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Basisdistanzmesser
Bei optischen Basisdistanzmessern sind be- kanntlich an einer Basis zwei Visiereinrichtun- gen vorgesehen, mit deren Hilfe ein bestimmter
Zielpunkt anvisiert wird, dessen Entfernung dann aus der Basis und den sich zwischen der
Basis und den Visurstrahlen ergebenden Win- keln bestimmt werden kann. Bei den meisten dieser Messgeräte ist die eine Visiereinrichtung starr mit der Basis verbunden, so dass ihr Vi- sierstrahl mit der Basis einen rechten Winkel einschliesst. Die zweite Visiereinrichtung kann meist über ein Hebelsystem od. dgl. ver- schwenkt und so auf den Zielpunkt, der zu- nächst mit der starren Visiereinrichtung anvisiert wurde, eingestellt werden, so dass aus dem aus der Basis und den beiden Visier- strahlen gebildeten rechtwinkeligen Dreieck die
Entfernung bestimmt werden kann.
Zum Ein- stellen der verstellbaren Visiereinrichtung wird meist eine anstatt in Winkelgraden direkt in
Abhängigkeit von der Basislänge in Längen- einheiten geteilte Messeinrichtung verwendet.
Im einfachsten Fall werden die beiden Visier- einrichtungen durch direkte Visur über sie hin- weg eingestellt. Da dies aber verhältnismässig umständlich ist, werden meist Konstruktionen verwendet, bei denen der eine oder auch beide
Visurstrahlen über Spiegel, Prismen od. dgl. zu einem gemeinsamen Fernrohr geleitet werden.
Je nach der Anordnung dieser optischen Um- lenkeinrichtung werden bei diesen Reflexions- distanzmessern die von den Visiereinrichtungen vom Zielpunkt aufgenommenen Bilder im Ge- sichtsfeld des Fernrohres einander überlagert (sogenannte Mischbild-Entfernungsmesser) oder aber die beiden Bilder erscheinen in zwei ver- schiedenen, in scharfer, meist horizontaler Trennungslinie aneinanderstossenden Teilen des Gesichtsfeldes des Fernrohres od. dgl.
Mit Hilfe der Messeinrichtung wird nun meist das eine der beiden Bilder über das zugeordnete optische System so lange verstellt, bis sich die beiden Bilder im Fernrohr od. dgl. decken. Bei allen beschriebenen Entfernungsmessern ergibt sich der Nachteil, dass, da die Basis aus rein konstruktiven Gründen nur eine beschränkte Länge aufweisen kann, sich bei der Messung von ein bestimmtes Vielfaches der Basislänge überschreitenden Entfernungen Ungenauigkeiten zufolge der dann nicht mehr in hinreichendem
Masse möglichen genauen Einstellung des Ent- fernungsmessers auftreten. Aus diesem Grunde wird bisher von der Verwendung derartiger
Entfernungsmesser bei der genauen Feldver- messung (wie sie etwa für Katasterpläne u. dgl. notwendig ist), Abstand genommen.
Die An- wendung derartiger Entfernungsmesser be- schränkt sich bisher im wesentlichen auf die
Entfernungsmessung bei photographischen Appa- raten, flüchtigen Landschaftsaufnahmen und für militärische Zwecke (insbesondere bei der Ar- tillerie).
Die Erfindung bezieht sich nun auf einen optischen Basis-Distanzmesser der obbezeichne- ten Art mit zwei mit Abstand voneinander auf einer Basis angeordneten, auf einen Zielpunkt einstellbaren Visiereinrichtungen, von denen wenigstens die eine über eine Messeinrichtung verstellbar angeordnet ist oder über Messein- richtungen verstellbare Visierpunkte od. dgl. be- sitzt und besteht im wesentlichen darin, dass Rückstellorgane, wie Hebel, Schrauben od. dgl. vorgesehen sind, mit deren Hilfe die verstellbare Visiereinrichtung bzw. die verstellbaren Visiereinrichtungen entgegen der Verstellung durch die Messeinrichtung und ohne deren Anzeige zu verändern, in ihre zueinander bzw. zur zweiten Visiereinrichtung parallele Ausgangsstellung rückstellbar sind bzw. ist.
