Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines massstäblichen Modells einer Fahrbahn, insbesondere Autobahn, wobei auf einer Unterlage entlang der Längsachse der herzustellenden Modellfahrbahn im Abstand mehrere Auf satzstützen aufgestellt werden, deren oberen Teile eine die Modellfahrbahn darstellende Verbindungsbahn tragen und zur Einstellung dieser auf die gewünschte Höhe am Ort verstellt werden.
Die üblichen massstäblichen Modelle von Autobahnen und Strassenkreuzungen oder ähnlichen Bauten werden aus Holz oder anderen Materialien hergestellt. Obwohl solche Modelle für die Beurteilung der Form und der Linien der Fahrstrasse ausgezeichnet sind, beanspruchen sie eine lange Arbeitszeit mit hohen Verlusten an Materialien, was natürlich die Herstellungskosten erhöht. Die Herstellung eines solchen massstäblichen Modells verlangt einen so grossen Zeitaufwand, dass es in der Praxis oft vorkommt, dass die Herstellung des Modells und der tatsächliche Aufbau der Fahrstrasse sich überdecken, so dass die möglichen Fehler, die beim Modell später aufgefunden werden, kaum oder gar nicht in der Praxis aufgehoben werden können. Ausserdem beanspruchen die Holzmodelle einen grossen Lagerraum, was natürlich weiterhin mit höheren Kosten verbunden ist.
Es ist schon vorgeschlagen worden, einen Eindruck über die Ausrichtung und die Form der Autobanhen oder ähnlicher Bauten durch Aufstellen der Aufsatzstützen entlang der Achsen der Autobahn zu erhalten, wobei die oberen Teile der Stützen in bezug auf die örtlichen Höhenverhältnisse der Autobahn eingestellt werden können. Die bekannten Aufsatzstützen weisen vertikal verstellbare Mittel auf, die so angeordnet sind, dass sie auf ihnen Querglieder aufnehmen können, mittels welcher der Neigungswinkel angezeigt werden kann. Solche Aufsatzstützen können durcheinander mittels Schnüre verbunden werden. Demzufolge muss die Ausrichtung und die Form der Autobahn von einer Anzahl vont einander auf Abstand stehenden Querlinien ermittelt werden, die mittels geradlinig verlaufenden Schnüren miteinander verbunden sind.
Dies ist jedoch sehr kompliziert und ausserdem wird die gewünschte Form nicht einwandfrei dargestellt.
Heutzutage werden bei der Strassenkonstruktion sehr oft Klothoiden verwendet, um die Obergangskurven darzustellen. In dieser Hinsicht wird durch diese bekannte Anordnung eine zufriedenstellende Lösung nicht erreicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines massstäblichen Modells zu stellen, dass eine dreidimensionale Veranschaulichung der Form und der Ausrichtung von Autobahnen, Fahrbahnen oder Strassenkreuzungen darstellt, in welchem Verfahren das Modell schnell und mit einer hohen Genauigkeit hergestellt werden kann, und zwar in jedem gewünschten Massstab.
Dies wird durch die Erfindung so erreicht, dass der Grundriss der herzustellenden Modellfahrbahn auf eine flexible Folie übertragen und zur Bildung der Verbindungsbahn aus dieser Folie ausgeschnitten wird und dass die oberen Teile der Aufsatzstützen Arme aufweisen, die rechtwinklig zur besagten Längsachse stehen und in ihrer Höhe und Querneigung eingestellt werden und dass zur Bildung des Modells die Verbindungsbahn mittelbar oder unmittelbar auf diese Arme aufgelegt wird.
Die Aufsatzstütze zur Durchführung dieses Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei vertikal gegeneinander einstellbare Teile und einen Arm, der mit dem oberen Ende des oberen Teiles verbunden ist und entweder schwenkbar gelagert ist oder Einstellmittel für die Verbindungsbahn enthält, aufweist.
