DE267389C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-Λ! 267389-KLASSE 42 c. GRUPPE

JOHANN DOLEZEL in KREMSIER (Mähren).

Entfernungsmesser. Patentiert im Deutschen Reiche vom 4. August 1911 ab.

Die Erfindung betrifft einen Entfernungsmesser mit unveränderlicher Basis, bei dem die letztere ohne Änderung der Visierrichtungen gedreht wird.

Die Erfindung besteht in der Anordnung zweier Visiervorrichtungen, von denen die eine im Instrument feststeht und die andere mit der um diese drehbaren Standlinie a-b derart eingestellt werden kann, daß der Winkel γ, den die beiden Visierrichtungen miteinander bilden, konstant bleibt. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß, wenn in dem Meßdreieck die Standlinie und der Winkel γ am Objekt konstant gehalten werden, der Winkel ξ, den die drehbare Standlinie mit der Visierrichtung bildet, unmittelbar ein Maß für die Entfernung gibt.

In Fig. ι bezeichnet a-b die unveränderliche Basis, an deren Enden Visiervorrichtungen, z. B. Fernrohre d, e, deren Achsen in einer Ebene liegen, um ihre zur Basis senkrechten Vertikalachsen drehbar sind, von denen jedoch das eine im Basisdrehpunkte befindliche mit dem Instrumentkörper verbunden, das andere am freien Ende der Basis an dieser angebracht ist. Die Visierachsen der beiden Visiervorrichtungen schließen einen unveränderlichen Winkel miteinander ein, was beispielsweise dadurch erreicht werden kann, daß mit den Visiervorrichtungen gleich lange Arme f, g in starrer Verbindung stehen, die durch eine Stange h miteinander gelenkig verbunden sind, welche Vorrichtung gleichzeitig dem Zwecke dient, durch Drehurfg der Basis mittels der sich auf den Arm f des bereits festgeklemmten, im Basisdrehpunkte befindlichen Visiermittels stützenden Verbindungsstange h das am freien Basisende angebrachte Visiermittel einzustellen.

Zunächst wird der beobachtete Punkt mittels des Fernrohres d anvisiert, so daß er im Fadenkreuz desselben erscheint. Hierauf wird bei unveränderter Stellung des Fernrohres d die Basis a- b so lange gedreht, bis der betrachtete Punkt auch .im Fadenkreuz des zweiten Fernrohres e erscheint. Die hierzu erforderliche Drehung der Basis oder die dieser Drehung entsprechende Entfernung des beobabachteten Punktes vom Beobachtungsort kann an einer mit dem Instrumentkörper fest verbundenen Teilung i abgelesen werden.

Die Vorrichtung wird an dem stets den Anfangspunkt der zu ermittelnden Entfernung darstellenden Ende a ' der . Basis von einem Dreifuß k getragen, wie Fig. 2 andeutet.

Bei dieser Einrichtung kann man die optischen Achsen der beiden Visiervorrichtungen oder Fernrohre genau parallel machen, aber das Fadenkreuz der einen beispielsweise von d um einen dem gewünschten Winkel γ entsprechenden Betrag gegen die optische Achse verstellen.

Obwohl diese Ausführungsform so eingerichtet ist, daß sie nur einen Beobachter erheischt, so sind bei derselben doch zwei Visiervorrichtungen oder Fernrohre erforderlich.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform veranschaulicht, bei welcher die Beobachtung durch ein Fernrohr oder eine Visiervorrichtung genügt. '

In der Verlängerung der Visierachse der

einen Visiervorrichtung d liegt der stets den Anfangspunkt der zu messenden Entfernung darstellende Endpunkt α der Basis a, die hier um eine zur Ebene der Lote der beiden Reflexionsflächen e, e' senkrechte Achse drehbar ist.

