<Desc/Clms Page number 1>
Messgerät zur Aufzeichnung des Höhenverlaufes von Verkehrswegen
Im Strassen- und Eisenbahnbau bezeichnet man die Oberfläche einer Strasse oder eines Schienen- stranges als vollkommen ebenflächig, wenn die tatsächliche Höhenlage jedes Punktes von der planlichen
Höhenlage nicht abweicht. In weitläufigem Sinne wird also unter"ebenflächiger"Oberfläche auch eine
Strassenoberfläche bezeichnet, die vom geometrischen Begriff der Ebene abweicht. Sie kann eine Regel- fläche, eine Zylinderoberfläche, ein Kegelmantel oder eine andere geometrische Fläche sein, wie dies z. B. bei Strassenkurven mit Querneigung, bei Anrampungen, bei Kuppen oder Wannen der Fall ist. Eine
Strasse wird also dann als vollkommen ebenflächig bezeichnet, wenn ihre Oberfläche genau die Lage hat, die sie planlich haben soll.
Zur Ermittlung der Ebenflächigkeitslinie und ihrer graphischen Darstellung wird der tatsächliche Höhenverlauf des Verkehrsweges durch nivellitische Aufnahme eng aneinander liegender Punkte gezeichnet.
Von jeder dieser Koten wird die planmässige Höhe abgezogen und rechnerisch für jeden Punkt der Höhen- unterschied zwischen Soll-und Isthöhe ermittelt. Diese Höhenunterschiede als Ordinaten im Massstab 1 : 1 und die horizontale Länge in verzerrtem Massstab als Abszisse in einem rechtwinkeligenAchsensystém aufgezeichnet, ergibt die tatsächliche Ebenflächigkeitskurve. Die bekannten Messgeräte zur Messung der Ebenflächigkeit haben den Fehler, dass die Vergleichslinie nicht, wie es theoretisch sein soll, der horizontal dargestellte planmässige Höhenverlauf ist, sondern eine Linie, die zu ihr in teils bekannter, teils unbekannter Abhängigkeit steht. Der gebräuchlichste Vorgang zur Darstellung der Abweichungen von den planlichen Höhenlagen bei Verkehrswegen wird mit Hilfe einer genau ebenen Latte durchgeführt, die z.
B. in Längsrichtung auf eine Strasse gelegt wird, worauf mittels eines Keiles an einer oder mehreren Stellen der Abstand der Unterkante gegenüber der Strassenoberfläche ermittelt wird. Die Latte wird sodann um ihre ganze Länge in der Richtung des Längenschnittes verschoben, neuerlich auf die Strasse aufgelegt, so dass ihr Anfang an die Stelle kommt, wo früher ihr Ende lag, und sodann wieder die Abstände zur Strassenoberfläche gemessen, usw. Wenn nun zeichnerisch die Lattenlagen als durchlaufend horizontale Linie als Abszisse und die Abstände zur Oberfläche als Ordinaten aufgetragen werden, ist es offensichtlich, dass die so zeichnerisch gefundene Linie nicht die tatsächlichen Abweichungen vom planlichen Verkehrsweg darstellt. Es können die Abstiche mit einem Fehler bis über 1000/0 ihrer wahren Grösse behaftet sein.
Der Fehler dieses Vorganges ist darin zu suchen, dass die Vergleichslinie nicht der planliche Höhenverlauf ist, sondern eine verhältnismässig kurze Gerade, die ständig ihre Neigung ändert.
Ein bekanntes Gerät zur Ermittlung der Ebenflächigkeitslinie besteht aus mehreren an einem Rahmen drehbaren Rädern, die auf der Spur des Längenschnittes, dessen Ebenflächigkeitslinie bestimmt werden soll, laufen. Ein ebenfalls am Rahmen drehbargelagertes Rad ist in der Mitte desselben in lotrechter Richtung beweglich geführt und wird mittels einer Feder nach unten gegen die Fahrbahn gedrückt. Die Höchstlage der Achse dieses Rades liegt in einer Geraden, welche die Achsen der starren Räder verbindet. Eine Messeinrichtung misst laufend die Bewegungen dieses Rades in lotrechter Richtung und hält dabei nur die negativen Ausschläge fest, die mittels einer Schreibeinrichtung aufgezeichnet werden.