Mit Hilfe der erfindungsgemässen Einrichtung ist es möglich, die gleiche Messung mehrmals hintereinander auszuführen, wobei sich die Einzelmessergebnisse selbsttätig auf der Messeinrichtung addieren. Durch diese Repetition kann eine Messgenauigkeit erreicht werden, die praktisch fast der Messgenauigkeit eines Messgerätes entspricht, dessen Basis um die Anzahl der Repetitionen verlängert wurde. Weiterhin werden durch die Repetition der Messung die bisher durch Ableseungenauigkeiten u. dgl. hervorgerufenen Messfehler weitgehend beseitigt, so dass es mit Hilfe des erfindungsgemässen Gerätes möglich ist, Messgenauigkeiten zu erzielen, die die Anwendung des erfindungsgemässen Gerätes auch bei Feldvermessungen u. dgl. eine hohe Messgenauigkeit fordernden Arbeiten ermöglichen.
Es ist möglich, bei dem erfindungsgemässen Gerät die Messeinrichtung direkt im Entfernungsmassstab zu teilen. Dabei muss dann dem Gerät etwa eine Tabelle od. dgl. beigegeben
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werden, aus der die wahre Entfernung für eine durch bestimmte Anzahl von Repetitionen an der Messeinrichtung abzulesende scheinbare Entfernung hervorgeht. Diese Konstruktion wird aber zweckmässig nur dann angewendet, wenn ein bereits vorhandenes Messgerät zu einem erfindungsgemässen umgestaltet werden soll. Bei Neuanfertigungen ist die oben beschriebene Ausbildung jedoch ungünstig, weil dabei die Messteilung nicht stetig erfolgen kann, sondern die Teilungsabstände um so kleiner werden, je grösser die gemessene Entfernung ist. Es ist daher mit diesen Einrichtungen kaum möglich, irgendwelche Messhilfen zu verwenden.
Falls eine stetige Teilung Verwendung findet, so ist es möglich, mit Hilfe der Messschraube direkt die Tangente des distanzmessenden Winkels zu messen. Nach jeder Teilmessung werden die beiden Visuren parallel gestellt und dann mit der Messschraube die eine Visiereinrichtung so lange verstellt, bis sie wieder auf den Zielpunkt eingestellt ist. Durch die Parallelstellung wird die Basis scheinbar in die Zielpunktebene übertragen, so dass sich beim Messvorgang eine direkte Messung des dann am Messgerät selbst auftretenden distanzmessenden Winkels bzw. von dessen Tangente ergibt. Somit kann mit dem erfindungsgemässen Gerät eine Entfernungsmessung in einer Weise durchgeführt werden, die sonst nur bei Verwendung einer konstanten Basislatte im Zielpunkt und anderer Messgeräte möglich ist.
Es ist auch möglich, mit Hilfe des erfindungsgemässen Distanzmessers direkt die Horizontalentfernung von höher oder tiefer als der Messpunkt liegenden Stellen zu ermitteln. Zu diesem Zweck wird die Verstelleinrichtung in der Horizontalen belassen, die Visiereinrichtungen werden dagegen nach oben oder unten auf den Zielpunkt eingeschwenkt.
Erfindungsgemäss ist eine Messschraube vorgesehen, die in an sich bekannter Weise über einen Hebel od. dgl. auf die verstellbare Visiereinrichtung bzw. die verstellbaren Visiereinrichtungen wirkt, wobei eine über ein Zwischenglied auf den Hebel bzw. die Messschraube wirkende Rückstellschraube vorgesehen ist, mit deren Hilfe die Visiereinrichtung ohne Verstellung der Messschraube in ihre Ausgangsstellung rückstellbar ist. Auch dabei wird dem Gerät wieder eine Tabelle beigegeben, aus der die einem durch eine bestimmte Anzahl von Repetitionen erhaltenen Messwert proportionale Entfernung hervorgeht. Durch die Repetition und die Ablesung über einen Nonius od. dgl.
Messhilfe wird erreicht, dass bei der einfachen Messung unterhalb der Messgenauigkeit liegende Einstellungen, die durch die Repetition vervielfacht werden, über den Nonius od. dgl. ablesbar sind, so dass die Ablesegenauigkeit grösser als die mögliche Einstellgenauigkeit des Instrumentes wird und sich damit eine grosse Messgenauigkeit ergibt. Weiterhin ist es bei der vorgeschlagenen Ausführung möglich, eine be- stimmte Messschraube unabhängig von der Basislänge bei verschiedenen Messgeräten zu verwenden.