Die zweite Visiervorrichtung besteht aus zwei Spiegelprismen e, β', · die an den Enden der Basis bei α und b derart drehbar sind, ίο daß ihre Reflexionsflächen, deren Lote stets in einer zur Visierachse der anderen Visiervorrichtung d parallelen Ebene liegen, stets

den Winkel — miteinander einschließen. Um

die Neigung der reflektierenden Flächen gegeneinander unveränderlich zu erhalten und ihre gleichzeitige Drehung um die Hälfte des jeweilig von der Basis beschriebenen Winkels durch die Basisdrehung allein zu bewirken, sind die an den Drehachsen der Spiegelprismen rechtwinklig befestigten und zueinander parallel gestellten Arme f, f durch eine steife Stange h gelenkig verbunden, an der auch ein Arm I eines Winkelhebels I, m angelenkt ist, der zu den Armen f parallel ist und mit ihnen gleiche Länge hat. Dieser Winkel-

" hebel hat bei p seinen Drehpunkt und sein zweiter Arm m umfaßt mit seinem äußeren gegabelten oder geschlitzten Ende einen in der Visierachse der Kollimationsebene der Visiervorrichtung A feststehenden Zapfen 0, dessen Abstand vom Drehpunkt α der Basis ebenso groß ist wie der Abstand des Drehzapfens p des Winkelhebels vom selben Punkte a. Es ist demnach das Dreieck p, ο, α bei jeder Stellung der Basis ein gleichschenkliges und somit werden bei der Drehung der Basis um irgendeinen Winkel l,p,m durch die soeben beschriebene Vorrichtung auch die Spiegelprismen um die Hälfte dieses Winkels gedreht.

Natürlich könnten auch andere Vorrichtungen benutzt werden, welche die Spiegel e, e' bei Drehung der Basis um ihr Ende a um den halben Winkel im Vergleich mit jenen, den die Basis beschreibt, drehen. Die. Höhe der Spiegel e, e' ist so bemessen, daß sie nur über einen Teil des Gesichtsfeldes der Visiervorrichtung, in lotrechter Richtung gemessen, reichen.

Richtet man nun die Visiervorrichtung d auf den beobachteten Punkt, so erhält man im allgemeinen zwei Bilder, ein direktes und eins, das von den Strahlen herrührt, die von dem beobachteten Punkt zunächst auf den Spiegel e' treffen und nach Reflexion in diesem und im Spiegel e gegen die Visiervorrichtung d hingehen. Bringt man durch Drehung der Basis und damit auch der Spiegel e, e' die beiden Bilder zur Deckung, so schließt die Visierachse der Vorrichtung d mit dem vom beobachteten Punkt zum Spiegel e' gehenden Strahl den Winkel 7 ein und die gesuchte Entfernung kann nach dem Vorangegangenen aus dem Winkel zwischen der Basis und der Visierachse der Vorrichtung d oder aus dem diesen Winkel auf (90 - 7) ergänzenden Winkel ξ berechnet oder auf dem Teilkreis i unmittelbar abgelesen werden.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Einrichtung können natürlich die Prismen e, e' auch durch Planspiegel ersetzt werden.

Man kann die in Fig. 2 dargestellte Einrichtung auch dahin abändern, daß man die beiden Spiegelflächen e, e' genau zueinander parallel macht und den sonst direkt zur Visiervorrichtung gehenden Strahl durch geeignete Mittel um den Winkel 7 in einer Ebene ablenkt, die zu der durch die Lote der Spiegel gelegten Ebene parallel ist. Dies kann beispielsweise durch ein der Visiervorrichtung vorgeschaltetes Reflexionsprisma oder brechendes Prisma mit sehr kleinem Brechungswinkel oder durch zwei oder mehr zu einer planparallelen Platte zusammengesetzte Brechungs- prismen aus verschiedenen Glassorten oder andere ähnliche Mittel oder endlich auch dadurch geschehen, daß man bei Benutzung eines Fernrohres als Visiervorrichtung d das Objektiv desselben oder eine zwischen Objektiv und Okularlinse eingeschaltete achromatische Barlowlinse nach dem wagrechten Durchmesser teilt und die beiden Hälften in der Richtung dieses Durchmessers gegeneinander um einen entsprechenden Betrag verstellt oder endlich eine andere Vorrichtung der bekannten Doppelbildmikrometer verwendet.