Die so gefundene Linie entspricht ebenfalls nicht der gesuchten Ebenflächigkeitslinie und die aufgezeichneten Ordinaten entsprechen nicht den Höhenunterschieden zwischen Soll- und Istlage. Wird z. B. eine Wannenausrundung gleichen Durchmessers befahren, so zeigt sich eine konstante Ordinate ; wird hingegen eine Kuppenaus-
<Desc/Clms Page number 2>
rundung befahren, so zeigt sich der Ausschlag Null. Es ist ersichtlich, dass beim ständigen Wechsel von
Wannen und Kuppen, aus denen sich jede Unebenheit in der Fahrbahndecke zusammensetzt, das wahre
Bild verfälscht wird. Der konstruktive Mangel dieses Gerätes ist auch darin begründet, dass die verglei- chende Linie nicht der planliche Höhenverlauf ist, sondern eine die Neigung ständig wechselnde kurze 5 Gerade.
Es ist schliesslich ein Messgerät bekanntgeworden, das aus einem Auswertewagen besteht, an dem hinten an einem Arm um ein Gelenk beweglich ein ebenfalls in lotrechter Ebene bewegliches, hartgum- mibereiftes Rad drehbar befestigt ist. Die Auf- und Abwärtsbewegungen werden, ähnlich wie beim vorge- nannten Gerät, nur auf elektrischem Wege laufend als positive und negative Ausschläge registriert. Wür- ) de die Schwenkachse des Rades genau eine Parallele zum planlichen Höhenverlauf befahren, so wäre die beschriebene Ebenflächigkeitslinie richtig. Da aber beim Befahren die Schwenkachse des Rades die Un- ebenheiten der Strassenoberfläche mitmacht, wird somit das gewünschte Resultat verfälscht.
Dieses Gerät ist mit sehr präzisen elektromagnetischen Mess-und Schreibeinrichtungen versehen und daher verhältnis- mässig umständlich im Aufbau und somit auch sehr teuer. Von der gezeichneten Linie vermag man im ; allgemeinen auf die Rauhigkeit zu schliessen, doch entspricht die Linie nicht der theoretischen Ebenflä- chigkeitslinie. Eine langgezogene Oberflächensetzung oder Hebung, die nur langsam beginnt und lang- sam ausklingt, kann das Gerät nicht aufzeigen, so dass auch bei ihm die wesentlichste Bedingung, den
Höhenunterschied zwischen Soll- und Istlinie aufzuzeichnen, nicht erfüllt ist.
Die Beziehungen zwischen planlichem Höhenverlauf und der Null-Linie des Gerätes lassen sich nicht rekonstruieren und sind kom- ) plizierter geometrischer Natur.
EMI2.1
hend aus einem einspurigen Wagen, zwischen dessen Laufrädern ein gegen den Verkehrsweg nachgiebig senkrecht geführtes Tastrad angeordnet ist, dessen senkrecht zum Verkehrsweg ausgeführte Bewegungen den Schreibstift einer Schreibeinrichtung, deren Schreibband proportional zur Vorwärtsbewegung des Wai gens angetrieben ist, steuern und bezweckt das unmittelbare Ablesen der Abweichungen der tatsächli- chen Höhenlage der Oberfläche von der planlichen Höhenlage durch Aufzeichnung der Differenzen der
Istlage von der Soll-Lage vorzugsweise in wahrer Grösse.
Im wesentlichen besteht die Erfindung darin, dass dem Tastrad oder einem von diesem betätigten Gestänge zwei hintereinander geschaltete Integriervor- richtungen zugeordnet sind, von welchen die erste im Masse der Fortbewegung des Wagens die die Stichmasse des Bogens zwischen den Laufrädern verkörpernden Höhenbewegungen des Tastrades fortlaufend in- tegriert und die ermittelten Werte der zweiten Integriervorrichtung überträgt, wobei den beiden Inte- griervorrichtungen von Hand aus einstellbare Stellvorrichtungen zugeordnet sind, von welchen die eine
Einstellvorrichtung das konstante Stichmass eines Kreisbogens im planlichen Höhenverlauf und die andere
Einstellvorrichtung eine konstante Steigung im planlichen Höhenverlauf auszuschalten gestattet,
so dass die Ergebnisse der zweiten Integriervorrichtung vom Schreibstift als Mass der Abweichungen des Höhen- verlaufes des Verkehrsweges von einem aus Geraden und/oder Kreisbogen bestehenden planlichen Höhen- verlauf, vorzugsweise in wahrem Masse, auf der Schreibeinrichtung aufgezeichnet werden können.
Die Integriervorrichtungen können dabei auf rein elektrischem oder magnetischem Wege die höhen- mässigen Schwankungen des Tastrades auswerten. Der zu untersuchende Verkehrsweg wird dabei in ein- zelne, beliebig anzuordnende Längenschnitte zerlegt und für jeden dieser Schnitte die Unebenheit geson- dert dadurch ermittelt, dass das beschriebene Gerät, entweder händisch bewegt oder motorisch angetrie- ben, diesen Längenschnitt abfährt, wobei die Schreibeinrichtung die Höhenunterschiede automatisch lau- fend aufschreibt. Das Höhenband des planlichen Längenschnittes, welches stets aus horizontalen, steigen- den oder fallenden Geraden und Kreisbögen besteht, wird in der Schreibeinrichtung als Horizontale oder als ganz schwach geneigte Gerade (Null-Linie) dargestellt.
