DE1241123B - Vorrichtung zur stabilen Darstellung der Vertikalen oberhalb eines gegebenen Punktes - Google Patents

Description

DEUTSCHES #M PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 42 c -11/02

Nummer: 1241123

Aktenzeichen: P 36217 IX b/42 c

Anmeldetag: 5. März 1965

Auslegetag: 24. Mai 1967

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur stabilen Darstellung der Vertikalen oberhalb eines gegebenen Punktes mittels eines an diesem Punkt angebrachten Fadens, Drahtes od. dgl., dessen oberes Ende an einem Schwimmer befestigt ist, der in die Flüssigkeit eines Gefäßes oder Behälters eintaucht, der sich außerhalb dieses Fadens, Drahtes od. dgl. befindet. Zur Darstellung der Vertikalen in einem gegebenen Punkt wird üblicherweise das Lot verwendet, d. h. ein Faden oder Draht, an dem ein xo Gewicht befestigt ist, das in der Gleichgewichtslage den Draht vertikal nach unten zieht.

Es genügt, das Lot in irgendeinem Punkt zu befestigen, um automatisch die nach unten weisende Vertikale von diesem Punkt bis zu einem beliebigen tieferen Punkt zu definieren. Wenn schließlich die Vertikale in einem anderen, tiefer gelegenen Punkt benötigt wird, braucht der Lötdraht lediglich verlängert zu werden. Das ist der Fall, wenn ein Schacht ausgeschachtet wird. Man kann das Lot wegnehmen, wenn auf dem Boden gearbeitet werden soll, und anschließend den Draht verlängern, um die Kontrolle weiter unten fortzusetzen. Wenn es sich jedoch darum handelt, die Vertikale oberhalb eines gegebenen Punktes festzustellen, ist das Lot nicht so gut geeignet. Um die Vertikale nach oben zu erhalten, muß mit einer genauen Regelung der obere Befestigungspunkt des Drahtes lotrecht über dem gegebenen Punkt aufgesucht werden. Wenn die Vertikale in einem höheren Niveau bestimmt werden soll, muß nicht nur der Draht verlängert werden, sondern auch ein neuer Befestigungspunkt gesucht werden, der lotrecht über dem vorangegangenen liegt. Dieser Fall kommt häufig bei der Errichtung von Gebäuden vor. Bei größeren Höhen ist für eine derartige Regelung die Zusammenarbeit von zwei Mann erforderlich. Der eine am oberen Ende des Drahtes regelt die Lage des Befestigungspunktes entsprechend den vom anderen gemeldeten Beobachtungen, der die Lotrechte bezüglich des gegebenen Punktes kontrolliert.

In gewissen Fällen kann der obere Befestigungspunkt nicht absolut fest sein, beispielsweise im Falle eines hohen Metallgerüstes, und um den Verschiebungen Rechnung zu tragen, müssen wieder zwei Mann zusammenarbeiten.

In anderen Fällen ist der gegebene Punkt schwer zu erreichen oder wird dies mit dem Baufortschritt.

Durch die Erfindung soll eine Vorrichtung geschaffen werden, mit der die Vertikale oberhalb eines gegebenen Punktes unmittelbar mittels einer einfachen, zunächst näherungsweise durchgeführten Einstellung durchgeführt werden kann.

Vorrichtung zur stabilen Darstellung der
Vertikalen oberhalb eines gegebenen Punktes

Anmelder:

Marie Pierre Poitevin de Fontguyon, Paris
Vertreter:

Dr.-Ing. H. Fincke, Dipl.-Ing. H. Bohr
und Dipl.-Ing. S. Staeger, Patentanwälte,
München 5, Müllerstr. 31

Als Erfinder benannt:

Marie Pierre Poitevin de Fontguyon, Paris

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 7. März 1964 (966 578)

Soweit es (gemäß der französischen Patentschrift 603201) bekannt ist, die Vertikale durch einen Faden herzustellen, der am unteren Ende an einem Punkt und am oberen Ende an einem Schwimmer befestigt ist, handelt es sich bei einer derartigen Vorrichtung darum, eine bestimmte Richtungsangabe mit Bezug auf die Vertikale zu erhalten. Diese bekannte Vorrichtung ist dabei so ausgebildet, daß die dargestellte vertikale Linie vollständig eingetaucht ist und bleibt und insgesamt völlig von dem in diesem Fall kugelförmigen Behälter oder Gefäß aufgenommen wird. Andererseits sind im Zusammenhang mit großen hydraulischen Wehranlagen auch schon Vorrichtungen ausgeführt worden, bei denen zur Darstellung der Vertikalen Fäden oder Drähte an einem Schwimmer befestigt sind, wobei wiederum jedoch der Schwimmer nicht völlig in der betreffenden Flüssigkeit eingetaucht ist, sondern auf der Oberfläche derselben schwimmend gehalten bleibt. Die betreffende Flüssigkeit wird in diesem Fall von einem Behälter aufgenommen, der ortsfest angeordnet bleibt.

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Das untere Ende des Fadens oder Drahtes ist an einem Gewichtsring verankert, der am Boden einer Bodenausnehmung mittels Mörtel od. dgl. befestigt wird.

Ausgehend von diesem Stand der Technik wurde erfindungsgemäß eine Vorrichtung zur stabilen Darstellung der Vertikalen oberhalb eines gegebenen Punktes geschaffen, bei der der Schwimmer in der Flüssigkeit des beweglich und transportabel ausgebildeten Gefäßes oder Behälters völlig eingetaucht gehalten ist, wobei zur Anbringung des Schwimmers am Faden, Draht od. dgl. ein lösbares Organ dient, das aus einer axialen Stange mit Draggen, einem Rahmen oder einem armartigen Halbrahmen besteht.