Die Messschraube od. dgl. kann auch noch zusätzlich mit einer direkt in Längeneinheiten geteilten Skala versehen sein, um so zunächst mit Hilfe des ersten Messvorganges an Hand dieser Skala die ungefähre Entfernung feststellen und durch Vergleich dieses Wertes mit dem Ergebnis der durch mehrmalige Repetition durchgeführten genauen Messung das Messergebnis gut überprüfen zu können. Schliesslich ist es auch möglich, ein erfindungsgemässes Messgerät für eine bestimmte Anzahl von Repetitionen festzulegen und die über einen Hebel od. dgl. auf die verstellbare Visiereinrichtung wirkende Messschraube an einem Messgerät zu skalieren, dessen Verstellhebel eine um das der Anzahl der Repetitionen entsprechende Vielfache des anderen Verstellhebels entsprechende Länge besitzt.
Nach einer möglichen Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist als Visiereinrichtung ein über den Hebel verstellbares Fernrohr vorgesehen, das in der Messstellung direkt auf den Zielpunkt, in der zur Basis senkrechten Grundstellung dagegen auf ein von einem im Basisabstand vom Fernrohr angeordneten Spiegel, Prisma od. dgl., dessen Reflexionsebene in einem Winkel-von 450 zur Basis steht, aufgenommenes, über einen vor dem Fernrohr befindlichen Umlenkspiegel od. dgl. reflektiertes Bild des Zielpunktes einstellbar ist. Bei dieser Ausführung wird das Fernrohr zunächst durch Anschläge od. dgl. in seine zur Basis senkrechte Grundstellung gebracht, worauf das gesamte Messgerät mit Hilfe von Einstellschrauben od. dgl. so lange verschwenkt wird, bis das Fernrohr auf das von den Spiegeln reflektierte Bild des Zielpunktes eingestellt ist.
Nunmehr wird das Messgerät festgestellt und das Fernrohr selbst mit Hilfe der Messeinrichtung auf das Ziel eingestellt, wobei mit Hilfe der Rückstellschraube wieder Repetitionen der Messung durchgeführt werden können.
Bei der Ausführung des erfindungsgemässen Distanzmessers als Reflexionsdistanzmesser mit im Basisabstand voneinander angeordneten Spiegeln, Prismen od. dgl., die das von ihnen aufgenommene Zielbild zu einem gemeinsamen Einblick übertragen und von denen der bzw. das eine über die Messeinrichtung verstellbar ist, ist es möglich, die Anordnung so zu treffen, dass der Entfernungsmesser über einen Tubus od. dgl. an ein bereits bestehendes Fernrohr (Zielfernrohr), Feldstecher, Fernrohr eines geodätischen Instrumentes od. dgl. aufsteckbar ist.
Um die beiden Visiereinrichtungen nach jedem Messvorgang wieder in die Parallelstellung ihrer Visurstrahlen rückstellen zu können, sind meist etwa an der Basis entsprechende die verstellbaren Fernrohre, Spiegel, Prismen od. dgl. in einer bestimmten Lage in ihrer Rückbewegung aufhaltende Anschläge od. dgl. vorgesehen. Es
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Messschraube 7 und die Rückstellschraube 5 können mit dem verstellbaren Zwischenglied 6 in einem gemeinsamen Gehäuse nach Art einer Tangenten-Doppelschraube angeordnet sein, die in der nebenstehenden Fig. 7 veranschaulicht wurde. Wie ersichtlich ist, ist dabei ein Tubusgehäuse 24 vorgesehen, in dem an Führungsstäben 25 das Zwischenglied 6 gegen eine Feder 26 verschiebbar ist. Die Feineinstellschraube 5 greift in eine Gewindebohrung des Zwischengliedes 6 ein.
Gegen die Feineinstellschraube 5, die verschiebbar durch die Gehäusewandung geführt ist, wirkt die in einen Gewindeansatz 27 des Gehäuses eingreifende Messschraube 7. Beim Verstellen der Messschraube 7 wird die Feineinstellschraube 5 gemeinsam mit dem Zwischenglied 6 verschoben, während beim Verstellen der Feineinstellschraube 5 die Messschraube 7 in ihrer Lage bleibt und nur das Zwischenglied 6 und damit auch der Hebel 4 verstellt wird. Beim Messvorgang wird zunächst die Basis 1 etwa auf einem Stativ od. dgl. befestigt und in horizontale Lage gebracht. Dann wird unter gleichzeitiger entsprechender Verstellung der Basis über das Fernrohr 2 das beispielsweise durch eine Messlatte, die Schnur eines hängenden Senkels od. dgl. bestimmte Ziel Z anvisiert.