Durch dieses Verfahren ist die Herstellung des Modells beträchtlich vereinfacht, weil es genügt, die Fahrstrasse oder die Strassenkreuzung im gewünschten Massstab zu drucken, die Verbindungsbahn aus diesem Abdruck auszuschneiden, wonach eine gewisse Anzahl von Koordinaten auf der Unterlage gewählt wird und die Aufsatzstützen auf diese Koordinaten aufgestellt werden, wobei die Arme der Stützen in der richtigen Höhe und unter dem richtigen Winkel angeordnet werden, wonach die ausgeschnittene Verbindungsbahn auf diese Aufsatzstützen gelegt wird. Die ausgewählten Koordinaten können im voraus auf einen Tisch aufgetragen werden, so dass das Auf- und Einstellen der Stützen sehr rasch vor sich gehen kann. Auf einem solchen Modell können die Verstellungen und Verbesserungen zum Beispiel durch Einstellen einer Anzahl von Stützen sehr rasch ausgeführt werden.
In der Praxis bildet die Unterlage die Basis für die Kalkulation der dreidimensionalen Koordinaten des herzustellenden Baus. Dies ist jedoch insofern immer nachteilig, dass auf der Stelle, wo sich die geradlinig verlaufenden, gekrümmten oder klothoidalen Linien treffen, die Übergabestellen veränderbar sind. Wenn nun die Kalkulation mittels eines Computers ausgeführt wird, wird eine Computerliste erstellt, und das massstäbliche Modell kann nun auf Grund der Angaben aus dieser Liste hergestellt werden. Die Fehler können einfach eruiert und mit Rücksicht auf diese Fehler neue Kalkulationen ausgeführt werden, auf Grund welcher Änderungen in der Konstruktion vorgenommen werden können.
Es ist deswegen durchaus möglich, dass in einer kurzen Zeit eine ideale Ausrichtung der Fahrstrasse, insbesondere bei den Strassenkreuzungen, gefunden werden kann, waser- laubt, dass das sich im Bau befindliche Werk rechtzeitig ausgebessert werden kann.
Es ist weiter bekannt, eine durch Aufsatzstützen getragene flexible Stange zu venvenden, welche Stange der Achse der h erzustellenden Fahrstrasse räumlich entspricht. Auch ein solches Verfahren eignet sich aber nicht für die Beurteilung der technischen Details, wie der Gestaltung von Einfahrt- und Ausfahrtbahnen, Herzstücken der Kreuzungen, Böschungen und ihren Übergängen, Aussichts- und Bremslängen, Schutzund Markiernngsstreifen.
Eine gebogene Stange stellt eine unbestimmte räumliche Biegung oder bestimmte Elemente, wie Geraden, Kreisund Übergangskurven dar, die bloss einen generellen Eindruck über den Verlauf der Fahrstrassenachsen ermittelt.
Ein weiterer Verfahrensschritt kann darin bestehen, dass auf die Unterlage eine Schicht granulierten Materials aufgetragen wird, welche die örtliche Höhenlage des Erdreiches darstellt, und dass auf oder in dieser Schicht granulierten Materials die Böschung zwischen der Verbindungsbahn und der Oberkante Erdreich durch eine andere Schicht granulierten Materials aufgetragen wird.
Durch die Verwendung dieses granulierten Materials, das vorzugsweise aus gebrochenen Körnern eines Kunstharzes be steht, ist es möglich, die gewünschte Neigung im Modell so anzuzeigen, dass die Umgebung der Fahstrasse beurteilt, sowie der Grad der Neigung definiert werden kann. Wenn notwendig, kann ein Bindemittel mit dem granulierten Material gemischt oder in das Material eingespritzt oder auf ähnliche Weise mit ihm verbunden werden, so dass die Gesteinsbildung angedeutet werden kann.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Aufsatzstützen kann darin bestehen, dass auf dem oberen Ende des oberen, vertikal verstellbaren Teiles ein sich seitlich und schräg zur Horizontalebene erstreckender Arm mit einer Nut in der oberen Fläche desselben vorgesehen ist, welche Nut nach oben offen und im Querschnitt rechteckig ist und in welcher ein Vertikalschenkel eines T-förmigen Stützenarmes geführt ist, wobei das eine Ende dieses Stützenarmes mit dem einen Ende des schräg angeordneten Armes mittels Zungen und kreisförmigen Ausnehmungen, in welche die Zungen einschnappen, verbunden ist, deren Krummungsmittelpunkte in der theoretischen Schwenkungsspitze liegen, und die anderen Enden des Stützenarmes sowie des Armes so gekrümmt sind, dass ihre Krümmungsmittelpunkte in der gleichen Schwenkungsspitze liegen,
wobei diese Enden je mit einer Skala und einer die beiden Enden durchsetzenden Justier-Schraube versehen sind.