Der auf den Schwimmer wirkende Auftrieb, dessen Wert gleich dem Gewicht der verdrängten Flüssigkeit ist, ist genau vertikal und nach oben gerichtet. Er zieht den dem Schwimmer zugeordneten Draht in der Vertikalen nach oben, genau umgekehrt wie das Lotgewicht, weil der Schwimmer den dem Lotgewicht entgegengesetzten Effekt hervorruft. Der Mittelpunkt des eingetauchten Teils des Schwimmers — im folgenden kurz Auftriebszentrum genannt — nimmt spontan die Lotrechte über dem gegebenen Punkt ein, sofern der Schwimmer nicht auf ein Hindernis trifft. Die vertikale Gleichgewichtslage des Schwimmlotes ist stabil wie die des bekannten Lotes.

Bei gewissen Arbeiten muß die Vertikale sehr genau bestimmt werden. Es muß deshalb dafür gesorgt werden, daß keine nichtvertikale Störkraft auf den Schwimmer oder den Faden wirken kann, wie das im übrigen auch beim Lot erforderlich ist.

Einige dieser Störkräfte sind leicht wahrnehmbar, beispielsweise der Wind, es können jedoch auch weniger auffällige vorhanden sein: Magnetische Felder, elektrische Felder, elektrostatische Felder, Kapillarkräfte, Oberflächenspannungen usw.

Die Wirkung des Windes kann dadurch ausgeschaltet werden, daß der Draht in ein Rohr eingeschlossen wird, während der Schwimmer im Gefäß geschützt ist. Die Wirkung der verschiedenen Felder kann dadurch vermieden werden, daß hiergegen unempfindliche Werkstoffe verwendet werden oder daß Vorkehrungen getroffen werden, wie elektrische Isolation, Masseverbindung, Faraday-Käfig usw.

Was die Kapillarwirkung und Oberflächenspannungen betrifft, so ist das Lot diesen Einflüssen nur ausgesetzt, wenn das Lotgewicht in eine schwingungsdämpfende Flüssigkeit taucht, während der Schwimmer selbstverständlich in einer oder mehreren übereinanderliegenden Flüssigkeiten geeigneter Dichte und Viskosität schwimmt. Die Gleichgewichtsoberfläche der Flüssigkeit ist in der Mitte horizontal, in der Nähe der Gefäßwände ist sie jedoch gekrümmt, oft konkav, manchmal aber auch konvex. Wegen dieser Krümmung und wegen Oberflächenspannungen neigt ein kleines, in der Nähe der Wand schwimmendes Objekt dazu, sich dieser zu nähern oder sich davon zu entfernen. Diese Bewegung wird durch eine Kraft mit einer horizontalen Komponente hervorgerufen. Es ist erforderlich, die Wirkung dieser Kraft auf den Schwimmer zu beseitigen.

Es ist möglich, die Krümmung des Meniskus dadurch zu verhindern, daß die Wände des Gefäßes in der Höhe der Badoberfläche mit einer bestimmten Neigung geneigt werden, wie in der französischen Patentschrift 470 767 für ein Quecksilberbad beschrieben. Das führt zu einem kegelstumpfförmigen

Teil für das Gefäß. Um mehr Möglichkeit für vertikale Verschiebungen des Schwimmers zu haben, kann es bequemer sein, ein in vertikaler Richtung zylindrisches Gefäß zu verwenden und auf dem Bad einen torischen Ring schwimmen zu lassen, der auf seiner Innenseite entsprechend dem gewünschten Winkel geschnitten ist. Dieser zum Gefäß konzentrische Ring gewährleistet in seinem Inneren eine horizontale Ebene, gleichgültig wie hoch das Bad

ίο ist und selbst wenn das Gefäß ein wenig geneigt ist. Ein weiterer torischer Ring, der auf der Außenseite entsprechend dem gewünschten Winkel geschnitten ist, kann frei um den hervorstehenden Teil des Schwimmers schwimmen, wodurch die Krümmung des Bades unterdrückt wird.

Eine einfachere Möglichkeit, die Wirkungen der Kapillarität und der Oberflächenspannungen zu beseitigen, besteht darin, den Schwimmer vollständig in die Flüssigkeit einzutauchen. Das kann entweder durch Verkürzung des Drahtes, durch Anheben des Gefäßes oder durch Erhöhen des Flüssigkeitsspiegels im Gefäß erreicht werden.

Der Draht befindet sich in der freien Luft oder in irgendeiner anderen gasförmigen oder flüssigen

as Umgebung, die Organe, die die Auftriebskraft des Schwimmers an den Draht übertragen, durchbrechen jedoch gezwungenermaßen den Spiegel der Tragflüssigkeit. Es handelt sich hierbei jedoch um Stäbchen geringen Querschnitts, und diese Stäbchen durchbrechen den Flüssigkeitsspiegel ungefähr in gleichen Abständen von den Wänden, so daß die Resultierende der Kapillar- und Oberflächenspannungskräfte eine Horizontalkomponente praktisch gleich null hat.

Obwohl der Schwimmer vollständig in die Flüssigkeit eingetaucht ist und sich sowohl horizontal wie vertikal so bewegen kann, daß er seine Gleichgewichtslage einnehmen kann, kann er doch nicht an den Wänden anstoßen, weil die Abmessungen der verschiedenen Teile der Vorrichtung so gewählt sind, daß ausschließlich sichtbare Organe die Bewegungen des Schwimmers begrenzen oder diese Begrenzung zulassen.