Nun wird zunächst mit Hilfe der Rückstellschraube 5 das Fernrohr 3 zum Fernrohr 2 genau parallel gestellt, worauf dieses Fernrohr 3 mit Hilfe der Messschraube 7, die ebenso wie die Rückstell- schraube 5 parallel zum Fernrohr 2 auf den Hebel 4 wirkt, solange verschwenkt wird, bis das Fernrohr 3 auf den Zielpunkt Z eingestellt ist. Bei diesem Verstellvorgang wird mit Hilfe der Messschraube 7 direkt die Tangente des Verstellwinkels gemessen, aus der-da die durch den Abstand der Fernrohre 2,3 gegebene Basis a und der Abstand des Angriffspunktes der Messschraube am Hebel vom Fernrohr 3 bekannt ist-ohne weiteres direkt die Entfernung E aus der Ähnlichkeit der Dreiecke bestimmt werden kann.
Durch die Rückstellschraube ist es nun möglich, das Fernrohr bei eingestellter Messschraube wieder in seine zum Fernrohr 2 parallele Ausgangsstellung zurückzuschwenken und den Messvorgang zu wiederholen. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, wird beim Messvorgang die Basis a scheinbar als a'in die Zielebene übertragen. Bei der Wiederholung des Messvorganges wird nun eine scheinbare Verlängerung der Basis erreicht, wodurch naturgemäss auch die Genauigkeit gesteigert wird.
Die Messschraube 7 ist zweckmässig nach Art einer Mikrometerschraube mit einer gleichförmigen Teilung versehen und die Messergebnisse sind meist über einen Nonius ablesbar. Dem Gerät werden zweckmässig Tabellen od. dgl. beigegeben, aus denen die Entfernung E für ein durch eine bestimmte Anzahl von Repetitionen an der Messschraube 7 erhaltenes Messergebnis ablesbar sind. Um die Parallelstellung der
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Fernrohre zu vereinfachen, sind die Schrauben 5 und 7 meist mit Nullmarke versehen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, beide Fern- rohre 2 und 3 parallel zueinander am Hebel 4 zu befestigen.
Damit wird gleichzeitig eine
Kontrolle über die tatsächlich erfolgte, genaue
Rückstellung erreicht, da in der einen Messend- stellung des Hebels 4 das Fernrohr 3, in der anderen das Fernrohr 2 auf den Zielpunkt Z gerichtet sein muss.
Da ein Distanzmesser gemäss Fig. 1 verhält- nismässig umständlich zu handhaben ist, wird meist ein Entfernungsmesser mit nur einem
Fernrohr verwendet, wie er etwa in Fig. 2 im
Schema und in den Fig. 5 und 6 in der konstruk- tiven Ausführungsform dargestellt wurde. Bei der Ausführung nach den Fig. 5 und 6 ist die
Basis 1 mit Längszapfen 8 in einem Gehäuse 9, das vorteilhaft mit einer nicht dargestellten
Stativschraube od. dgl. versehen ist, verschwenk- bar und mittels einer Schraube 10 feststellbar gelagert. Die Basis 1 besitzt zwei Ansätze 11, auf denen zwei Spiegel 12 in einem Winkel von 45 zur Hauptachse der Basis, parallel zu- einander angeordnet sind. An dem einen Ende der Basis ist ein mittels eines Hebels 4 ver- schwenkbares Fernrohr 3 auf einer Achse 13 gelagert.
Die Höhe der Spiegel 12 ist so ge- wählt, dass ihre Oberkante der halben Fernrohr- höhe entsprechend nach oben hin mit der Fern- rohrhauptachse abschliesst. Auf der Achse 13 ist ein weiterer Hebel 14 schwenkbar gelagert, an dessen Ende die als Mikrometerschraube ausgebildete Messschraube 7 angreift. In einer
Gewindebohrung des Hebels 14 lagert die
Rückstellschraube 5, die mit ihrem Ende gegen den über eine Feder 15 gegen sie gedrückten
Verstellhebel 4 wirkt. Beim Messvorgang wird, wie in Fig. 2 veranschaulicht wurde, zunächst das Fernrohr 3 senkrecht zur Basis 1 gestellt und die Basis 1 dann solange verdreht, bis das
Ziel Z über die Spiegel 12 und das Fernrohr 3 sichtbar ist. Die Feineinstellung auf den Ziel- punkt erfolgt dann mit Hilfe der Rückstell- schraube 5.
