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Zusatzeinrichtung zur Entfernungs-und Höhenmessung für mit einem Fernrohr ausgestattete geodätische Messgeräte
Die Erfindung betrifft eine Entfernungs- und Höhenmesszusatzvorrichtung für geodätische Messgeräte mit Visierfernrohr, zur Erzeugung eines Doppelbildes der Messlatte am Sehziel.
Bekannt sind selbstreduzierende geodätische Doppelbildgeräte mit einer Messlatte am anvisierten Punkt, bei denen die Entfernung des gemessenen Punktes in bezug auf den Standpunkt von der Verschiebung derlattenbilder abgeleitet ist (deutschePatentschriftenNr. 371078 und Nr. 400844). Das eine Bild wird also direkt durch das Objektiv des Fernrohres erzeugt und das andere ist durch ein optisches Mittel verschoben, welches der einen Hälfte des Fernrohrobjektivs vorgeschaltet wird und dessen Beeinflussung in Abhängigkeit von der Änderung des Höhenwinkels selbsttatig geschieht.
Die bekannten Geräte dieser Art sind als spezielle Entfernungsmesser ausgeführt, die jedoch sehr kostspielig sind ; ihre Funktion ist beschränkt und ihre zur Selbstreduzierung dienenden optischen Glieder haben einen ungünstigen Einfluss auf die Qualität des Bildes im Gesichtsfelde des Fernrohres.
Andere bekannte Entfernungsmessvorrichtungen sind auf das Fernrohr eines Theodolits aufsetzbar, doch muss bei ihnen während des Messens das Deviationsmittel mit Hilfe eines handbetatigten Knopfes eingestellt werden.
Bei diesen bekannten Vorrichtungen werden als Deviationsmittel zur Änderung des parallaktischen Winkels (Fig. 1) zwei gleiche Keile verwendet. die dem Fernrohrobjektiv derart vorgeschaltet werden, dass bei waagrechter Lage des Fernrohres die Gesamtgrösse des parallaktischen Winkels beider Keile gleich dem Winkel y ist, der gewöhnlich so gewählt wird, dass cotg y = 100 ist. Die Entfernung D ist dann gegeben durch die Beziehung D= Lcotgy = 100 L. Werden beide Keile aus der Anfangslage gegeneinander um den Winkel a gedreht, welcher gleich dem Höhenwinkel des Fernrohres ist, so ändert sich der parallaktische Winkel mit dem Kosinus des Winkels, so dass man aus der Lattenablesung
Do = D cos a erhält. Do ist gemäss Fig. 1 die in die Horizontale reduzierte Entfernung.
Verdreht man beide Keile aus der Lage für Entfernungsmessung beim Höhenwinkel a um 900 gegeneinander, dann beträgt der Gesamtwert der Keilverdrehung 900 : I : a.
Daraus ergibt sich
V = D cos (90-a) = i D sin < x.
Diese Beziehung gibt, wie Fig. 1 zeigt, die Höhe V an, die man bei dieser Stellung der Keile direkt auf der Messlatte ablesen kann.
Die Zusatzeinrichtung gemäss der Erfindung beseitigt die Nachteile der erwähnten speziellen Entfernungsmesser. Sie lässt sich dem Objektiv des Fernrohres bei Entfemungs-und Höhenmessungen vorschalten. Sonst kann das geodätische Gerät ohne die vorgeschaltete Vorrichtung verwendet werden.
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass zur Verdrehung des Keilpaares ein Gelenkparallelogramm dient, dessen Gelenkpunkte durch die Kippachse des Fernrohres, die Achse einer im Qehäuse des Zusatzgerätes gelagerten Scheibe, einer an dieser Scheibe befestigten Achse und einer im Träger der Fernrohrkippachse gelagerten Achse gebildet werden, wobei die zuletzt erwähnten Gelenkpunkte durch eine Stange von ver- änderlicher Länge verbunden sind, die Achse der Scheibe über Zahnräder mit einem die Drehkeile im Gegensinn antreibenden Ritzel verbunden ist und die Achse der Scheibe mittels eines auf der Scheibe befestigten malteserkreuzartigen Getriebes zusätzlich um einen Winkel verstellbar ist, der einer Verdrehung der Keile um 900 entspricht.