Die Abweichungen von dieser Soll-Linie wer- den entweder positiv oder negativ im natürlichen Massstab aufgezeichnet. Die Walze der Schreibeinrich- tung steht mit den Laufrädern des Gerätes in Antriebsverbindung und der befahrene Weg wird auf der
Schreibwalze in kleinerem Massstab, z. B. 1 : 1000. dargestellt.
Zum Unterschied gegenüber den bekannten Geräten misst das erfindungsgemässe Gerät die tatsächli- chen Höhenunterschiede zwischen Soll- und Istlage jedes Punktes und zeichnet diese laufend als Abstände von einer Horizontalen oder einer schwachgeneigten Geraden (Null-Linie) auf.
Wird die zweimalige Integration der Höhenbewegungen des Tastrades vollständig auf elektrischem
Wege durchgeführt, so werden die höhenmässigen Schwankungen des Tastrades in an sich bekannter Weise in elektrische Stromschwankungen verwandelt, welche mittels eines Kondensators integriert werden, und die hiedurch neu gewonnenen Stromimpulse werden einem zweiten Kondensator zugeführt, der gleichfalls die ihm übermittelten Werte integriert. Das Ergebnis der zweiten Integration wird in mechanische Schwan-
<Desc/Clms Page number 3>
kungen umgewandelt, die zur Betätigung des Schreibstiftes einer Schreibeinrichtung verwendet werden.
Eine bevorzugte Bauart des Messgerätes ergibt sich, wenn die beiden Integriervorrichtungen die ihnen übermittelten Messwerte teils auf mechanischem und teils auf elektromagnetischem oder optischem Wege auswerten, was erfindungsgemäss dadurch erfolgr, dass das Tastrad von einer Gabel senkrecht höhenver-
EMI3.1
zweiten Gabel zusammenwirkt, zwischen deren Gabelarmen ein um eine lotrechte Welle drehbares Schnei- denrad (Integrierrad) angeordnet ist, das mit einer proportional zur Umlaufbewegung der Laufräder des
Wagens angetriebenen, um eine horizontale Achse drehbaren Walze od. dgl.
in ständiger Anlage gehal- ten und nur in seiner eigenen Umlaufrichtung abrollbar ist, welche Teile die erste Integriervorrichtung bilden, wobei die Drehbewegungen des Schneidenrades in an sich bekannter Weise durch eine ihm zuge- ordnete elektromagnetische oder optische Einrichtung in Stromschwankungen verwandelbar sind, die über eine gleichartige Einrichtung in Schwenkbewegungen auf einen dem Arm der ersten Integriervorrichtung entsprechenden Arm der dieser gleichartig ausgebildeten zweiten Integriervorrichtung übertragbar sind, deren Walze wieder proportional zur Umlaufbewegung der Laufräder des Wagens angetrieben ist, wobei die Drehbewegungen des zweiten Schneidenrades über die diesem zugeordnete elektromagnetische oder optische Einrichtung in Stromschwankungen verwandelbar sind,
die in bekannter Weise zur Steuerung des
Schreibstiftes quer zum Schreibband übertragbar sind. Die Antriebswellen der Walzen od. dgl. sind in Aus- gestaltung der Erfindung von je einer Gabel gehalten, deren Gabelachsen zu den Gabelachsen der zuge- hörigen Schneidenräder gleichachsig angeordnet sind, wobei jede der Gabeln einen Arm trägt und auf diese Arme je einer der Stellvorrichtungen einwirkt. Die der Walze der zweiten Integriervorrichtung zu- geordnete Handhabe kann entgegen der Kraft einer Feder mit ihrer Einstellvorrichtung kuppelbar und da- zwischen eine Kontaktanordnung vorgesehen sein, über die bei Betätigung der Einstellvorrichtung ein
Stromkreis eingeschaltet wird, der einen entgegen der Kraft einer Feder verschiebbar geführten, elektro- magnetisch gegen das Schreibband bewegbaren Schreibstift betätigt.
Diese Ausbildung ermöglicht es, bei späterer Beurteilung der Ebenflächigkeitslinie sofort zu erkennen, ob eine plötzliche Änderung im Linien- verlauf am Schreibband auf eine tatsächlich in der Fahrbahn vorhandene Steigungsänderung (Setzung, Hebung, usw.) oder auf eine Änderung der vergleichenden Geraden durch Betätigung der Handhabe zurückzuführen ist, in welchem Falle durch den weiteren Schreibstift unter der Ebenflächigkeitslinie ein Punkt oder ein kurzer Strich gesetzt wird, der die Betätigung der Einstellvorrichtung anzeigt.
