Vorrichtung zur Ermittlung von Bewegungen eines Punktes im Raum. Bei der Überwachung von Hochbauten, wie Türmen, Staumauern, Wolkenkratzern und dergleichen, kommt der Grösse der hori zontalen Verschiebung des höchsten Punktes des Bauwerkes gegenüber seiner Basis beson dere Bedeutung zu. Diese Verschiebung kann durch die ungleichmässige Senkung des Baugrundes, die Verbiegung des Bauwerkes unter dem Einfluss von Kräften, die innere Formänderung infolge ungleichmässiger Ver formung des Baustoffes usf. verursacht wer den. Überschreitet sie ein gewisses Mass, so entsteht die Gefahr, da.ss das Bauwerk ein stürzt.
Die Grösse der Verschiebung gibt somit ein Mass für die Standsicherheit, die Bruch- und Einsturzgefahr des Bauwerkes. Es ist daher wichtig, diese Grösse einwand frei zu messen.
In der Praxis hat man sich bis dahin in der Weise geholfen, dass man auf einer Platte eine grössere Zahl konzentrischer greise in gleichem Abstand, sowie unter glei chem Winkel radial verlaufende, vom Zen trum ausgehende Strahlen einritzt. Die Platte ist derart zu befestigen"dass das Zen trum der greise mit dem Durchstosspunkt des Lotes übereinstimmt. Dicht über der Platte bewegt sich eine am Lot befestigte Nadelspitze. Ihre Lage und damit die ge suchte Verschiebung kann anhand des Netzes ermittelt werden.
Diese primitive Messvor- richtung leistet nur dann brauchbare Dienste, wenn die auftretenden Verschiebungen gross sind oder wenn es sich nur um ein Ab schätzen der Grössenordnung handelt. Eine andere Lösung besteht darin, dass man auf die Bezugebene zwei in rechtem Winkel stehende, zum Beispiel mit Millimeterteilung versehene Massstäbe befestigt. Die Lage des durchlaufenden Lotdrahtes wird vermittels eines Anschlagwinkels auf die Massstäbe übertragen.
Eine Verfeinerung dieses Ver fahrens wird erreicht, wenn an Stelle der Massstäbe Schieblehren befestigt werden, wobei das Ende jeder Schieblehrenstange bis zum leichten Berühren des Lotdrahtes vor geschoben wird. Eine andere bekannte Mess- vorrichtung benützt zur Ermittlung der Lage des Lotdrahtes einen in der Bezugsebene drehbaren und versetzbaren Zeiger.
Alle diese Verfahren haben den Mangel, dass sie die Aufgabe, das heisst die zu er mittelnde Bewegung, durch umständliche, zeitraubende, von der individuellen Hand habung abhängige Art zu lösen versuchen. Die wesentlichen Teile sind äussern Ein flüssen ausgesetzt, die unter Umständen das Messergebnis erheblich beeinträchtigen kön nen, ohne dass dies dem Beobachter bewusst zu werden braucht. Diese Umstände be- äaften das Messergebnis mit einer uner wünschten Unsicherheit.
In manchen Fällen ist ausser der eigentlichen Messung erheb liche Rechnungsarbeit erforderlich, um die endgültige Lage des Punktes zu ermitteln. Die scheinbar erlangte hohe Genauigkeit ist dann rein rechnerischer Natur und steht oft nicht im gleichbedeutenden Verhältnis zur Ablesegenauigkeit. Das Ergebnis hängt in. starkem Ausmasse von der Geschicklichkeit und Sorgfalt des die Messung ausführenden Beobachters ab.
Beachtet man, dass die zeit liche Veränderung der zu messenden Grössen äusserst klein ausfallen kann, so erkennt man, ,dass keines der bekannten Verfahren Gewähr für . eine hinreichende Ablesegenauigkeit bietet.
Die Vorrichtung nach vorliegender Er findung weist ein Lot auf, das bestimmt ist, die Bewegungen des zu untersuchenden Punktes auf eine Unterlage zu übertragen. Auf dieser Unterlage sind zwei sich kreu zende Dreharme über einer Strecke von be stimmter Länge angeordnet, wobei die Lage der Kreuzungsstelle der beiden Dreharme durch das Lot bestimmt ist. Im Ferneren besitzt die Vorrichtung nach der Erfindung Mittel, um Winkelausschläge der Dreharme, die sich aus der Bewegung des zu unter suchenden Punktes ergeben, zu messen.
Die Vorrichtung ist so ausgebildet, dass sie von atmosphärischen Einflüssen unabhängig ist. Dabei können die Mittel zum Messen der Ausschläge diese direkt anzeigen, registrieren oder fernübertragen. Im Ferneren können durch .diese Mittel optische oder akustische Signale ausgelöst werden. Ferner können Mittel vorgesehen sein, um verschiedene Stel len des Lotes als Drehpunkte festzulegen.
Die Vorrichtung nach vorliegender Erfin dung ermöglicht, Bewegungen des zu unter- suchenden Punktes mit grösster Empfindlich keit und hoher Präzision ohne Rechnungs arbeit zu verfolgen. Sie ist, wie bereits er wähnt, im Gegensatz zu bekannten Einrich tungen von Temperatur und sonstigen atmosphärischen Einflüssen, wie auch von der individuellen Handhabung des Beobach ters unabhängig.