Der Schwimmer kann die Form eines horizontalen Ringes haben, wie ein Rettungsring. Das Übertragungsorgan für den dem Eintauchen des Ringes entsprechenden Auftrieb besteht aus einer Art umgekehrten Draggen, dessen Arme auf dem schwimmenden Ring aufsitzen, während die Mittelstange den Draht zieht und dabei durch den Ring in seiner Achse lotrecht durch das Auftriebszentrum der Einheit Ring—Draggen hindurchtritt. Um den Durchtritt unter der Stange des Draggens durch den Boden des Gefäßes zu ermöglichen, ist in diesem eine öffnung vorgesehen und, damit die Flüssigkeit trotz dieser Öffnung gehalten werden kann, ist eine vertikale, an beiden Enden offene Röhre dicht am Boden um die Öffnung herum befestigt und ragt in der Achse des Gefäßes in das Innere der Flüssigkeit.

Der Schwimmer kann die Form eines vertikalen Zylinders haben. Das Übertragungsorgan für den dem Eintauchen des Zylinders entsprechenden Auftrieb besteht aus einer vertikalen Stange, die aus der Höhe des Gefäßes heraustritt und in der Achse des Schwimmers auf diesem sitzt und die fest an einem Rahmen oder einem Arm sitzt, der das Gefäß weit umfaßt und im unteren Teil eine Befestigungsmöglichkeit für den Draht unterhalb des Gefäßes lot-

recht unter dem Auftriebszentrum der Einheit Schwimmer — Stange — Rahmen oder Arm aufweist.

Der Schwimmer kann in zwei oder mehrere Teilschwimmer um die darzustellende Vertikale unterteilt sein, die in getrennten Gefäßen angeordnet sind. Ein festes T oder ein umgekehrter Draggen drückt gleichmäßig auf diese beiden oder mehreren Schwimmer.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorteilhafterweise in allen Fällen verwendet werden, wo zur Darstellung einer nach oben gerichteten Vertikalen ein Lot verwendet wird, insbesondere beim Bau oder bei der Bauüberwachung beispielsweise für das Studium von Verformungen von Bauwerken, wie Wehren, Brücken und Gerüsten. Gegenüber dem Lot hat das erfindungsgemäße Schwimmlot den Vorteil, daß nach einfachem, näherungsweisem Justieren die Vertikale oberhalb des Befestigungspunktes des Drahtes hergestellt wird, und zwar auf stabile Weise.

Diese Vorteile sind besonders wichtig, wenn der untere Befestigungspunkt unzugänglich werden kann, beispielsweise wenn es sich darum handelt, die Vertikale oberhalb des Bezugspunktes festzuhalten, der auf dem Boden eines Schachtes oder in einer Umgebung liegt, die aus irgendeinem Grunde nicht mehr zugänglich ist, wenn das Bauwerk erstellt ist: zu schmaler Durchtritt, Überschwemmung, Hitze, biologische, chemische oder Strahlungsverunreinigung u. dgl.

In diesen Fällen hält die erfindungsgemäße Vorrichtung die Vertikale oberhalb des festgelegten Punktes fest, während das gewöhnliche Lot wegen der Schwierigkeit, im unteren Punkt zu kontrollieren, praktisch nutzlos wird.

Gegenüber den zum Stand der Technik genannten Vorrichtungen weist der Erfindungsgegenstand weitere Vorteile auf, wie eine größere Genauigkeit, einen erweiterten Anwendungsbereich sowie leichte Transportmöglichkeit für die Vorrichtung und eine sehr schnelle Einsatzfähigkeit, wenn an irgendeinem beliebigen Punkt die Vertikale stabil dargestellt werden soll. Das vollständige Eintauchen des Schwimmers ergibt weiterhin den Vorteil, daß ein sehr viel stärkerer Druck oder Zug vorliegt, wobei diese Zugkraft eine gleichbleibende Intensität aufweist. Keinen Einfluß können auf einen derartig vollständig eingetauchten Schwimmer Kräfte haben, die sich aus Kapillarwirkungen oder Oberflächenspannungen ergeben könnten, wenn der Schwimmer sich ledigüch an der Oberfläche der betreffenden Flüssigkeit eingetaucht befindet.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden; es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit ringförmigem Schwimmer,

Fig. 2 eine Vorrichtung mit zylindrischem Schwimmer,

F i g. 3 eine andere Ausführungsform mit zylindrischem Schwimmer,

F i g. 4 einen Schnitt durch eine Variante einer Vorrichtung mit ringförmigem Schwimmer,

F i g. 5 eine perspektivische Ansicht einer speziellen Ausführungsform,

F i g. 6 und 7 Befestigungsmöglichkeiten für das untere Ende des Fadens,

Fig. 8 einen Vertikalschnitt durch die Vorrichtung nach F i g. 5,

Fig. 9 eine andere Befestigungsmöglichkeit für das untere Ende des Fadens,

Fig. 10 einen Schnitt durch eine Variante mit einem Organ zur Regelung der Drahtlänge,

Fig. 11 eine Möglichkeit zur Darstellung einer Vertikalen bei großer Höhe,

Fig. 12 eine andere Verwendungsmöglichkeit der Vorrichtung in Kombination mit einem Lot,

F i g. 13 einen Schmtt durch einen speziellen Schwimmer und

F i g. 14 eine Ausführungsform des Schwimmers.

Gemäß Fig. 1 besteht die Vorrichtung zur Darstellung der Vertikalen aus einem zylindrischen, vertikalen Gefäß 20, dessen Boden eine zentrale Öffnung 21 aufweist. Eine vertikale Röhre 22 in der Mitte des Gefäßes 20 ist hermetisch in diese Öffnung 21 eingesetzt. Das Gefäß 20 enthält ein ringförmiges Flüssigkeitsbad 23 um die Mittelröhre 22 herum. Ein ebenfalls ringförmiger Schwimmer 24 mit deutlich geringerem Volumen ist in das Flüssigkeitsbad 23 eingetaucht. Ein umgekehrter Draggen 25 ist fest oder lösbar auf der Oberseite des Schwimmers 24 mit seinen zwei oder mehreren Armen 26-27 angeordnet. Die mittlere Stange 28 des Draggens 25 greift frei durch die Mittelröhre 22. Im unteren Teil ist die Stange 28 mit einem Häkchen 39 versehen, an dem der Draht 30 befestigt ist, der mit seinem unteren Ende am gegebenen Punkt 31 festgelegt ist.