Erfindungsgemäss kann durch den Stromkreis der dem ersten Schneidenrad zugeordneten elektromagnetischen oder optischen Einrichtung zur Betätigung der zweiten Integriervorrichtung eine zur Steuerung eines mit dem Schreibband zusammenwirkenden weiteren Schreibstiftes dienende weitere Schreibvorrichtung betätigbar sein, wobei die quer zur Bewegungsrichtung des Schreibbandes von diesem Schreibstift aufgezeichneten Ausschläge als Ergebnis der ersten Integriervorrichtung die Abweichungen der in Promillen ausgedrückten Neigungen von den planlichen Neigungen angeben.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Messgerätes gemäss der Erfindung in schematischer Darstellung in den Fig. 1 und 2 ersichtlich, u. zw. in Seitenansicht bzw. im Schaubild. Fig. 3 zeigt eine Einzelheit.
Ein einspuriger Wagen hat zwei Laufräder 1, 2 und ein Wagengestell 3, in dem zwischen den beiden Laufrädern ein Tastrad 4 in einer Führung 5 senkrecht zu dem durch die Linie 6 angedeuteten Verkehrsweg nachgiebig beweglich geführt ist. Am oberen Ende eines von der Achse 7 des Tastrades 4 getragenen Gestänges 8 ist eine an sich bekannte elektrische Einrichtung 9 vorgesehen, welche die Auf- und Abbewegungen des Gestänges 8 in elektrische Stromschwankungen verwandelt. die einer elektrischen Integriervorrichtung 10 in Form eines Kondensators übertragen werden. Der Integriervorrichtung 10 ist eine Handhabe 10a zugeordnet, mit welcher die Stromimpulse, welche in die Integriervorrichtung 10 gelangen, um einen wählbaren, konstanten Wert vergrössert oder verkleinert werden können.
Die nun in der Vorrichtung 10 integrierten Stromimpulse werden einer zweiten Integriervorrichtung 11 (Kondensator) zugeführt, der wieder eine Handhabe lla zugeordnet ist, mit welcher die von der ersten Integrationsvorrichtung kommenden Stromimpulse um einen wählbaren, konstanten Wert vergrössert oder verkleinert werden können. Die gebildeten Summenwerte werden in an sich bekannter Weise in mechanische Schwankungen umgewandelt, die einem Schreibstift 12 einer aus einer Hebelanordnung 13 und einem Papierband 14 bestehenden Schreibeinrichtung eine pendelnde Bewegung quer zur Bewegungsrichtung 15 des Papierbandes 14 erteilen, der damit die Ebenflächigkeitslinie 16 auf das Papierband 14 aufzeichnet. Das Papierband 14 ist proportional zur Vorwärtsbewegung des Wagens, z. B. im Verhältnis 1 : 1000, angetrieben, so dass die Längenausmasse des Verkehrsweges z.
B. von 100 m auf dem Papierband auf 10 cm zusammengedrängt werden. Die Ebenflächigkeitslinie 16 zeigt daher gegenüber einer Null-Linie 17 bei entsprechender Überset-
<Desc/Clms Page number 4>
zung des Hebelgestänges 13 oberhalb und unterhalb die von der planlichen Lage abweichenden Höhenunterschiede des Verkehrsweges in natürlichem Ausmass.
Die von der Integriervorrichtung 10 ausgehenden Stromschwankungen können ausserdem auch noch zur Betätigung einer aus einem Schreibstift 18 und einem diesen betätigenden Hebelgestänge 19 bestehenden Schreibvorrichtung herangezogen werden, wobei der Schreibstift 18 vorzugsweise gleich mit demselben Schreibband 14 zusammenwirkt und zu einer der Null-Linie 17 parallelen weiteren Null-Linie 20 einen Linienzug 21 anbringt, dessen von der Null-Linie 20 abstehende Kurventeile die von den planlichen Neigungen abweichenden, in Promillen ausgedrückten Neigungsdifferenzen des Verkehrsweges angeben.