Eine solche robuste Gestaltung der Stütze erlaubt, dass die Einstellung derselben sehr genau ausgeführt werden kann.
Es ist weiter vorteilhaft, dass die theoretische Schwenkungsspitze im Abstand über der oberen Kante des Stützenarmes angeordnet ist, welcher Abstand der Dicke der auf den Stützenaun verlegbaren Verbindungsbahn entspricht.
Diese Anordnung hat zur Folge, dass bei der Einstellung des Stützenarmes, der zur Änderung der Neigung der Fahrstrassenoberfläche im Modell dient, die obere Kante des einen Endes des Stützenarmes immer in der gleichen Höhe bleibt. Damit werden verschiedene Einstellungen des Stützenarmes möglich und diejenigen Fehler vermieden, die von dem Modell auf das Bauwerk übertragen werden.
Die Stütze kann so ausgeführt werden, dass die Skala auf dem vertikal verstellbaren Teil sowie diejenige auf dem Stützenarm auf der gleichen Seite der Stütze angeordnet sind.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Aufsatzstütze;
Fig. 2 eine Vorderansicht derselben nach der Fig. 1;
Fig. 3 einen Teil eines massstäblichen Modells, das im er findungsgemäss en Verfahren hergestellt wird;
Fig. 4 einen Querschnitt einer anderen Ausführungsform des massstäblichen Modells;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform der Aufsatzstütze, und
Fig. 6 einen Querschnitt der Aufsatzstütze nach der Fig. 5.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Aufsatzstütze enthält eine Grundplatte 1, die aus reinem magnetischen Material bestehen kann, und auf welcher ein vertikales rohrförmiges Stück 2 aufgesetzt ist. Innerhalb des rohrförmigen Stückes 2 ist ein anderes Rohr 3 verstellbar angeordnet. Das Rohr 3 kann in jeder Lage gegenüber dem Stück 2 eingestellt werden. In der gezeigten Ausführungsform wird dies dadurch erreicht, dass das obere Rohr 3 mit einer Zahnstange mit zwei Justierschrauben 4 und 5 versehen ist, aus welchen die eine Schraube zur groben Einstellung und die andere zur feinen Einstellung dient. Das obere Rohr 3 ist mit einer Skala 6 versehen, wobei das untere Stück 2 einen Nonius 7 aufweist, so dass die Gesallthöhe der Stütze mit einer hohen Genauigkeit feingestellt werden kann.
Ein Arm 14 ist mit dem oberen Ende des Rohres 3 schwenkbar verbunden. Auf der Unterseite ist der Arm 14 mit einem Kreissegment 8 mit Zähnen und einer Skala 9 versehen. Die Zähne des Segmentes 8 stehen in Eingriff mit einer horizontal wirkenden Justier-Schraube 10. Zur genauen Einstellung des Armes 14 mittels der Schraube 10 ist ein Nonius 11 vorgesehen. Auf der oberen Seite des Armes 14 sind magnetische Elemente angeordnet, so dass der ausgeschnittene Fahrstrassenplan, auf dessen Unterseite eine Metallfolie aufgeklebt ist, auf den Armen 14 gehalten werden kann.
Die Fig. 3 stellt beispielsweise einen Teil eines massstäblichen Modells einer Autokreuzung dar, in welcher die Autobahn mit 20, die Einfahrtbahn mit 21 und die Ausfahrtbahn mit 22 bezeichnet ist. Um dieses Modell herzustellen, wurde der Gnmdriss der Kreuzung, der eine komplette Ausrichtung und berechnete Achsen 24, 25, 26 zeigt, auf ein Be xibles Material, in diesem Fall auf ein Papier von 180 g/m2, übertragen. Aus diesem Grundriss wurde dann der Fahrstrassenplan ausgeschnitten.