Fig. 3 zeigt eine weitere Abänderung der Einrichtung nach Fig. 2. -

Nach Fig. 3 werden an Stelle ebener Spiegel solche Spiegel q, q' verwendet, deren spiegelnde Flächen Segmente von geraden Zylindern bilden, welche Ellipsen zur Basis haben, deren große Achsen genau zusammenfallen und die einen Brennpunkt r gemeinsam haben. Der . Abstand der beiden anderen Brennpunkte a, b voneinander stellt die Basis dar. Die Ellipsen brauchen zwar nicht notwendig kongruent zu sein, müssen aber homothetisch, d. i. ähnlich und in ähnlicher Lage sein.

Die Erzeugenden der innen reflektierenden Spiegel q, q' stehen senkrecht auf dem Teilkreis i, dessen Achse durch den Brennpunkt a des einen Ellipsenbogens geht. Die Visierachse des vom Teilkreis getragenen Fernrohres d oder einer sonstigen Visiervorrichtung ist zur Teilkreisebene parallel.

Ein mit dem Limbuskörper fest verbundenes Spiegelprismai mit auf der Teilkreisebene senkrechten Seitenkanten ist oberhalb des Spiegelsatzes q, q' derart angeordnet, daß seine

Drehachse in die Teilkreisachse fällt. Die Reflexionsfläche des Spiegelprismas ist gegen die Visierachse der Visiervorrichtung um den

Winkel — geneigt, so daß ein vom beob-

achteten Punkte gegen die Visiervorrichtung d gehender Strahl durch das Spiegelprisma eine Ablenkung um den Winkel γ in einer zur Teilkreisebene parallelen Ebene erfährt. Ein

ίο vom beobachteten Punkte durch den Brennpunkt b des Spiegelsatzes eintretender Lichtstrahl tritt nach der zweifachen Reflexion parallel zu sich selbst durch den Brennpunkt a in die Visiervorrichtung, gleichgiltig, welche Stellung der Spiegelsatz q, q' einnimmt. Man erhält so zwei Bilder in der Visiervorrichtung d, und wenn durch Drehung des Spiegelsatzes q, q' um den Brennpunkt a die beiden Bilder zur Deckung kommen, so müssen die vom beobachteten Punkte zu den Brennpunkten a, b, d. i. zu den Enden der Basis, gehenden Lichtstrahlen den Winkel γ miteinander einschließen und die gesuchte Entfernung läßt sich nach Vorstehendem aus der Stellung der Basis a, b bestimmen oder auf dem Teilkreis i unmittelbar ablesen.

Die Spiegel q, q' können nach Art von Spiegelprismen in einem Stück aus Glas hergestellt und außen versilbert oder mit Folie belegt sein, oder sie können aus gewöhnlichen Metallspiegeln oder an der Innenseite versilberten Glasspiegeln bestehen. Im ersteren Falle müssen an den Spiegelsatz zueinander genau parallele, durch die Brennpunkte a, b gehende und auf der Teilkreisebene senkrecht stehende Ein- und Austrittsflächen für das Licht angeschliffen sein, wie bei s, s', Fig. 3, angedeutet.

Statt des Spiegelprismas t könnte auch eine andere Ablenkvorrichtung von der Art der vorerwähnten benutzt werden.

Statt der elliptischen Spiegel q, q' könnten auch gemäß Fig. 3 genau' parallele Planspiegel oder Reflexionsprismen verwendet werden.

Der Meßbereich des vorstehend beschriebenen Entfernungsmessers ist zwar beschränkt,

da die größte meßbare Entfernung

doch kann dieser Höchstwert immer so groß gewählt werden, daß die Vorrichtung für die jeweils in Betracht kommenden, z. B, militärischen Zwecke, vollständig ausreicht.
Man könnte übrigens bei der Ausführungsform nach Fig. 2, bei welcher der Winkel γ zwischen den Visierachsen der beiden Visiervorrichtungen d, e durch Verstellung des Fadenkreuzes der einen bestimmt wird, ein mehrfädiges Fadenkreuz verwenden, dessen lotrechte Fäden verschiedenen Werten von γ entsprechen und auf dem Teilkreis i mehrere Teilungen anbringen, von denen jede einem der lotrechten Fäden des Fadenkreuzes entspricht.

