung des Drahtes ρ setzt dieser die Scheibe 0 in Drehung. Diese
Drehung wird durch geeignete Mittel, z. B. wie in der Zeichnung durch Winkelräderpaare
und ein Schneckengetriebe, in proportionale Drehung der Zeichentrommel e umgesetzt.
Die Verschiebung der Scheibe α durch den Wasserdruck setzt den Zeichenstift m in
■ senkrechte Bewegung. Durch diese beiden
Bewegungen zusammen entsteht auf der Trommel ein Diagramm, dessen Ordinaten
den Wasserdrücken in der von der Druckscheibe durchlaufenen Bahn proportional sind.
An dem Gehäuse b sind Rollen r angebracht, die lediglich zur Erleichterung der
Fortbewegung des Peilstangenendes auf der Flußsohle dienen sollen, nicht aber zu Meßzwecken.
Durch ihr Eigengewicht bleibt die Peilstange mit ihrem unteren, durch die Laufrollen
gebildeten Ende in fortwährender Berührung mit der Flußsohle. Gemäß den Erhebungen
und Senkungen, welche die Peilstange auf ihrem Wege in der Flußsohle vorfindet,
muß sie sich in dem Halter d auf- oder abwärts' verschieben. Ein um eine Rolle s gelegter, mit einem Ende am Halter d
angehängter, in geeigneter Weise, z. B. durch ein an "seinem anderen Ende angehängtes
Gewicht, gespannt erhaltener Draht t setzt bei jeder eine Tiefenmessung bewirkenden Verschiebung
der Peilstange c im Halter d die Rolle s in Drehung. Dabei bewirkt die
Rolle 5 durch geeignete Mittel, z. B. ein Schneckengetriebe in Verbindung mit einer
Schraubenspindel ν, die senkrechte Verschiebung eines zweiten Zeichenstiftes w, und
zwar proportional zur Verschiebung der Peilstange c im Halter d. In der Zeichnung
(Fig. 2). ist der Zeichenstift»' um der Deutlichkeit willen dem anderen Zeichenstift m an
der Trommel e gegenüberstehend dargestellt; ■in der Ausführung, kommen dieselben senkrecht
übereinander zu stehen.
Durch die senkrechte Verschiebung des Zeichenstiftes in und die gleichzeitige, durch
Fortbewegung der Vorrichtung im zu untersuchenden Querprofil hervorgerufene Drehung
der Trommel e kommt auf dieser eine Linie zustande, welche ein naturgetreues, verjüngtes
Bild des Querprofils darstellt.
Die Handhabung der Vorrichtung1 bei Untersuchung
eines Wasserlaufquerprofils ist fol-
gende: .
Nachdem die Vorrichtung mit senkrecht stehender Peilstange auf dem Schwimmer
befestigt und das bezügliche Ende des Drahtes ρ an einem passenden Uferpunkt angehängt
ist (Fig. 4), wird der Schwimmer in dem Querprofil von einem Ufer nach dem anderen fortbewegt. Dabei treten die bereits
beschriebenen Vorgänge ein. Die Trommel e wird proportional der Fortbewegung der
Vorrichtung gedreht, der Stift m gleich der durch die Wasserdrücke hervorgerufenen
Meßfederdehnung bezw. Druckscheibenverschiebung in senkrechter Richtung verschoben,
desgleichen auch der Zeichenstift w, dieser jedoch proportional den von der Peilstange c
gemessenen Tiefen. Durch diese Bewegungen entstehen auf der Zeichentrommel zwei Linien,
deren eine die Darstellung der im Profilgrunde herrschenden Wasserdrücke und deren
andere das verkleinerte Bild der Profilsohle ist.
Zur Messung und Aufzeichnung der an anderen Stellen des Querprofils herrschenden
Wasserdrücke wird zunächst die nunmehr bekannte tiefste Stelle des Querprofils aufgesucht,
hier die Peilstange c um einen Druck-Scheibendurchmesser gehoben und in dem
Halter d festgestellt. Mit dieser Peilstangenstellung wird dann eine Fahrt gemacht, dann
die Peilstange wieder um einen Druckscheibendurchmesser gehoben, dann festgestellt und
wiederum gefahren und so fort, bis das Querprofil in seiner ganzen Ausdehnung bis dicht
unter den Wasserspiegel befahren ist. Bei jeder solchen Fahrt zeichnen die Stifte m
und vv je eine Linie auf die Trommel e: der Stift w eine wagerechte Linie, welche der
wagerechten, von der Druckscheibe α durchlaufenen Bahn proportional ist, und deren
Höhenlage angibt; der Stift m ein Diagramm, dessen Ordinaten den in dieser Bahn vorhandenen
Wasserdrücken proportional sind.