Die Zeichnung stellt in den Fig. 1 - 6 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.
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Fig. 1 veranschaulicht schematisch das Messprinzip. Fig. 2 ist eine Seitenansicht des Winkelmessge- rätes mit aufgesetzter Entfemungs-und Höhenmessvorrichtung. Fig. 3 ein axialer Schnitt durch das optischesystem der Entfernungs-und Höhenmessvorrichtung, Fig. 4 ein Schnitt durch die Malteserkreuzüber- setzung, Fig. 5 eine Draufsicht auf die Malteserkreuzübersetzung im Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 4,
Fig. 6 eine Draufsicht auf den Massstab des optischen Mikrometers zur Ablesung der Teilverschiebung der
Visierlinie.
In den Fig. 1 und 2 bezeichnet 1 das geodätische Winkelmessgerät, 2 das Visierfernrohr. Auf die Objektivfassung des Fernrohres 2 ist die Hülse 3 der Zusatzvorrichtung für die Entfernung-un Höhenmessung, durch die Schraube 4 befestigbar, aufgesetzt. Im Teil 5 ist das optische System (Fig. 3) untergebracht, das aus einem mit zwei Reflexionsflächen 7,8 versehen, rhombischen Prisma 6 und dem von zwei optischen Keilen 15,16 gebildeten Deviationsmittel zusammengesetzt ist.
Das Prisma 6 mit seinen zwei Reflexionsflächen 7,8 ist an der Spindel 9 mittels des Hebels 10, der
Klinke 11, des Zapfens 12 um die Achse X - X kippbar, so dass es ein durch den handbetätigten Knopf 13 samt Massstab 14 betätigtes optisches Mikrometer bildet. Dieser in Fig. 6 veranschaulichte Massstab 14 ist mit zwei gegenläufigen Bezifferungen versehen. Ein solcher Massstab ist insbesondere zum Ablesen und Unterscheiden von positiven und negativen Höhenwerten vorteilhaft. Durch die Verdrehung des Knopfes 13 kann an diesem Massstab 14 die parallele Verschiebung der Ziellinie abgelesen werden.
Das Drehkeilpaar besteht aus zwei optischen Keilen 15,16 (Fig. 3), welche in den mittels der Kegelzahnräder 22,23 und des Kegelzahnrädchens 24 in Gegenrichtung drehbaren, in Kugellagern 19,20 gelagerten Fassungen 17, 18 untergebracht sind ; die richtige Einstellung des Drehkeilpaares wird mittels der Justierschrauben 40, 41 (Fig. 3) durchgeführt.
An der Seitenwand der Hülse 5 (Fig. 4) ist der Zapfen 25 befestigt, um welchen sich der aus dem Zahnrad 26 und dem Malteserkreuz 27 bestehende Radsatz dreht. Das Zahnrad 26 greift in das mit dem Kegelrädchen 24 verbundenen Zahnritzel 28 ein ; das Rädchen 24 treibt, wie Fig. 3 zeigt, die optischen Keile 15,16 an. Am Zapfen 25 ist die drehbare Scheibe 29 angeordnet, auf welcher die Libelle 30 mit dem Spiegelchen 31 und ein Zapfen 32 zum Aufschieben des einen Endes der Zugstange 33 befestigt sind.
Im Unterteil der Scheibe 29 ist ein Knebel 34 am Zapfen 35 befestigt, durch welchen die Zapfenscheibe 36 (Fig. 5) zum Antriebe des Malteserkreuzes 27 verdreht wird. Auf den am unbeweglichen Teil des Theodolits 1 befindlichen Zapfen 37 (Fig. 1) wird das Ende der Zugstange 33 geschoben, die durch eine Schraubenmutter 38 mit Links- und Rechtsgewinde versehen ist, mittels welcher die Länge der Zugstange 33 geändert werden kann.