Dass die Linienzüge 16 und 21 tatsächlich die Ebenfläzhigkeitslinie bzw. die Neigungsdifferenzlinie des Verkehrsweges darstellen, wird wie folgt begründet :
Jede Kurve, im speziellen Fall der Höhenverlauf der zu messenden Oberfläche der Fahrbahn, lässt sich nicht nur im cartesischen Koordinatensystem, sondern auch als Funktion des Krümmungsradius zur
EMI4.1
EMI4.2
EMI4.3
die zweite Integration durch.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 2 wird die zweimalige Integration durch an sich bekannte mechanische Integriervorrichtungen vorgenommen. Wie bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1 besteht das Messgerät wieder aus einem einspurigen Wagen mit den Laufrädern l, 2, die in dem nicht dargestellten Wagengestell gelagert sind, dem dazwischen angeordneten Tastrad 4, das wieder nachgiebig gegen den Verkehrsweg 6 gedrückt wird und von einer Gabel 22 getragen ist, und mit einem um eine waagrechte Achse 25 schwenkbaren Arm 26 einer zweiten Gabel 27 zusammenwirkt, zwischen deren Gabelarmen 28 ein um eine lotrechte Welle 29 drehbares Schneidenrad (Integrierrad) 30 angeordnet ist. Der Stiel 23 der Gabel 22 ist am oberen Ende zugespitzt und liegt an einer harten, dünnen Platte 26a, vorzugsweise aus Glas, an, die vom Arm 26 getragen ist.
Gegen die Platte 26a drückt in der Richtung des Gabelstieles 23 von oben ein zugespitzter Stift 26b unter der Wirkung einer Feder 26c nach unten, so dass jedwedes Spiel ausgeschaltet ist. Die Achse 25 wird unter der Wirkung einer Feder 31 mit der Schneide des Integrierrades 30 gegen den Umfang einer Walze 32 gedrückt, die von den Armen 33 einer um eine Achse 34 des Wagengestells drehbaren Gabel 35 lose drehbargehalten ist und vom Laufrad 1 über ein Getriebe 36 und eine biegsame Welle 37 proportional zur Bewegung des Wagens angetrieben ist. Die Achsen 25 und 34 liegen in einer gemeinsamen Verbindungsgeraden.
Das Schneidenrad 30 kann wegen seiner scharfen Laufkante nur in seiner eigenen Umlaufrichtung auf der Unterlage abrollen, empfängt von der sich drehenden Walze 32 bei schräger Lage der Gabel 27 nur jene Teildrehung, die dem Cosinus des Winkels entspricht, den die Achsen der Walze 32 und des Schneidenrades 30 miteinander einschliessen.
Die Teildrehbewegungen des Schneidenrades um die Welle 29, die der ersten Integration der Stichmasse des Bogens zwischen den Laufrädern 1 und 2 der Höhenbewegungen des Tastrades entsprechen, werden über eine schematisch angedeutete elektromagnetische Einrichtung 38 in Stromschwankungen umgewandelt, die über Leitungen 39 auf eine Einrichtung 40 übertragen werden, die sie wieder in mechanische Schwingungen verwandelt und einem dem Arm 26 der ersten Integriervorrichtung 25 - 38 entsprechenden Arm 26'vermittelt, der damit in eine auf-oder abwärts schwingende Bewegung versetzt wird. Der Arm 26'beeinflusst in völlig gleicher Weise eine Integriervorrichtung, deren Teile daher in Übereinstimmung mit der erstbeschriebenen Integriervorrichtung mit den Bezugszeichen 25'- 38'versehen sind.
Von der elektromagnetischen Einrichtung 38'führen Leitungen 41 zu einer elektromagnetisch gesteuerten Schreibvorrichtung 42, die einem am freien Ende einen Schreibstift 43 tragenden Schwenkarm 44 um seine Schwenkachse 45 eine Schwingbewegung quer zu einem proportional zur Antriebsbewegung des Wagens, vorzugsweise des Laufrades 2 desselben, angetriebenen Schreibband 46 erteilen. Der Antrieb des Schreibbandes 46, das z.
B. aus
<Desc/Clms Page number 5>
einem mit Wachsüberzug versehenen Papierstreifen bestehen kann, auf dem die Spitze des Schreibstiftes 43 hinweggeführt wird, erfolgt, wie bei der erstbeschriebenen Ausführungsform, gegenüber der Vorwärtsbewegung des Wagens in einem Verhältnis 1 : 1000, während die die Null-Linie 47 kreuzenden, vom Schreibstift 43 hergestellten Linienzüge am Papierband 46, die durch zweimalige Integration der die Stichrnasse des Bogens zwischen den Laufrädern 1, 2 übertragenden Tastrades 4 entstehen, wieder in natürlicher Grösse die Abweichungen des Verkehrsweges von den planlichen Sollwerten in Form der Eben-
EMI5.1
Auch von der elektromagnetischen Einrichtung 38 der ersten Integriervorrichtung 25 - 38 führen Lei- tungen 49 zu einer Schreibvorrichtung 50, deren Schreibstift 51 wieder auf einem Schwenkarm 52 befe- stigt ist, der um seine Schwenkachse 53 auf-und abschwingen kann und damit quer zu einer Null-Linie 54 am Papierband 46, die unterhalb der Null-Linie 47 und parallel zu ihr angeordnet ist, Linienzüge 55 an- bringt, welche als Ergebnis der ersten Integration der Stichmasse des Bogens zwischen den Laufrädern bzw. der Auf- und Abbewegung des Tastrades 4 die Abweichungen von denplanlichen Neigungen angeben und damit vorteilhafterweise durch die gewählte Übersetzung die Längsneigungsunterschiede in Promille. ver- körpern, welche zwischen der planlichen und der tatsächlichen Längsneigung auftreten.