Dabei finden sich alle in der Natur senkrecht über irgend einem Punkt der Profilsohle
festgestellten Wasserdrücke auch in der Aufzeichnung genau in gleicherAnordnung vor. go
Claims (4)
1. Vorrichtung zum Messen und Aufzeichnen der im Querprofil eines Wasserlaufs
herrschenden Wasserdrücke und zum gleichzeitigen Aufnehmen der Profilsohle, dadurch gekennzeichnet, daß an dem
unteren Ende einer senkrecht verschiebbaren, oben eine drehbare Zeichentrommel
(e) tragenden Peilstange (c) eine unter Federwirkung stehende Druckscheibe (a)
bekannter Art angeordnet ist, deren Bewegungen von einem Registrierstift (m)
auf der Trommel aufgezeichnet werden, während ein zweiter, senkrecht unter dem ersten angeordneter und von ihm unabhängiger
Registrierstift (w) die Bewegungen der Peilstange (c) aufzeichnet, wobei
die Trommel (e) durch wagerechte Fortbewegung des Apparates beim Befahren
des Flußbettes gedreht wird.
2. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckscheibe (α) mittels eines über ein Bogenstück oder eine Rolle (i)
geführten biegsamen Bandes mit einer an der Meß feder (f) aufgehängten Stange (k),
welche den Halter (I) für den Zeichenstift (m) trägt, verbunden ist, zum Zweck,
die wagerechte Bewegung der Druckscheibe in eine senkrechte des Zeichenstiftes umzuwandeln.
3- Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch ι , bei welcher die senkrechte
Verschiebung der Peilstange in entsprechendem Verhältnis auf den Zeichenstift übertragen wird, dadurch gekennzeichnet,
daß an einem der Peilstange (c) als Führung dienenden Halter (d) ein
Draht (t) befestigt ist, dessen freies, durch Gewicht beschwertes Ende sich um eine
die Bewegungen der Peilstange mitmachende Scheibe (s) schlingt, wobei die
durch die Bewegungen der Peilstange verursachte Drehung der Scheibe (s) durch
ein Schnecken- oder Zahngetriebe in eine achsiale Verschiebung eines Halters (v)
für den Zeichenstift (w) umgewandelt wird.
4. Ausführungsform der Vorrichtung
nach Anspruch I, gekennzeichnet durch eine am Halter (d) drehbar gelagerte
Scheibe (OJ, welche sich an einem bei Aufnähme
des Wasserlaufs in der Fahrtrichtung gespannten Draht (p) hinwälzt und ihre Drehung durch Räderübersetzung
proportional der wagerechten Fortbewegung des Apparates auf die Zeichentrommel (e) überträgt.
Hierzu ι Blatt Zeichnungen.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE155909C true DE155909C (de) |
Family
ID=422338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
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DE (1) | DE155909C (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1272564B (de) * | 1960-07-14 | 1968-07-11 | Phil Nat Siegfried Fahrentholz | Einrichtung zur Registrierung des Querprofils von Wasserstrassen |
DE102004047529A1 (de) * | 2004-09-30 | 2006-04-06 | Tutech Innovation Gmbh | Messverfahren und -vorrichtung zur Bestimmung der Tiefe eines sich ausbildenden Kolkes |
-
0
- DE DENDAT155909D patent/DE155909C/de active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1272564B (de) * | 1960-07-14 | 1968-07-11 | Phil Nat Siegfried Fahrentholz | Einrichtung zur Registrierung des Querprofils von Wasserstrassen |
DE102004047529A1 (de) * | 2004-09-30 | 2006-04-06 | Tutech Innovation Gmbh | Messverfahren und -vorrichtung zur Bestimmung der Tiefe eines sich ausbildenden Kolkes |
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