Das Gefäß 20 kann mit einem Bügel 32 in der Hand getragen werden, der aus einem mittleren horizontalen Teil 33 besteht, durch den es möglich ist, diesen nach Aufsetzen auf einen beliebigen schmalen Teil 34 mit einer im wesentlichen horizontalen Oberseite aufzusetzen. Dieser Bügel 32 ermöglicht, das Gefäß 20 nach allen Seiten zu versetzen, ohne daß es aus dem Gleichgewicht kommt.

Der Bügel 32 ist in der Mitte mit einer Befestigungsöse 35 versehen, die eine im Gleichgewicht befindliche Aufhängung unter einem beliebigen Träger zuläßt und insbesondere unter einem allseitig beweglichen Träger, beispielsweise einem Träger für Büroleuchten oder Fernsprechapparate, die nach dem Pantographenprinzip arbeiten.

Das Gefäß 20 kann einfach auf einen im wesentlichen horizontalen Träger 36 aufgesetzt sein, der mit einer ausreichenden Öffnung 37 versehen ist. Das Gefäß 20 kann auf ein Stativ aufgesetzt werden, das mit einer Platte mit ausreichender Mittelöffnung ausgestattet ist, wie ein Stativ für einen Theodoliten. Das Gefäß 20 kann selbst, falls es erforderlich ist, mit Stellschrauben und mit Stativbefestigungsmitteln versehen sein.

Wenn das Gefäß 20 auf eine der erwähnten Arten in der Nähe der Vertikalen oberhalb des gegebenen Punktes 31 angeordnet ist und wenn die Länge des Drahtes 30 etwa so eingestellt worden ist, daß der Schwimmer 24 eingetaucht ist, ohne das Gefäß 20 zu berühren und ohne daß der Draggen 25 die Mittelröhre 22 berührt, stellt sich der Schwimmer 24 spontan so ein, daß das Auftriebszentrum der Einheit Schwimmer—Draggen exakt lotrecht über dem gegebenen Punkt 31 liegt.

Dank der Schwingungsdämpfung durch das Flüssigkeitsbad 23 wird die Gleichgewichtslage schnell erreicht, und der Draht 30 stellt genau die Vertikale oberhalb des gegebenen Punktes 31 dar.

In gewissen Fällen besteht das Flüssigkeitsbad 23 aus mehreren übereinanderliegenden, nicht misch-

baren Flüssigkeiten, beispielsweise ein Wasserbad, auf dem Öl schwimmt.

In anderen Fällen, in denen eine große Auftriebskraft vom Schwimmer gefordert wird, gleichzeitig aber ein geringer Raumbedarf, kann die untere Flüssigkeit Quecksilber oder ein Amalgam sein, und die obere Flüssigkeit kann eine dünne Schicht aus Glyzerin, Silikon, Öl usw. sein. Wenn die Lage des Gefäßes 20 zu fern von der Vertikalen oberhalb des Punktes 31 entfernt ist oder es wird, schlägt die Stange 28 des Draggens 25 an die Mittelröhre 22 an, ehe der Schwimmer die Wand berührt, was von der Bedienung nicht gesehen werden könnte. Das Gefäß muß so bewegt werden, bis die Berührung zwischen der Stange 28 und der Röhre 22 aufhört.

Wenn der Draht 30 zu kurz ist oder es wird, kommt der Draggen 25 mit der Oberkante des Mittelröhrchens 22 in Berührung, ehe der Schwimmer den Boden des Gefäßes berührt, was von der Bedienung nicht gesehen werden kann. Der Draht muß dann verlängert oder das Gefäß abgesenkt werden.

Wenn der Draht 30 zu lang ist oder es wird, tritt der Schwimmer teilweise heraus, so daß sich der Auftrieb entsprechend verringert, er bleibt jedoch vertikal, wenn nicht der Schwimmer eine sehr exzentrische Lage einnimmt und die Kapillarwirkung oder die Oberflächenspannungen das Ergebnis beeinflussen. Der Faden sollte dann gespannt oder das Gefäß auf den Schwimmer zentriert werden.

Gemäß Fig. 2 besteht eine Vorrichtung zur Dar- «teilung der Vertikalen aus einem zylindrischen Gefäß 38, das ein Flüssigkeitsbad 39 enthält. Ein zylindrischer vertikaler Schwimmer 40 von deutlich kleinerem Volumen ist in das Flüssigkeitsbad 39 eingetaucht. Eine vertikale Stange 41 ist lösbar oder fest an den Schwimmer 40 angesetzt. Ihre Achse tritt durch die Mitte des Schwimmers 40. Das obere Ende der Stange 41 ist verschweißt oder lösbar mit der Mitte der Horizontalseite 43 eines vertikalen, im wesentlichen rechteckigen Rahmens 42 verbunden, der das Gefäß von beiden Seiten und von oben und unten mit Spiel umfaßt. Ein Wirbelhaken 44 ist in eine Vertikalbohrung in der Mitte der unteren Horizontalseite 45 des Rahmens 42 montiert, und zwar in der Verlängerung der Vertikalachse des Schwimmers 40. Das obere Ende des Drahtes 46 ist unter dem Wirbelhaken 44 befestigt, während das untere Ende des Drahtes 46 am gegebenen Punkt 47 befestigt ist. Ein dem Bügel 32 nach F i g. 1 ähnlicher Bügel 40 ermöglicht es, das Gefäß 38 zu unterstützen, indem unter der Horizontalseite 43 des Rahmens 42 durchgegriffen wird. Dieser Bügel kann auf einem relativ schwachen Träger mit horizontaler Oberseite ruhen oder kann in der Mitte aufgehängt werden, wo er mit einer öse 49 versehen ist, an der ein Wirbelhaken 50 oder irgendeine andere geeignete Vorrichtung befestigt werden kann.