Es ist oft nicht so wesentlich, dass ein Punkt der Höhe nach von der planlichen Kote abweicht ; jedoch ist es entscheidend für die ruhige, ausgeglichene Fahrt eines Kraft- oder Schienenfahrzeuges, dass der auftretende Höhenunter- schied lang genug verzogen wird. Die Längsneigung dieser Anrampungen wird mit dem Gerät laufend un- ter der Ebenflächigkeitslinie 48 aufgezeigt.
Die Gabeln 35 und 35'der beiden Integriervorrichtungen, deren waagrecht angeordnete Gabelachsen
34 bzw. 34'zu den zugehörigen Gabelachsen 25bzw. 25'ihrer Schneidenräder 30 bzw. 30'gleichachsig angeordnet sind, tragen je einen horizontal gerichteten Arm 56 bzw. 56', welche an ihrem freien Ende, wie der Arm 26, je eine Glasplatte 57 bzw. 57'tragen, die mit ihrer Unterseite auf dem zugespitzten
Ende einer federnd abgestützten Stange 58 bzw. 58'anliegt, während gegen ihre Oberseite das zugespitzte
Ende einer Schraubenspindel 59 bzw. 59. anstellbar ist, die von einer Handhabe 60 bzw. 60'gedreht wer- den kann. Die knopfförmige Handhabe 60 (Fig. 2) trägt einen Zeiger 61, der über einer Skala 62 spielt, die Krümmungshalbmesser der Verkehrswege angibt.
Die Handhabe 60' (Fig. 3) ist gleichzeitig mit einer Kontaktvorrichtung ausgestattet. Eine Feder 63 drückt den Drehbolzen 64 der Handhabe 60'mit seinem gerippten Rand 65 gegen die gleichfalls feingerippte Unterseite der Gehäusewandung 66, so dass zur Einleitung einer Drehbewegung mittels der Handhabe 60'diese vorerst axial entgegen der Kraft der Feder 63 nach unten gedrückt werden muss. Dabei kommt ihre rauhe Unterseite mit dem Flansch 67 einer Hülse 68 für den Drehbolzen 64 in Berührung und nimmt bei einer anschliessenden Drehbewegung den Flansch 67 und die Hülse 68 in der einen oder andern Drehrichtung mit. Die Hülse 68 ist am freien Ende mit feinem Gewinde 69'versehen, das in ein Muttergewinde des Gehäuses eingreift und derart die Schraubenspindel 59' bildet.
Das zugespitzte Ende 70 liegt in bereits beschriebener Weise an der Glasplatte 57'an, die in geeigneter Weise mit dem Arm 56'der Gabel 35'verbunden ist. Der Flansch 67 und die gegenüberliegende gerauhte Fläche des Randes 65 der Handhabe 60'bilden überdies je einen Pol einer Kontaktvorrichtung, so dass bei Berührung die Leitungen 71 schalterartig geschlossen werden, die zu einem elektromagnetisch betätigten Schreibstift 72 führen, der zwischen den beiden Schreibstiften 43 und 51 bzw. zwischen den Null-Linien 47 und 54 angeordnet ist und dort Markierungen in Form von Punkten oder Strichen anbringt.
Der die Integriervorrichtungen tragende Wagen hat neben den die Auswertung der Eigenschaften des Fahrweges besorgenden Laufrädern 1, 2 und dem Tastrad 4 ausserdem noch ein nicht dargestelltes Stützrad, dessen Lager starr mit dem Rahmen des Gerätes verbunden sind. Dieses Stützrad kann gummibereift sein und wird je nach Erfordernis rechts oder links vom Rahmen auswechselbar befestigt, damit is stets auf der Strassenoberfläche der Fahrbahn läuft und nicht etwa auf Strassenbanketten, Randeinfassungen usw. Bei Schienensträngen läuft das Stützrad auf der zweiten Schiene. Die Höhenschwankungen des Stützrades haben auf die Messergebnisse fast keinen Einfluss und können daher unberücksichtigt bleiben.