Bei Verwendung der Zusatzeinrichtung zur Entfernung-un Höhenmessung erfolgt die Reduktion automatisch, indem zur Verdrehung des Keilpaares ein Gelenkparallelogramm dient, dessen Gelenkpunte durch die Kippachse des Fernrohres %, die Achse einer im Gehäuse des Zusatzgerätes gelagerten
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gelagerten Achse 01 gebildet werden.
Durch die Neigung des Fernrohres um den Winkel Cl verdreht sich die Scheibe 29 mit Hilfe der Zugstange 33 gleichfalls um den Winkel a und mittels der Übersetzung verdrehen sich die Keile 15,16 (Fig. 3) des Drehkeilpaares ebenfalls um den Winkel a.
Zwecks Kontrolle der richtigen Einstellung der Scheibe 29 ist an ihr die Libelle'30 angebracht, um die Justierung der Vorrichtung so vornehmen zu können, dass bei horizontaler Lage des Fernrohres die Multiplikationskonstante, z. B. 100 erreicht wird. Nach dem Aufschieben der Vorrichtung auf das Gerät richtet man das Gelenkparallelogramm mittels der Schraubenmutter 38 so ein, dass die beiden Seiten desselben zwischen den Drehpunkten 0 1-02 und 03 - 04 die gleiche Länge aufweisen.
Die Schraubenmutter 38 wird auch im Falle des unrichtig horizontierten Gerätes benutzt, wenn die Libelle 30 die Rolle der Index1ibelle übernimmt. Das Gewicht der beschriebenen Vorrichtung am Objektivteil ist durch das am Okularteil des Fernrohres 2 befestigte Gegengewicht 39 ausgeglichen.
Das Drehkeilpaar ist zur wahlweisen Ausführung von Entfernungs- bzw. Überhöhungsmessungen mittels des Malteserkreuzgetriebes 27,36 (Fig. 5) und der Zapfenscheibe 26 um 900 verstellbar.
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Additional device for distance and height measurement for geodetic measuring devices equipped with a telescope
The invention relates to an additional distance and height measuring device for geodetic measuring devices with sighting telescopes for generating a double image of the measuring rod at the visual target.
Self-reducing geodetic double image devices are known with a measuring stick at the sighted point, in which the distance of the measured point with respect to the position is derived from the displacement of the stick images (German Patent No. 371078 and No. 400844). One image is generated directly by the lens of the telescope and the other is shifted by an optical means which is connected upstream of one half of the telescope lens and which is automatically influenced as a function of the change in elevation angle.
The known devices of this type are designed as special rangefinders, which, however, are very expensive; their function is limited and their self-reducing optical elements have an unfavorable influence on the quality of the image in the field of view of the telescope.
Other known distance measuring devices can be placed on the telescope of a theodolite, but with them the means of deviation must be adjusted with the aid of a hand-operated button during the measurement.
In these known devices, two identical wedges are used as deviation means for changing the parallactic angle (FIG. 1). which are connected upstream of the telescope objective in such a way that, when the telescope is in a horizontal position, the total size of the parallactic angle of both wedges is equal to the angle y, which is usually chosen so that cotg y = 100. The distance D is then given by the relationship D = Lcotgy = 100 L. If both wedges are rotated from the initial position against each other by the angle a, which is equal to the elevation angle of the telescope, the parallactic angle changes with the cosine of the angle, so that one from the staff reading
Do = D cos a receives. According to FIG. 1, Do is the horizontally reduced distance.
If you turn both wedges from the position for distance measurement at elevation angle a by 900 against each other, the total value of the wedge rotation is 900: I: a.
This results in
V = D cos (90-a) = i D sin <x.
As FIG. 1 shows, this relationship indicates the height V, which can be read directly from the measuring rod in this position of the wedges.
The additional device according to the invention eliminates the disadvantages of the special range finders mentioned. It can be connected in front of the objective of the telescope for distance and height measurements. Otherwise the geodetic device can be used without the upstream device.
The invention consists essentially in the fact that an articulated parallelogram is used to rotate the pair of wedges, the articulation points of which are formed by the tilt axis of the telescope, the axis of a disk mounted in the housing of the additional device, an axis fastened to this disk and an axis mounted in the support of the telescope tilting axis The last-mentioned articulation points are connected by a rod of variable length, the axis of the disc is connected via gears to a pinion that drives the rotating wedges in the opposite direction, and the axis of the disc is also connected by an angle by means of a Maltese cross-type gear attached to the disc is adjustable, which corresponds to a rotation of the wedges by 900.