Ein anderer Grundriss des gleichen Massstabes wie der erste, wird als Bezugsoberfläche verwendet, auf welche die Stütze aufgestellt werden soll. Dieser zweite Grundriss ist nicht unbedingt notwendig, aber durch seine Verwendung wird das Aufstellen der Stützen beträchtlich vereinfacht. Die Stützen 15 nach den Fig. 1 und 2 werden auf den vorbestimmten Stellen auf der Achse der Strassenkreuzung auf dem zweiten Grundriss aufgestellt. Auf diesen Stellen ist die Höhe und die Böschung der Fahrstrasse genau bekannt. Um dies zu vereinfachen, wurde die Grundplatte jeder Stütze 15 mit einem Zeichen 12 (siehe die Fig. 1) versehen, welches die Lage der Achse genau angibt und ermöglicht, dass die Stütze so aufgestellt werden kann, dass ihr Arm 14 eine rechtwinklige Lage mit der Achse einnimmt.
Es ist verständlich, dass das Auftragen des Zeichens oder der Zeichen von der genauen Konstruktion der Stützen abhängt. Vor dem Aufstellen der Stütze auf den zweiten Grundriss werden die Höhe und der Winkel des Armes 14 so eingestellt, dass sie der Höhe und der Böschung der Strasse auf der Stelle, wo die Stütze aufzustellen ist, entspricht.
Wenn alle Stützen 15 aufgestellt wurden, wird der erste ausgeschnittene Fahrstrassenplan auf die Arme 14 der Stützen gelegt. Um die magnetische Wirkung zu ermöglichen, ist die Unterseite des ausgeschnittenen Planes mit einer Metallfolie überzogen, die durch die Wirkung der magnetischen Kraftlinien der in den Armen angeordneten Magneten oder durch magnetische Arme angezogen wird. Um eine genaue Einstellung des ausgeschnittenen Planes zu erhalten, werden an den Stellen der Achsen, die den Stellen, auf welchen die Stützen aufgestellt werden sollen, entsprechen, Lote gefällt, wobei die Arme 14, die die Zeichen 13 (siehe die Fig. 2) aufweisen, mit diesen Zeichen 13 genau über diesen Loten aufgestellt werden müssen. Alsdann ist das massstäbliche Modell grundsätzlich fertiggestellt.
Aus dem oben angeführten geht hervor, dass die dreidimensionale Darstellung einer Strassenkreuzung oder eines ihres Teiles schnell und auf eine einfache Weise durchgeführt werden kann, wobei das fertige Modell eine ausgezeichnete Kontrolle der Form der Strassenkreuzung bietet. Die verschiedenenTeile der Fahrstrasse können mittels einesTeleskopes oder einer Fotokamera kontrolliert werden, um die Form der Einfahrt- und Ausfahrtbahnent, die Änderungen in der Richtung, die Aussichts- und Bremslängen zu überprüfen.
Ausserdem ist es sehr einfach, die möglichen Fehler zu verbessern, weil es üblicherweise genügt, die Einstellung leiner Anzahl von Stützen zu ändern, wonach der entsprechende Teil der Fahrstrasse von neuem überprüft wird. Dieses Verfahren eignet sich insbesondere dazu, in Kombination mit einem Computer verwendet zu werden. Dazu wird eine Anzahl von Daten über die herzustellende Strassenkreuzung in den Computer gespeist, der dann für die gewünschte Anzahl der Stellen die dreidimensionalen Koordinaten und die Neigung in der Form von Tabellen oder Listen berechnet. Solche Tabellen können dann als Grundlage für das Zusammensetzen des massstäblichen Modells verwendet werden.
Wenn bei der Überprüfung eines gewissen Teiles der Fahrstrasse Fehler festgestellt werden, dann kann der entsprechende Teil mit den korrigierten Daten neu berechnet und die neuen Ergebnisse auf eine einfache Weise auf das Modell übertragen werden.
Die Fig. 4 zeigt, wie die Umgebung auf dem Modell veranschaulicht werden kann. Diese Figur zeigt eine Tischoberfläche 31, auf welcher eine Anzahl von Stützen 32 aufgestellt sind, deren nur zwei in der Fig. 4 dargestellt sind. Auf jeder Stütze ist eine Platte 33 mit einer Fahrstrasse mit zwei Spuren gelegt. Der Winkel der Stützenarme ist so eingestellt, um an zuzeigen, dass die Fahrstrasse an der in der Figur dargestellten Stelle eine Kurve ist.