Zur Handhabung des Gerätes ist ein Bedienungsmann (Auswerter) erforderlich, der ständig die von den Schreibvorrichtungen aufgezeichneten Kurven verfolgt und sie mittels der Drehknöpfe 60 und 60'korri- giert. Hieraus ergeben sich verschiedene Bauarten des Messgerätes. So kann das Gerät an ein Fahrzeug angehängt werden und einen Sitz für den Auswerter tragen oder das Gerät kann in ein Kraftfahrzeug mit geändertem Chassis so eingebaut werden, dass der Auswerter die Handhaben 60 und 60'am Gerät im Wagen bedienen kann und die Schreibeinrichtung in einem besonderen Teil vor sich hat, oder das Gerät mit den Integriervorrichtungen wird an ein Kraftfahrzeug angehängt, während sich die Schreibeinrichtung im Kraftfahrzeug befindet.
Dies erfordert eine elektrische Übertragung des Einstellvorganges der Handhaben
<Desc/Clms Page number 6>
60 und 60'auf das Gerät mit den Integriervorrichtungen.
Bei der Handhabung des Gerätes bringt der Auswerter mit Hilfe der Drehknöpfe 60 und 60'die von den
Schreibstiften 43 und 51 beschriebenen Linienzüge den Null-Linien 47 und 54 möglichst nahe. Es zeigt dann der Linienzug 48 kleine Schwankungen, die auf Unebenheiten der Fahrbahnherstellung zurückzufühi ren sind. Weicht die Kurve 48 mit gleichbleibender Steigung nach oben oder nach unten ab, so ist mittels des Drehknopfes 60'eine falsche Steigung eingestellt. Der Auswerter bringt nun den Drehknopf 60'rasch in eine neue Stellung, die das Zustreben der Kurve 48 zur Null-Linie zur Folge hat. Hat die Kurve den
Nullpunkt erreicht oder überschritten, wird wieder eine kurze Schaltbewegung, aber in entgegengesetzter
Richtung, am Drehknopf 60'vorgenommen.
Dies wird so lange fortgesetzt, bis der Schreibstift 43 nur kleine Abweichungen von der Null-Linie zeigt. Setzungen und Hebungen sowie Unebenheiten bei Bau- werksübergängen, Anrampungen infolge Querneigungsänderungen oder infolge lang verzogener Nivelle- mentsausgleiche usw. werden somit sichtbar. Der Auswerter wird die Vergleichsneigung mit dem'Dreh- knopf 60'nur ändern, wenn zu erwarten ist, dass die Kurve 48 noch weiter ansteigt oder wenn die Kurve anschliessend wieder waagrecht weiter zu laufen beginnt. Dann bringt er sie wieder, wie vorher erwähnt, zur Null-Linie. Meist, z. B. bei Bauwerksrampen und Deckenhebungen, sinkt die Kurve wieder von selbst ab, so dass der Kurvenverlauf nicht geändert werden muss.
Die Abweichungen, die durch Ungenauigkeiten in der Deckenherstellung entstanden sind, können aber auch bei konstant ansteigendem oder fallendem Linienverlauf ermittelt werden, u. zw. wenn später über das Linienband eine mittlere Gerade gezogen wird, von der dann die Abweichungen abgemessen wer- den können.
Bei Betätigung des Drehknopfes 60 wird einvergleichender Kreisbogen des Verkehrsweges eingeschal- tet. Weiss der Auswerter aus den Projektplänen den Kilometer des Beginnes und des Endes einer Ausrun- dung, so braucht er beim Durchfahren dieses Punktes nur den Drehknopf 60 mit seinem Zeiger 61 auf die
Stellung der Skala 62 zu bringen, die den Krümmungshalbmesserdort anzeigt. Ist ihm dies nicht bekannt, so merkt er am raschen, parabolischen Ansteigen des Kurvenzuges 48 oder am linearen Anwachsen der un- teren Steigungslinie 55, dass die Strasse einen Ausrundungsbogen hat. Er stellt dann einen geschätzten Ra- dius bei Rad 60 ein. Gleichzeitig betätigt er das Handrad 60', um die Kurve auf die Null-Linie zu drük- ken. Dies wird so lange fortgesetzt, bis die kleinen Abweichungen wieder lange Zeit nahe der Null-Linie bleiben.
Die spätere Auswertung derAufzeichnungen am Schreibband 46 wird durch den Schreibstift 72 er- leichtert, der bei Betätigung der Handhabe 60'durch Schliessung der Kontaktvorrichtung 65 und 67 elek- tromagnetisch gegen das Papierband 46 gedrückt wird und dort Markierungen anbringt, die den Beginn und das Ende der Schaltbewegungen an der Handhabe 60. kenntlich machen. Es können daher Änderungen im
Linienverlauf der Ebenflächigkeitslinie 48 am Schreibband 46, die durch Betätigung der Handhabe 60' hervorgerufen wurden, leicht festgestellt werden.