The drawing shows in FIGS. 1-6 an embodiment of the invention.
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Fig. 1 schematically illustrates the measuring principle. FIG. 2 is a side view of the angle measuring device with the distance and height measuring device attached. 3 is an axial section through the optical system of the distance and height measuring device, FIG. 4 is a section through the Maltese cross transmission, FIG. 5 is a plan view of the Maltese cross transmission in section along the line A-A in FIG.
6 shows a plan view of the scale of the optical micrometer for reading off the partial displacement of the
Line of sight.
1 and 2, 1 designates the geodetic angle measuring device, 2 the sighting telescope. The sleeve 3 of the additional device for distance and height measurement, which can be fastened by the screw 4, is placed on the objective mount of the telescope 2. In part 5 the optical system (Fig. 3) is accommodated, which is composed of a rhombic prism 6 provided with two reflection surfaces 7, 8 and the deviation means formed by two optical wedges 15, 16.
The prism 6 with its two reflection surfaces 7,8 is on the spindle 9 by means of the lever 10, the
The pawl 11 of the pin 12 can be tilted about the axis X - X, so that it forms an optical micrometer operated by the manually operated button 13 including the rule 14. This scale 14 illustrated in FIG. 6 is provided with two opposite numbers. Such a scale is particularly advantageous for reading off and distinguishing between positive and negative height values. By turning the button 13, the parallel displacement of the target line can be read on this scale 14.
The pair of rotating wedges consists of two optical wedges 15, 16 (FIG. 3), which are accommodated in the mounts 17, 18, which can be rotated in the opposite direction by means of the bevel gears 22, 23 and the bevel gears 24 and are mounted in ball bearings 19, 20; the correct setting of the rotating wedge pair is carried out by means of the adjusting screws 40, 41 (FIG. 3).
On the side wall of the sleeve 5 (Fig. 4), the pin 25 is attached, around which the gear set consisting of the gear 26 and the Maltese cross 27 rotates. The gear 26 meshes with the pinion 28 connected to the bevel gear 24; the wheel 24 drives, as shown in FIG. 3, the optical wedges 15, 16. On the pin 25, the rotatable disk 29 is arranged, on which the level 30 with the mirror 31 and a pin 32 for pushing on one end of the pull rod 33 are attached.
In the lower part of the disc 29, a toggle 34 is attached to the pin 35, by means of which the pin washer 36 (FIG. 5) is rotated to drive the Maltese cross 27. The end of the pull rod 33, which is provided with a screw nut 38 with left and right-hand threads, by means of which the length of the pull rod 33 can be changed, is pushed onto the pin 37 (FIG. 1) located on the immovable part of the theodolite 1.
When using the additional device for distance and height measurement, the reduction takes place automatically, in that an articulated parallelogram is used to rotate the pair of wedges, the articulation point of which is supported by the tilt axis of the telescope%, the axis of one stored in the housing of the additional device
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mounted axis 01 are formed.
Due to the inclination of the telescope by the angle Cl, the disc 29 is also rotated by the angle a with the aid of the pull rod 33 and the wedges 15, 16 (FIG. 3) of the rotary wedge pair also rotate by the angle a by means of the translation.
In order to check the correct setting of the disk 29, the level 30 is attached to it in order to be able to adjust the device in such a way that when the telescope is in a horizontal position the multiplication constant, e.g. B. 100 is reached. After the device has been pushed onto the device, the joint parallelogram is set up by means of the screw nut 38 so that the two sides of the same between the pivot points 01-02 and 03-04 have the same length.
The screw nut 38 is also used in the case of the incorrectly leveled device, when the level 30 takes on the role of the index level. The weight of the described device on the objective part is balanced by the counterweight 39 attached to the eyepiece part of the telescope 2.
The pair of rotating wedges can be adjusted by 900 by means of the Geneva gear 27, 36 (FIG. 5) and the journal disk 26 for the optional execution of distance or elevation measurements.
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