Das Gefäß 38 kann in anderen Fällen mit einer Konsole 51 getragen werden, die relativ dünn ist und zwischen dem Boden des Gefäßes und der Unterseite des Rahmens hindurchtritt.

Das Gefäß 38 kann in anderen Fällen mit einem vertikalen Träger gestützt werden, der an einer Mantellinie des Gefäßzylinders befestigt ist, die in einer von der des Rahmens verschiedenen vertikalen 6g Ebene liegt.

Wenn das Gefäß 38 in die Nähe der Vertikalen des gegebenen Punktes 47 gebracht ist und wenn die Länge des Drahtes etwa so eingestellt ist, daß der Schwimmer 40 so eintaucht, daß weder der Schwimmer 40 das Gefäß 38 berührt noch der Rahmen 40 das Gefäß 38 oder den Träger, den Bügel 48, die Konsole 51 oder die nicht dargestellte Säule, stellt sich der Schwimmer 40 spontan so ein, daß das Auftriebszentrum der Einheit Schwimmer—Rahmen sich genau lotrecht über dem gegebenen Punkt 47 befindet.

In F i g. 3 ist eine Variante der Vorrichtung nach Fig. 2 dargestellt. Die vertikale Stange 52, die fest, durch Schweißen oder auf lösbare Weise, mit dem Oberteil des Schwimmers 53 verbunden ist, ist durch Schweißen oder lösbar mit einem Arm 54 verlängert, der nach zweimaliger Biegung das Gefäß 55 frei umfaßt, wie die Hälfte des rechteckigen Rahmens 42 nach F i g. 2. Der untere horizontale Teil 56 dieses »Halbrahmens« 57 ist mit einem Wirbel 58 versehen, der in der Verlängerung der Vertikalachse der Stange 52 und des Schwimmers 53 liegt. Ein einstellbares Gegengewicht 59 ermöglicht es, den Halbrahmen 57 ins Gleichgewicht zu bringen.

Ein senkrechter Träger 60, der an der Wand des Gefäßes 55 befestigt ist, läuft oben in einen horizontalen Arm aus, der mit einem Wirbel 62 versehen ist, der in der oberen Verlängerung der Vertikalachse des Gefäßes angeordnet ist. Ein regelbares Gegengewicht 63 ermöglicht es, die spontane Vertikallage des Gefäßes 55 zu gewährleisten, wenn dieses mittels des Wirbels 62 aufgehängt ist.

Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß der Halbrahmen 57 sich fast vollständig um die Vertikalachse des Schwimmers 53 drehen kann, ohne an den vertikalen Träger 60 anzustoßen, während der Rahmen 42 der Anordnung nach Fig. 2 schon vor Erreichen einer Halbumdrehung anschlägt.

Mit dem Halbrahmen 57 braucht die Bedienung wesentlich seltener einen der beiden Wirbel 58 oder 62 zu betätigen, um zu verhindern, daß der Halbrahmen 57 am Träger 60 anschlägt, verglichen mit den Wirbeln 44 oder 50 der Rahmenvorrichtung. Es kommt nämlich oft vor, daß ein Draht oder ein Faden eine Drehung des Rahmens hervorruft, wenn er unter Spannung gesetzt wird, weil wirklich drallfreie weiche Drähte oder Fäden selten angetroffen werden.

Die Halbrahmenvorrichtung 57 erlaubt vorteilhafterweise auch, das Gefäß 55 mit einer relativ dünnen Konsole 61 zu unterstützen.

In Fig. 4 ist eine Variante dargestellt, bei der die Vorrichtung aus zwei zylindrischen vertikalen Schwimmern 64 und 65 besteht, die jeder in ein getrenntes zylindrisches Gefäß 66 und 67 tauchen. Der Draggen 68, der sich auf den beiden Schwimmern mit den Armen 69 und 70 abstützt, ist an den Schwimmern 64,65 auf leicht lösbare Weise befestigt.

Die Schwimmer 64,65 weisen jeder in der Achse eine Röhre 71,72 auf, die am unteren Ende geschlossen ist. Die Arme 69, 70 des Draggens 68 gleiten in diesen Röhren 71, 72 und stützen sich so auf den beiden Schwimmern 64,65 ab.

Der am Wirbel 74 im Unterteil des Draggens 68 befestigte Draht 73 stellt die genaue Vertikale oberhalb des gegebenen Punktes 75 dar.

In F i g. 5 ist eine Variante der Vorrichtung nach F i g. 1 dargestellt, die insoweit verbessert ist, daß sie leichter transportiert werden kann, ohne daß Flüssig-

keit verschüttet wird, und um die Bewegungsfreiheit des Schwimmers und des Draggens leichter kontrollieren zu können.

Das Gefäß 76 besteht aus einem transparenten Werkstoff, beispielsweise die unter den Warenbezeichnungen Plexiglas, Altuglas usw. bekannten, ebenso wie der Schwimmer 77. Die Flüssigkeit ist beispielsweise mit Wasser verdünntes Glyzerin. Ein transparenter, abnehmbarer oder nicht geschlossener Deckel

78 schließt das Gefäß 76 ab. Die innere axiale Röhre

79 ist ebenfalls transparent.