Aus der mittels des Gerätes aufgezeichneten Ebenflächigkeitslinie lassen sich für den Strassenbauer weitgehende Schlüsse ziehen. So lässt sich erstens jede Setzung und jede Hebung in der Oberfläche einer
Strasse oder eines Schienenstranges in wahrer Grösse sofort ermitteln. Durch öfteres Befahren lässt sich fest- stellen, ob die Deformation weiter zunimmt oder zum Stillstand gekommen ist. Ohne zeitraubende Ver- messungsarbeit lassen sich die Unebenheiten, die oft bei Brückenübergängen vorhanden sind, sofort in wahrer Grösse darstellen. Ferner lassen sich die Ebenflächigkeiten verschiedener Strassenoberflächen ver- gleichen.
Zum Beispiel ist mittels dieses Gerätes die Qualität der Ebenheit einer Strassenoberfläche er- mittelbar, um einwandfrei festzustellen, dass diese Betondecke ebenmässiger liegt als jene Schwarzdekke. Es kann hiemit ein Massstab für die Ebenflächigkeit aufgestellt werden, welcher auch den Ausschreibungsbedingungen für Strassen- und Eisenbahnbauten zugrundegelegt werden kann. Dieses Mass kann je nach Zweck und Art des Bauvorhabens verschieden sein. So kann die Einhaltung einer Toleranz für die Ebenheit zur Bedingung gemacht werden, die z. B. für Betonstrassen wie folgt lauten kann :
Grösste zulässige Abweichung 20 mm. Abweichungen von 10 - 20 mm dürfen nicht öfters als fünfmal pro Kilometer Strassenlänge vorkommen.
Für den Bereich der Abweichungen von 5 - 20 mm muss das Auftreten sowie das Abklingen der Unebenheit auf eine Mindeststrecke erfolgen, die dem 500-fachen
Wert der Abweichung entspricht. Oder die Abweichung von der jeweiligen planlichen Längsneigung darf nicht grösser als 0, 2% betragen.
Das Gerätkann je nach seinem Verwendungszweck mit verschiedener Präzision ausgeführt werden. Bei Strassen untergeordneter Bedeutung kann auf einen Kreisbogen als Vergleichslinie verzichtet werden und es kann dann im Gerät der Drehknopf 60 sowie die schwenkbare Anordnung der Walze 32 entfallen, Dies hat zur Folge, dass die vergleichenden Geraden kürzer werden, die Schreibeinrichtung aber zur Aufzeichnung grösserer Ordinaten eingerichtet werden muss. Die Fortbewegung des Gerätes kann dann auch händisch
<Desc/Clms Page number 7>
erfolgen.
An Stelle der elektromagnetischen oder optischen Übertragung von der ersten Integriervorrichtung auf die zweite kann gegebenenfalls auch eine mechanische Übertragung treten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Messgerät zur Aufzeichnung des Höhenverlaufes von Verkehrswegen, bestehend aus einem einspurigen Wagen, zwischen dessen Laufrädern ein gegen den Verkehrsweg nachgiebig senkrecht geführtesTast- rad angeordnet ist, dessen senkrecht zum Verkehrsweg ausgeführte Bewegungen den Schreibstift einer Schreibeinrichtung, deren Schreibband proportional zur Vorwärtsbewegung des Wagens angetrieben ist, steuern, dadurch gekennzeichnet, dass dem Tastrad (4) oder einem von diesem betätigten Gestänge (8, 23) zwei hintereinander geschaltete Integriervorrichtungen (10, 11 bzw. 25 - 38, 25'- 38') zugeordnet sind, von welchen die erste (10 bzw.
25 - 38) im Masse der Fortbewegung des Wagens die die Stichmass des Bogens zwischen den Laufrädern (1, 2) verkörpernden Höhenbewegungen des Tastrades (4) fortlaufend integriert und die ermittelten Werte der zweiten Integriervorrichtung (11 bzw. 25'-38') überträgt, wobei den beiden Integriervorrichtungen von Hand aus einstellbare Stellvorrichtungen (59,60 und 59', 60') zugeordnet sind, von welchen die eine Einstellvorrichtung (59,60) das konstante Stichmass eines Kreis- bogens im planlichen Höhenverlauf und die andere Einstellvorrichtung (59', 60') eine konstante Steigung im planlichen Höhenverlauf auszuschalten gestattet, so dass die Ergebnisse der zweiten Integriervorrich- tung (25*-38') vom Schreibstift (12 bzw.
43) als Mass der Abweichungen des Höhenverlaufes des Ver- kehrsweges von einem aus Geraden und/oder Kreisbogen bestehenden planlichen Höhenverlauf, vorzugs- weise in wahrem Masse, auf der Schreibeinrichtung (12 - 14 bzw. 42 - 46) aufgezeichnet werden kön- nen.