Wir beschränken uns, in der beiliegen den Zeichnung zwei Beispiele des Erfin dungsgegenstandes anzuführen, bei welchen die Winkeländerungen direkt abgelesen wer den können.
Abb. 1 zeigt die schematische Darstel lung der Lotanlage; Abb. 2 zeigt die schematische Darstel lung des Prinzipes der Vorrichtung zur Er mittlung der Bewegung eines Punktes; Abb. 3 zeigt den schematischen Aufriss dieses Nessgerätes, wobei die Winkel a1 und a. mit Hilfe von Zeiger, Noniusplatte und Zifferplatte bbgelesen werden;
Abb. 4 zeigt schematisch den Grundriss, wobei das Schutzgehäuse weggelassen ist; Abb. 5 zeigt eine andere Ausführungs form, wobei die Winkel a,_ und a2 mit Hilfe einer Messuhr abgelesen werden.
Das Schutzgehäuse ist entfernt.
Die Bewegungen des Punktes P werden mit Hilfedes Lotes, das aus Lotdraht 1 und dem Gewicht 25, Abb. 1, besteht, auf das Messgerät übertragen. In den Endpunkten der Basis von gegebener Länge a befindet sich der Drehpunkt A1 des Dreharmes a, einerseits und der Drehpunkt A2 des Dreh armes a.= anderseits.
Der Kreuzungspunkt P der beiden Dreharme wird durch den ge spannten Lotdraht so geführt, dass er der Be wegung des zu untersuchenden Punktes P ohne Spiel folgt. Der Dreharm endet in einer Zeigernadel 4 bezw. 5, die über einem Zifferblatt 6 bezw. 7 liegt. Um die Ablese- genauigkeit zu erhöhen, kann der Zeiger durch eine Noniusplatte ersetzt werden, so dass Bruchteile der Zifferblatteilung abge lesen werden können.
Der auf dem Ziffer blatt abgelesene Ausschlag ist gleichbedeu tend mit der zu messenden Winkeländerung a1 bezw. a,;. In der Abb. 5 ist eine zweite Ausführungsform dargestellt, die dadurch ,gekennzeichnet ist, dass die Verdrehung ,des Dreharmes a1 bezw. a" vermittels der bekann ten Xessuhr 8 bezw. 9 abgelesen werden kann,
wobei die Verbindungen zwischen Mess- uhr und Dreharm durch biegsame Bänder 11 bezw. 12 hergestellt werden. Man wählt zweckmässig die Ausgangsstellung des Punk tes P so, dass ss1 = ss2 = 45 ist. Für das Wesen der Erfindung ist das jedoch nicht von Bedeutung. Um die Messeinrichtung von allen äussern Einflüssen zu schützen, ist sie in einem allseitig geschlossenen Gehäuse 12 mit Fenstern für die Ablesung geschützt.
Die Durchführung des Drahtes oder der Mittel, welche die zu messende Bewegung den Dreh armen mitteilen, kann beispielsweise ver mittelst Tauchglocken 13, 1.4 abgedichtet sein, .die beispielsweise in eine in der Schale 15 bezw. 16 befindliche Flüssigkeit eintau chen.
Die zu messenden Winkeländerungen a1 und a., hängen ab von der Länge der Basis a. Diese darf sich bei _ zeitlich ausgedehnten Messungen nicht verändern, oder nur in einem für das Messergebnis vernachlässig- baren Ausmass. Man wird daher für die Basis einen mit der Temperatur besonders wenig veränderlichen Baustoff, wie Beispiels weise Invar, verwenden oder eine mit Tem peraturkompensation versehene Bauart be nützen.
Wird die Bezugsplatte 2 beispiels weise mit T-Eisen 19 an einer Wand be festigt, so muss der Einfluss der Temperatur ebenfalls berücksichtigt werden. Die Be zugsplatte 2 sei zum Beispiel mittelst Bolzen 17 und 18 auf den Trägern 19 befestigt. Es een alsdann Vorkehrungen getroffen wer- detu,: dass die Änderung der Länge 1l durch die Änderung des Abstandes A1-17 bezw. Aa--.18 ausgeglichen wird.
Wie wir bereits aber schon erwähnt haben, können am Lot mehrere Drehpunkte vorgesehen sein, wobei aber solche Mittel vorgesehen sein müssen, dass die Einstellung des Drehpunktes bei Umstellungen stets die gleiche bleibt. In Abb. 1 bestehen diese Mittel beispielsweise aus einer auswechselbaren Platte 22, welche eine Vorrichtung aufweist, um .den Draht 1 festzuklemmen. Die Platte hat zwei Zapfen, die in entsprechende Bohrungen der Stütze 23 bezw. 24 passen.
Die Platte ist in Abb. 1 auf dem Stab 24 angebracht, so dass also die Relativverschiebung des Punktes 0 gegen über dem Punkt P der Bezugsebene 2 ge messen wird.