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Feldmeß- oder Nivelliergerät Das Abstecken von Horizontalwinkeln,
insbesondere von rechten Winkeln, mittels Wickelprismen oder Winkelspiegeln ist
bekannt, ebenso die Verwendung von Spiegeln und Prismen zum Einstellen von Meßgliedern,
wie Horizontalkreisen (Bussolen) und Vertikalkreisen in eine bestimmte Richtung.
Ferner sind bereits Feldmeßgeräte vorgeschlagen, bei denen ein Winkelspiegel dazu
dient, beim Blick auf das Ziel die Gradeinteilung des Horizontalkreises abzulesen.
Die Erfindung bezweckt den Winkelspiegel und das Winkelprisma mit einer gogrädigen
Strahlenablenkung zu Nivellierzwecken, d. h. zum Abstecken von rechten Winkeln in
der Vertikalebene, zu verwenden und hierbei gleichzeitig bestimmte Meßglieder in
die Zielrichtung einzulenken, in Verbindung mit der Ausnutzung der Schwerkraft durch
Pendelgewichte.
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Die Neuerung beruht gemäß der Erfindung im wesentlichen darin, daß
eine waagerechte Zielscheibe mit der, um eine waagerechte Achse drehbaren Fassung
der Spiegeleinrichtung an einem gemeinsamen Träger angeordnet ist, der seinerseits
kardanisch aufgehängt ist. Hierdurch wird erreicht, daß alle zum Festlegen irgendeines
Aufnahmepunktes in vertikaler und radialer Richtung erforderlichen Maße in einem
Bilde nur mittels eines einzigen Winkelspiegels oder Winkelprismas bestimmbar sind.
Erfindungsgemäß kann auch ein Meßglied auf der Bussole in der Kippebene des Fernrohres
angeordnet werden, um Vertikalwinkel unmittelbar ablesen und nach Meßlatten auch
Entfernungen bestimmen zu können.
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Die Zeichnung zeigt den Gegenstand der Erfindung an Ausführungsbeispielen,
und zwar Fig. = ein einfaches Instrument für kurze Zielweiten in schaubildlicher
Darstellung, Fig 2 einen Schnitt durch den Stativring und den horizontal beweglichen
ersten Kardanring, Fig. 3 ein Instrument für weite Zielweiten mit Benützung eines
Fernrohres mit 2 aufeinander senkrecht stehenden Objektiven und Bussole mit Gradeinteilung,
Fig. q. einen Längsschnitt durch den mittleren Teil des Fernrohres der Fig. 3 mit
dem in der Drehachse des Fernrohres angeordneten Winkelprisma bzw. Winkelspiegel,
Fig. 5 schematisch die Beziehungen des Winkelspiegels oder Winkelprismas zum Zielobjekt,
die Zielscheibe und das Auge des Beobachters, Fig. 6 die Beziehung dieser Teile
bei der Benutzung eines Fernrohres mit Fadenkreuz in schematischer Darstellung,
Fig. 7 das Bild, das im Okular für ein in Fig. q. dargestelltes Instrument bei einer
Neigung der Zielachse erscheint.
Der mit einem Gewicht B versehene
Instrumententräger A wird mit einer kardanischen Aufhängung C derart gelenkig gelagert,
däß der Instrumententräger A, wie bei anderen Pendelgezäten, immer vertikal hängt,
unabhängig davon wie das Dreifußstativ D aufgestellt ist.
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Am oberen Ende des Trägers A ist ein Winkelspiegel E oder ein Prisma
für rechte Winkel um eine horizontale Achse drehbar gelagert. Das Gewicht B wird
mit einer waagerechten Zielscheibe F versehen.
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Der Mittelpunkt 01 der Zielscheibe F ist durch ein Strichkreuz
oder durch weiße urtd rote Farbenfelder gekennzeichnet und liegt in der ideellen
Vertikalachse. Damit das Gerät auch bei unverändertem Stande in anderen Richtungen
verwendbar ist, wird der äußere Ring G des Kardangelenkes als Doppelring ausgebildet,
dessen äußerer wiederum als Stativring mit dem Stativ D (vgl. Fig. 2) in Verbindung
steht.
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Die Beweglichkeit des inneren Ringes G wird durch Lagerung auf Kugeln.
erleichtert.
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Ein so gebautes Gerät (Fig. i) gestattet ein Arbeiten auf kurize Entfernungen.
Für größere Entfernungen wgrd über das Winkelprisma bzw. den Winkelspiezel E ein
Fernrohr H mit dem Okular L und wei zueinander senkrecht angeordneten Objektiven
J und K verwendet. Bei diesem Gerät darf der Winkelspiegel E das Bildfeld nur zur
Hälfte beanspruchen. Das Fernrohr H ist um die horizontale Drehachse des Winkelspiegels
E drehbar gelagert, so daß sowohl das Fernrohr H als auch der Winkelspiegel E (Fig.
q.) für sich drehbar ist.
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Diese beiden vorbeschriebenen Geräte sind als einfache Nivelliergeräte
anzusehen.