Die Durchmesser der Zylinder des Gefäßes 76, des Schwimmers 77 und der Stange 82 des Draggens sind mit Bezug aufeinander so bemessen, daß der Schwimmer weder die axiale Röhre 79 noch das Gefäß 76 berühren kann. Die Stange 82 schlägt an die Innenwand der Röhre 79 an. Der Unterteil des Schwimmers kann den Boden des Gefäßes nicht berühren. Der Stopfen 83 auf der Oberseite der Stange 82 berührt immer die Röhre 79, ehe sich eine Bodenberührung einstellen kann.

Wenn der freie Raum zwischen dem oberen Ende der axialen Röhre 79 und dem Deckel 78 ausreichend ist, damit beim Umdrehen des Gefäßes mit dem Deckel nach unten der Flüssigkeitsspiegel das jetzt untere Ende der axialen Röhre nicht erreicht, und wenn beim Hinlegen des Gefäßes die Flüssigkeit nicht die jetzt horizontale Röhre erreicht, kann keine Flüssigkeit verschüttet werden, gleichgültig in welcher Lage sich das Gefäß befindet. Das Gefäß kann dann mit dem Deckel 78 nach oben oder nach unten getragen werden. Die Wirbel 80 des Bügels 81 sind in der Mitte des Gefäßes angeordnet. Dadurch kann das Gefäß mit dem Deckel nach unten getragen werden, ohne daß der außerhalb des Gefäßes befindliche Teil der Stange 82 stört.

Trotzdem kann der hermetische Abschluß der Oberseite der Röhre 79 mit einem Korken 83 gewährleistet werden, der am oberen Ende der Stange des Draggens sitzt, und das untere Ende der Röhre 79 kann mit einem Stopfen 84 verschlossen sein, der frei am unteren Ende der Stange sitzt. Die Stopfen 83 und 84 werden gleichzeitig zur Wirkung gebracht, indem die Scheibe 85 angehoben wird, die mit der Flügelmutter 86 vorgeschoben wird.

Der obere und der untere Abschluß der Röhre 79 kann auch durch Dichtungen gewährleistet werden, die oben und unten statt der Stopfen 83 und 84 befestigt sind.

Die Länge des Drahtes 87 wird mit Hilfe eines Spanners 88 oder einer anderen geeigneten Einrichtung eingestellt. Der Draht 87 wird in das Vertikalloch 89 eingefädelt, das den gegebenen Punkt darstellt. Der Draht kann mit einem einfachen Knoten 90 oder auf andere beliebige Weise festgelegt werden.

In anderen Fällen ist der gegebene Punkt nur markiert, beispielsweise mit einem Körnerschlag auf einem Metallteil, und es kann vorteilhaft sein, den Draht am gegebenen Punkt 91 gemäß F i g. 6 dadurch zu befestigen, daß der Draht durch ein vertikales Hilfsloch 92 geführt wird, das in einen transparenten Teil 93 gebohrt ist, beispielsweise eine Scheibe aus Plexiglas. Die Unterseite dieses Teils 93 weist um das Loch 92 konzentrisch gravierte Kreise auf sowie ein graviertes Kreuz 94.

Ein Arm dieses Kreuzes hat die Form einer Nut 95, die den Draht zwischen der Unterseite des Teils 93 und dem mit dem Punkt 91 versehenen Teil auf-

nehmen kann. Ein vertikales Loch 96 ermöglicht es, den Draht von der Nut zur Oberseite des Teils 93 zu ziehen, wo ein Knoten 97 geschlagen werden kann.

5 Oft liegt der gegebene Punkt 98 gegen einen vertikalen Gegenstand. In diesem Falle kann der Draht nicht durch ein Mittelloch 92 führen, sondern in ein Vertikalloch 99 gegen einen vertikalen Teil des Teiles senkrecht zur Nut 95.

ίο Oft wird die Scheibe 93 durch eine Lupe 100 ersetzt, die in der Mitte ein leicht konisches Loch 101 aufweist (Fig. 7).

Dieser Teil 93 oder diese Lupe 100 werden von Hand am gegebenen Punkt mit Gewichten, Magneten oder auf irgendeine andere geeignete Weise zentriert. Ein Ring 102 unter dem Deckel 78 des Gefäßes stellt dessen Zentrum dar und verhindert eine mögliche Reibung des Oberteils des Draggens an der Innenseite des Deckels 78, wenn sich die Schraube 86 löst.

Zwei Öffnungen 103,104 sind auf einem Durchmesser senkrecht zum Bügel vorgesehen, die mit Gewinde versehen sind, um Dichtungsschrauben 103, 104 aufzunehmen.

Um zu vermeiden, daß die Flügelmutter 86 über den ganzen vertikalen Weg des Schwimmers geschraubt werden muß, wird manchmal ein Zwischenstück 105 verwendet, das schnell zwischen die Schraube 86 und die Scheibe 85 oder zwischen die Schraube 86 und die untere Öffnung der axialen Röhre 79 gesetzt werden kann, wenn die Röhre 79 mit dem Stopfen 83 verschlossen werden soll, ob mit oder ohne den Stopfen 84.

Das Stück 105 besteht aus einer Röhre mit einem vertikalen Schlitz, mit dem es gegen die Stange 82 gelegt werden kann.

Das Stück 105 wird an der Stange 82 mit zwei kreisförmigen Auflagen gehalten, die eine unter der Scheibe 85, die andere über der Schraube 86, und diese letztere Auflage oder auch die andere weist einen Vorsprung auf, die den Durchtritt eines Endes des Teils 105 nur zuläßt, wenn der Vorsprung entsprechend orientiert ist.