Ein Hauptvorteil des vorliegenden Entfernungsmessers ist der, daß bei dem nahezu einen Bogen von 90 ° umfassenden Änderungsumfange des zu messenden Winkels die Winkelmessungsfehler nur geringen Einfluß erlangen können, indem selbst größeren Winkeldifferenzen verhältnismäßig geringe Seiten- (Distanz-) Intervalle entsprechen und daß von dem Teilkreise i nahezu ein Bogen von 90 ° zu Meßzwecken zu verwenden ist, was eine sichere Ablesung ohne besondere oder komplizierte Ablesevorrichtungen gestattet.

Die Ausführungsformen nach Fig. 2 und 3 können sowohl mit fester Aufstellung als auch ähnlich wie Sextanten auf einem Handgriff angeordnet und verwendet werden. ■

Alle drei Ausführungsformen (Fig. 1, 2 und 3) sind derart eingerichtet, daß durch die zur Einstellung der zweiten Visiervorrichtung bzw. der Prismen oder Spiegel erforderliche alleinige Drehung der Basis auch gleichzeitig das Meßresultat angegeben wird.

. Selbstverständlich wird der Entfernungsmesser mit geeigneten Stell-Korrektions- und Ablesevorrichtungen auszustatten sein, die keinen Gegenstand der Erfindung bilden.

Claims (4)

Pa tent-An Sprüche:

1. Entfernungsmesser mit drehbarer Basis von unveränderlicher Länge, deren beide Enden als Visiere ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Visierrichtungen derart miteinander verbunden sind, daß sie bei der Drehung der Basis dauernd in einem konstanten Winkel (γ) zueinander geneigt gehalten werden.

2. Entfernungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, um die Beobachtungen an beiden Standlinienenden von einem Punkte aus zu ermöglichen, die eine Visiervorrichtung von einem auf der Basis an deren Endpunkten angebrachten Spiegelsatze gebildet wird und die andere von der Basisdrehung unbeeinflußte mit dem Instrumentkörper verbunden ist, wobei zur Erzielung eines konstanten Winkels zwischen den beiden Visierrichtungen die Spiegel entweder etwas gegeneinander geneigt sind oder vor das eine Visiermittel eine besondere Ablenkvorrichtung geschaltet ist.

3. Ausführungsform des Entfernungsmessers nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ebenflächigen Spiegelprismen oder Spiegel derart mit der Basis verbunden sind, daß sie bei Drehung der Basis mit der halben Winkelgeschwindig-

keit der letzteren um Achsen gedreht werden, die durch die Enden der Basis gehen und zu deren Drehachse parallel sind, indem ein auf der. Basis drehbar angebrachter Winkelhebel (I, m), von >welchem der eine Arm parallel und gleich lang mit an den Drehachsen der Spiegelprismen oder Spiegel angebrachten Armen und wie diese an eine Verbindungsstange (h) angelenkt ist, der andere Arm des Winkelhebels dagegen mittels Schlitzes an einem Zapfen (O) geführt wird, der in der mit der Visierachse parallelen, zum Basisdrehpunkte (a) gehenden Geraden liegt, und vom Basisende (a) ebenso weit entfernt ist wie der Drehpunkt (j>) des Winkel-, hebeis, so daß die Reflexionsflächen der beiden Spiegelprismen oder Spiegel in ihrer gegenseitigen Lage konstant erhalten werden.

4. Ausführungsforrrt des Entfernungsmessers nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der Basis unbeweglich angebrachte Spiegelsatz aus zwei Segmenten von Zylindern besteht, deren Grundlinien Ellipsen mit zusammenfallenden großen Achsen . und einem gemeinschaftlichen Brennpunkt sind, und deren andere Brennpunkte die Enden (a, b) der Basis bilden, wobei die zweite mit dem Instrumentkörper verbundene Visiervorrichtung (d) eine Ablenkvorrichtung vorgeschaltet erhält oder besitzt, welche den vom beobachteten Punkte zu dieser zweiten Visiervorrichtung gehenden Strahl um den unveränderlichen Winkel ablenkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.