Auf der Tischoberfläche 31 ist eine Schicht granulierten Materials aufgetragen, deren obere Fläche 34 in der Höhe der Oberfläche des üblichen Niveaus liegt. Auf dieser Fläche 34 ist eine andere Schicht aufgetragen, die eine andere Farbe hat, um die Neigung 35 und den mittleren Scheitel 36 anzuzeigen.
Das Niveau der Oberfläche kann mittels eines oder mehrerer Markierungsstäbe 37 angedeutet werden.
Auf diese Weise können die Änderungen auf dem Modell sehr einfach durch die Entfernung eines Teiles des granulierten Materials ausgeführt werden.
Die Ausfühnmgsform der Stütze nach den Fig. 5 und 6 weist eine Grundplatte 41, einen aufwärts gerichteten Teil 42 und einen verschiebbaren Teil 43 auf. Der vertikal verschiebbare Teil 43 wird in einem viereckigen Mantel 44 geführt und ist in der Vertikalrichtung mittels eines Einstellmechanismus 45 mit einer Justier-Schraube 46 fein einstellbar. Ein solcher Mechanismus ist im wesentlichen bekannt.
Der vertikal verschiebbare Teil 43 weist auf seinem oberen Ende einen Arm 47 mit einer Justier-Schraube 48 auf, die mittels eines Kugelgelenkes 49 mit einem einstellbaren Stützenarm 50 verbunden ist. Dieser Stützenarm weist einen Tförmigen Teil 51 auf, dessen Vertikalschenkel in der Nut 52 des Armes 47 führbar ist.
Das eine Ende des Stützenarmes 50 ist mit den einander gegenüberliegenden Seitenwänden der Nut 52 mittels Zungen, die in kreisförmigen Ausnehmungen 43 einschnappen, deren Krümmungsmittelpunkt im Punkt 54 liegt, schwenkbar verbunden. Diese Verbindung kann auch so ausgestaltet werden, dass die Ausnehmungen in den gegenüberliegenden Seitenwänden des Vertikalschenkels des Stützenarmes 50 angeordnet sind, in welche die Zungen des Armes 47 an einem seinen Ende einschnappen.
Der Punkt 54 liegt an der äussersten oberen Kante der Fahrstrassenplatte, die durch die Wirkung von Magneten 55 auf der Stütze gehalten wird, wobei diese linke obere Kante genau über dem Punkt 56 des Stützenarmes 50 liegt. Je nach Bedarf kann die Stütze mit einem kleinen Anschlag 57 versehen werden, der mit einer punktierten Linie angedeutet ist.
Die obere Seite des Stützenarmes 50 kann mit Löchern 63 zum Einschrauben von nichtdargestellten Klemmschrauben versehen werden.
Der Teil 43 ist mit einer Skala 58 versehen, die sich auf der gleichen Seite der Stütze befindet wie die Skala 59 auf dem Arm 47 bzw. dem Stützenarm 50. Die Skala 58 steht in Verbindung mit der Skala 61 auf dem Mantel 44.
Die Grundplatte 41 ist mit einem Markierungszeichen 60 versehen, um das genaue Aufstellen der Stütze anzuzeigen.
Der Schwenkungspunkt 54 befindet sich genau vertikal über der Rückfläche 62 der Grundplatte 41, so dass ein genaues Aufstellen der Stütze auf dem Grundriss der Fahrstrasse möglich ist. Die Löcher 64 sind zur Aufnahme von nicht dargestellten Schrauben bestimmt, um die Stütze auf dem Tisch zu befestigen.
Schlussendlich kann das Modell einfach auseinandergesetzt und wieder zusammengebaut werden, wobei der Platzbedarf des Modells dem Platzbedarf des Tisches oder der Tafel entspricht. Dies bedeutet, dass der für das Modell benötigte Lagerraum klein ist. Es ist viel einfacher, die Modelle auf einem beliebigen Ort, wie Ausstellungsplatz, wieder zusammenzubauen. Weiter können solche Modelle für didaktische Zwecke, z. B. auf dem Technikum und auf der technischen Hochschule, dienen.