F i g. 8 zeigt eine weitere Variante. Das Gefäß 106 ist weder transparent noch umkehrbar. Es ist mit einem abnehmbaren Deckel 107 versehen, der transparent sein kann. DieserDeckel kann mit einer Kreislibelle 108 versehen sein, der die senkrechte Lage des Gefäßes 106 zu kontrollieren erlaubt. Das Gefäß kann mit seinem Bügel getragen werden oder auf drei Patten 109-110 gesetzt werden, deren Füße 111112 mit Gewindelöchern Justierschrauben tragen können. Die Axialröhre 113 reicht unter das Gefäß oder kann als Kontrolle für die Bewegungsfreiheit der Einheit Schwimmer—Draggen ausgebildet sein. Im Effekt sind der Schwimmer und der Draggen 114 so bemessen, daß in keinem Fall der Schwimmer anschlagen kann. Nur das obere Ende des Draggens 114 kann am Deckel 107 oder am oberen Ende der Axialröhre anschlagen. Zwei Aussparungen 115 und 116 am unteren Ende der Stange 117 zeigen an, daß ein Anschlag möglich ist. Das untere Ende der Röhre 113 muß zwischen den beiden Aussparungen 115 und 116 erscheinen, und die Stange 117 darf das untere Ende des Rohres 113 nicht berühren. Der Teil der Stange 117 zwischen den beiden Aussparungen 115 und 116 kann in einer lebhaften Farbe gestrichen sein. Das untere Ende der Röhre 113 kann

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eine transparente Verlängerung aufweisen, mit der der Draht gegen Windeinfluß geschützt wird.

Der am Schwimmer befestigte Draht 87 kann gemäß F i g. 8 befestigt sein oder mit einem Gewicht an seiner Stelle gehalten werden. Eine andere Befestigungsmöglichkeit ist in F i g. 9 dargestellt, die dazu geeignet ist, die Lotrechte einer Mauer darzustellen.

In F i g. 10 ist eine Variante der Vorrichtung nach F i g. 3 dargestellt, die insoweit verbessert ist, als sie leichter transportiert werden kann, ohne das Bad auszugießen, und die Drahtlänge leichter geregelt und das Gefäß leichter eingestellt werden kann. Das Gefäß 118 enthält ein Flüssigkeitsbad, beispielsweise Quecksilber 119 mit einer Glyzerinschicht 120. Der Schwimmer besteht aus einem oberen konischen Teil 121, der dazu bestimmt ist, die obere Öffnung des Gefäßes abzuschließen, indem die Dichtung 122 zwischen einem Ring 123 und dem lösbaren Deckel 124, der mit Schrauben gehalten ist, zusammengedrückt wird.

Um diese Kompression beim Transport ohne besondere Vorkehrungen zu gewährleisten, kann die Schraube 125 in eine Gewindebohrung 126 auf der Oberseite der Stange 127 des Schwimmers greifen. Diese Schraube 125 kann mit Flügeln 128 gedreht werden. Gleichzeitig gewährleistet eine Zentrierung 129 eine einwandfreie Lage des umfassenden Arms 130, indem er in eine Aussparung 131 eindringt, die unter dem Gefäß zentriert ist.

Ein lösbarer Teil 132, der U-förmig ausgebildet ist, kann unter dem Gefäß angeordnet oder befestigt sein. Er weist geeignete Öffnungen auf, so daß er selbst leichter wird und der Draht hindurchtreten kann.

Eine Spule 133 mit Betätigungsflügeln 134 und einem Ratschentrieb 135 zugeordnet, ermöglicht es, die abgelaufene Drahtlänge zu regeln; der Draht läuft über eine kleine Scheibe 136, die für die richtige Zentrierung sorgt.

In Fig. 11 ist eine nach oben gerichtete Vertikale großer Höhe dargestellt, beispielsweise zur Messung von Wehrverformungen. Der Bezugspunkt 137 ist auf dem Boden eines Schachtes 138 festgelegt, der in den Felsen unter der Gründung gebohrt ist. Zur Zeit der Messung ist dieser Schacht mit Wasser gefüllt.

Der Bezugspunkt 137, beispielsweise ein Flacheisen aus rostfreiem Stahl, das zu einem Markierungsbügel gebogen ist, weist ein kleines Vertikalloch auf, in dem ein feines weiches Drahtseil 139 aus rostfreiem Metall befestigt ist, das mit dem Schwimmer 140 gespannt gehalten wird. Dieses feine Seil wird in verschiedenen Niveaus 141, 142, 143, 144 mit Bezug auf geeignete Markierungen beobachtet, um die Horizontalkomponenten von Verschiebungen dieser Marken bezüglich der Grundmarke 137 zu bestimmen. Der oberste Punkt dieser Marke 137 liegt etwas über dem Boden des Schachtes, oberhalb von eventuellen Sedimenten 145, Das Gefäß 146 ist genau vertikal mit seiner Öse 147 an einem Seil 148 befestigt, das über eine Scheibe 149 läuft und mit einstellbaren Gegengewichten 150 gespannt gehalten wird. Die Scheibe 149 wird mit Lagern gehalten, deren Lage auf der Konsole 151 geregelt werden kann. Der Vorteil dieser Aufhängung mit regelbaren Gegengewichten liegt darin, daß bei einer Änderung der Länge des Seils 139, beispielsweise durch Wärmedehnung, das Seil 148 diese Änderung sofort auf-

nimmt, sofern die Lager der Scheibe 149 sich in gutem Zustand befinden. Der Schutz des Kabels 139 wird durch Vertikalrohre 152 gewährleistet, die mit Schellen gehalten werden.

Fig. 12 zeigt die gleichzeitige Darstellung der aufsteigenden Vertikale vom Bezugspunkt 153, der in einer Galerie in der Mitte eines Dammes sitzt, mittels eines zum Schwimmer führenden Seils 154 und der absteigenden Vertikale mittels eines Lotes 155. Das Seil 154,155 kann bei 153 leicht eingespannt sein, damit das untere Gewicht 156 nicht genau mit der Auftriebskraft des Schwimmers 157 ausgeglichen zu werden braucht.