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Wird verlangt, da,ß auch Vertikalwinkel und Horizontalwinkel gemessen
werden können, so ist die Anordnung eines Fadenkreuzes M im Okular L, einer
Bussole N an Stelle der Zielscheibe F und einer Gradeinteilung 0-0,-0 (Fig.
6) auf der Bussole N notwendig, die in einer Linie angeordnet ist, durch welche
die Kippebene des Fernrohrs läuft.
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Das Fadenkreuz M kann außerdem mit einem bekannten Doppelfaden zum
Messen der Entfernung (Tachymeterfaden) versehen sein. Dies ist aber nicht unbedingt
nötig, weil das Messen von Entfernungen, wie noch gezeigt wird, auch mit einem einfachen
Fadenkreuz möglich ist.
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Die Beziehungen der für die verschiedenen Zwecke gebauten G eräte
bzw. deren einzelne Teile zum Bildgegenstande sind aus den Fig. 5, 6, 7 ersichtlich.
Aus Fig. 5 ist zu ersehen, daß der auf der Zielscheibe F markierte Mittelpunkt
0,
durch die Reflektion im Winkelprisma bzw. im Winkelspiegel in das Auge
.P des Beobachters gelangt.
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Durch das Winkelprisma bzw. durch den Winkelspiegel E wird der aufgefangene
Lichtstrahl immer im rechten Winkel abgelenkt, wie auch immer der Reflektor zur
Horizontalebene steht. Befindet sich der Mittelpunkt senkrecht unter dem Winkelspiegel
E, so verläuft der.auf die Meßlatte Q projizierte Strahl waagerecht, und man kann
die Höhen a auf der Meßlatte Q
ablesen.
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In Fig. 6 und 7 bedeutet b' den Mittelfaden des Fadenkreuzes bzw.
die korrespondierende mittlere Ablesung auf der Nivellierlatte Q, a'
und c'
sind die Parallelfäden des Fadenkreuzes, a und c die entsprechenden Abschnitte auf
der Nivellierlatte. a, ist der Neigungswinkel gegen den Horizont, welcher durch
den Abschnitt 0,-i an der auf der Bussole N angebrachten Höhenteilung 0-0r0 gemessen
wird.
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In dieser Fig. 6 ist an Stelle des Winkelprismas oder Winkelspiegels
der theoretische Scheitel aller rechten Winkel markiert und mit E bezeichnet.
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Durch die Eigenschaft des Winkelprismas, bzw. des Winkelspiegels wird
das Bild der Bussole mit der Horizontalkreisteilung und der Höhenteilung 0-0r0 mit
rechtwinkeliger Ablenkung in das Auge P des Beobachters geworfen. Es erscheint weiter
im Bildfelde in direkter Sicht das Bild des Fadenkreuzes a', b', c', zu-
sammen
mit der Nivellierlatte Q.
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Die Verwendung des Geräts ist folgende Nach der Aufstellung des Instrumentes
verschiebt man die Okulare L sowie die Objektive J und K so lange, bis das Bild
der Meßlatte, das Bild der Bussole N und die Meßfäden scharf erscheinen.
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Da der Abstand der Meßfäden a', b', c', und der der Bussole
N sich beim Gebrauch nicht ändern, genügt es auch, nur das Objektiv J einstellbar
zu machen. Stellt man nun den Winkelspiegel E so ein, daß die Blickrichtung nach
unten auf den Punkt 0i trifft (Fig. 5), so kann man an der Meßlatte Q die Höhe ablesen.
Ist ein Fadenkreuz vorhanden, so zeigt der Mittelfaden b' in b auf
der Meßlatte die Höhe an, und es ergibt sich aus den durch den oberen c' und den
unteren Faden a' an i der Meßlatte Q abgegrenzten Lattenabschnitt ca-c die Zielentfernung..
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Wie Figur 7 zeigt, kann man bei Verwendung einer Bussole mit Höhenwinkeleinteilung
0-01-0 auch bei gekipptem Fernrohr diesen Kippungswinkel ablesen und an der
Magnetnadel die Seitenrichtung: Sollte das.. Bild der Magnetnadel-(Fig. 7) nicht
in das Okular fallen, so braucht man nur das Fernrohr nach dem Ablesen aller übrigen
Maße in die horizontale Lage zu bringen.
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Ist kein Doppelfaden im Fadenkreuze vorhanden, so erfolgt das Messen
der Entfernung in nachstehender Weise Der Mittelfaden b' wird auf einen bestimmten
Teilstrich der Höhenwinkelteilung 0-0,-0 eingestellt (z. B. auf i) und gleichzeitig
der
Abschnitt b auf der Meßlatte Q abgelesen. Wird
hierauf das Fernrohr um den Winkel a gedreht und der Punkt sowohl auf der Gradeinteilung
0-01-0 als auch auf der Meßlatte Q
ermittelt, auf dem nunmehr der Faden
b erscheint, so ergibt sich aus der Proportionalität der Dreiecke, da die Entfernung
01-E konstant ist, die jeweilige Entfernung des Objektes Q vom Standorte E.