Dann wird das Fernrohr mit Hilfe der Messschraube 7 solange verstellt, bis mit seiner Hilfe der Zielpunkt Z direkt anvisiert wird. Auch bei dieser Konstruktion kann der
Messvorgang durch Rückstellen des Fernrohres mit Hilfe der Rückstellschraube 5 und neuer- liches Einstellen auf den Zielpunkt mit Hilfe der Messschraube 7 wiederholt und damit die in die Zielebene übertragene Basis a'scheinbar verlängert werden.
Bei der Ausführung nach Fig. 3 ist die Mess- basis a durch im entsprechenden Abstand von- einander angeordnete Spiegel 16,17 bestimmt.
Das Ziel wird zunächst durch Verdrehen der
Basis über den Spiegel 16 anvisiert, wobei das
Bild des Zielpunktes von einem ebenfalls fest- stehenden Spiegel 17 zu einem in einem Win- kel von 90 zum Spiegel 16 angeordneten
Spiegel 18 reflektiert wird, der es in ein Fern- rohr 2 wirft. Die Spiegelanordnung ist dabei zweckmässig so getroffen, dass dieses Bild des Zielpunktes die halbe Fernrohrbildebene ein- nimmt, wie dies in Fig. 8 bei 19 veranschaulicht wurde. Unterhalb des Spiegels 17 ist ein weiterer Spiegel 20 angeordnet, der wieder über einen Hebel und eine Mess- und Feineinstellschraube verschwenkbar ist. In der Normal- stellung steht dieser Spiegel 20 in einem Winkel von 45 zur Basis a.
Dieser Spiegel wird nun aus der Normalstellung solange verschwenkt, bis er das von ihm aufgenommene und reflektierte Bild des Zielpunktes Z über den Spiegel 18 ins Fernrohr 2 leitet, welches Bild die zweite Bildhälfte des Fernrohres 21 ausfüllt und sich bei richtiger Einstellung mit dem Bild 19 deckt. Durch Rückstellen des Spiegels in seine Ausgangsstellung und neuerliches Anvisieren des Zielpunktes über ihn, kann der Messvorgang, ebenso wfe bei den vorher beschriebenen Ausführungen, wiederholt und damit die in die Zielpunktebene übertragene Basis a'scheinbar verlängert werden. Die Spiegel 17 und 20 könnten auch zu einem verschwenkbaren Spiegelkreuz vereinigt sein, wobei dann ein weiterer, feststehender Spiegel, dessen Lage etwa der eingezeichneten Stellung des Spiegels 17 entspricht, vorgesehen wird.
Dabei ergeben sich im Fernrohr drei Teilbilder des Zielpunktes, die beim Hin- und Rückschwenken des Spiegelkreuzes wechselweise mit dem vom feststehenden Spiegel eingeworfenen Bild zur Deckung gebracht werden.
Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform entspricht im wesentlichen der Ausführung nach Fig. 3, doch wird als Fernrohr das Fernrohr 22 eines Theodoliten verwendet, an das der Entfernungsmesser über einen Tubus 23 angeschlossen ist. Weiterhin ist der Tubus und damit auch der Spiegel 18 im Gegensatz zu der Ausführung nach Fig. 3 in der Mitte des Messgerätes vorgesehen.
Bei den Ausführungen nach den Fig. 3 und 4 wäre es auch möglich, den Spiegel 16 etwas grösser auszubilden und die Normalstellung der Spiegel 20 parallel zu den Spiegeln 17 zu wählen, wobei durch entsprechende Neigung od. dgl. der Spiegel 16 erreicht werden kann, dass sich die beiden Bilder des Zielpunktes auch in der Ausgangsstellung des Spiegels 20 im Fernrohr decken. Es ist klar, dass die bei den angegebenen Ausführungsbeispielen dargestellten Konstruktionsvarianten sinngemäss abgeändert und auch bei allen übrigen Basisentfernungsmessern angewendet werden können.
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