In F i g. 13 ist eine Variante der Vorrichtung dargestellt, die speziell entworfen ist, um eine minimale Menge Quecksilber als Tragflüssigkeit in einem Gefäß zu verwenden, das an einem oder mehreren Seilen hängt, die durch ein oder mehrere gut geregelte Gegengewichte gespannt gehalten werden.

Das Gefäß 158, das wegen der Aufhängung genau vertikal hängt, hat im unteren Teil ein zylindrisches Profil, nach oben anschließend ein torisches und danach ein kegelförmiges 159 in der Höhe des Quecksilberspiegels, und zwar mit einer solchen Neigung, daß ein horizontaler Badspiegel gebildet wird.

Die unten zylindrische Mittelröhre 160 weist eine zunächst torische und anschließend kegelförmige Nut 161 in der Höhe des Quecksilberspiegels auf und ist im wesentlichen entgegengesetzt zu 159 geneigt. Der ringförmige Schwimmer 162 wird von Vertikalarmen 163, 164 eines umgekehrten Draggens überragt. Die Arme 163, 164, die am Schwimmer 162 befestigt sind, sind jeder mit einer Scheibe in Form einer Seilscheibe 165, 166 versehen, die ebenfalls am Schwimmer befestigt ist. Diese Ringscheiben haben eine torische und anschließend kegelförmige Nut in der Höhe des Quecksilberspiegels, wie 161. Statt die beiden kleinen Scheiben 165,166 am Schwimmer zu befestigen, kann ein Schwimmer verwendet werden, der aus einem Umdrehungskörper besteht, der eine Nut aufweist, deren Profil im wesentlichen der dargestellten Form entspricht.

Bei dieser Vorrichtung braucht nur ein kleiner vertikaler Schwimmerweg im Gefäß vorgesehen zu werden, weil sich der Auftrieb erheblich verringert, beispielsweise wenn die Scheiben 165,166 austauchen, und die Gegengewichte 167 der Aufhängung wirken so spontan, daß das Gefäß 158 wieder angezogen wird. Das dargestellte Gegengewicht 167 hat die Form eines Ringes. Es kann oberhalb oder auch um das Gefäß herum angeordnet sein.

Der Träger 168 kann an einem Seil 169 hängen, das beispielsweise an einem Haken an einer rollenden Brücke befestigt sein kann, die etwa in der Nähe der steigenden Vertikale angeordnet wird, die darzustellen ist.

In Fig. 14 ist eine Vorrichtung dargestellt, die ebenfalls mit Quecksilber arbeitet, aber ohne Gleichgewichtsaufhängung des Gefäßes. Um den erforderlichen Vertikalweg des Schwimmers im Gefäß zu gewährleisten und gleichzeitig ein Bad mit horizontalem Spiegel ohne konvexen Meniskus zu gewährleisten, ist die Vorrichtung mit zwei konzentrischen, kegelförmigen Ringen versehen, der eine, 170, um die zylindrische vertikale Stange über dem Schwimmer, der andere, 177, an der Wand des zylindrischen Gefäßes. Diese beiden Ringe schwimmen frei. Die genau bestimmten Neigungen der Kegel sind im

Claims (10)

wesentlichen symmetrisch, wie auch bei der aufgehängten Vorrichtung. Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur stabilen Darstellung der Vertikalen oberhalb eines gegebenen Punktes mittels eines an diesem Punkt angebrachten Fadens, Drahtes od. dgl., dessen oberes Ende an einem Schwimmer befestigt ist, der in die Flüssigkeit eines Gefäßes oder Behälters eintaucht, der sich außerhalb dieses Fadens, Drahtes od. dgl. befindet, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (24) in der Flüssigkeit (23) des beweglich und transportabel ausgebildeten Gefäßes oder Behälters (20) völlig eingetaucht gehalten ist und daß zur Anbringung des Schwimmers (24) am Faden, Draht (30) od. dgl. ein lösbares Organ dient, das aus einer axialen Stange (28) mit Draggen (25), einem Rahmen (42) oder einem armartigen Halbrahmen (57) besteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer die Form eines Ringes (24) aufweist und mit dem Faden, Draht (30) od. dgl. mit dem Draggen (25) mit der axialen Stange (28) verbunden ist, die durch eine axiale Röhre (22) führt, die am Gefäß oder Behälter (20) befestigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (40) an einem festen Rahmen (45) befestigt ist, der das Gefäß oder den Behälter (38) für die Flüssigkeit (39) umgibt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei mit Flüssigkeit gefüllte Gefäße (66, 67), zwei in diesen Flüssigketten in den beiden Gefäßen völlig eingetauchte Schwimmer (64, 65) und einen an den Schwim-

mern befestigten Draggen (68) mit einer zentralen Stange aufweist, die die Schwimmer mit dem Faden, Draht od. dgl. verbindet, der die Vertikale darstellt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Stange (82) mit zwei Stopfen (83, 84) versehen ist, die sich durch Schrauben auf dieser Stange (82) verschieben lassen und die die Enden einer Axialröhre (79) verschließen können, die am Gefäß oder Behälter (76) befestigt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Regulierung der Länge des die Vertikale darstellenden Fadens, Drahtes od. dgl.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (158) im oberen Teil einen verbreiterten Querschnittsteil (159) von torischem und kegelförmigem Profil aufweist und daß der Schwimmer (162) mit einer Scheibe (165) versehen ist, die eine zur Verbreitung des Gefäßes entgegengesetzte Form aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit im Gefäß mit schwimmenden Ringen (170, 171) versehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Gefäße und/oder Schwimmer aus transparentem Werkstoff bestehen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß von einem Handgriff oder einem festen Träger getragen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 603 201.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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