DE207718C

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Publication number: DE207718C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 207718 KLASSE 42 c GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. Dezember 1906 ab.

Die Erfindung bezweckt die Vertikalwinkelmessung für terrestrische und astronomische Objekte mittels Spiegelinstrument (Sextanten, ' Doppelprismenkreise usw.) und eines künstliehen Horizonts mit spiegelnder Niveaufläche, der getrennt von dem Spiegelinstrument, auf dem Lande fest aufgestellt, auf dem Seeschiff kardanisch aufgehängt ist. Ohne die Benutzung eines Stativs auszuschließen, werden dadurch

ίο diese Instrumente zu stativfreien Universalinstrumenten.

Für die Theorie und die Ausführung besteht hierbei' ein Unterschied, je nachdem die beiden spiegelnden Flächen übereinander (Doppelprismenkreise usw.) öder. nebeneinander (Sextanten usw.) stehen.

Bei Sextanten usw. wird im großen (beweglichen) Spiegel, bei Doppelprismenkreisen usw. in einem der Prismen eine Linie markiert, die zweckmäßig in der Drehachse des Spiegels oder Prismas und in der spiegelnden Fläche liegt. Wenn das aus der spiegelnden Niveaufläche zurückgeworfene Bild dieser Linie mit der Linie selbst zusammenfällt, dann stehen die beiden Strahlen, der einfallende und der zurückgeworfene (für jeden Punkt der Linie, und also im Profil überhaupt), lotrecht, und dann kann im Instrument der Winkel gemessen werden, den mit diesem lotrechten Doppelstrahl die Sehlinie nach dem Objekt bildet.

Bei Sextanten usw. werden Marke und Bild der Marke erst noch mittels des kleinen (festen) Spiegels oder Prismas in die Richtung für das Auge und das Fernrohr gebracht. "

Fig. ι stellt das Schema des (Steinheilschen) Doppelprismenkreises dar, jedoch sind der Deutlichkeit halber die beiden Prismen, die im Instrument mit derselben Drehachse übereinander liegen, hier nebeneinander gezeichnet, jedoch mit parallelen Sehstrahlen nach dem Auge a¹ und β². In dem in der Zeichnung unteren Prisma d befindet sich in ζ die Marke in der spiegelnden Fläche und h ist die spiegelnde Niveaufläche. Das Auge, in «² sieht dann die' Marke ζ unmittelbar und ferner das von der spiegelnden Niveaufläche zurückgeworfene Bild der Marke, welches mit dieser durch entsprechende Haltung des Instruments zur Deckung gebracht wird. Durch entsprechende Drehung des in der Zeichnung oberen Prismas e wird das Bild des Objekts g in das Auge a¹ und also mit ζ und seinem Bilde zur Deckung gebracht. Aus den Ablesungen wird dann der Vertikalwinkel γ gewonnen, den der Strahl nach dem Objekt mit dem lotrechten Doppelstrahl bildet.

Fig. 2 stellt das Schema eines Sextanten dar. b ist der große (bewegliche) Spiegel mit der Marke z; k der kleine (feste) Spiegel; 0 der Nullpunkt der Gradeinteilung, die in der Zeichnung nach links geht, während nach rechts die Überteilung geht, die hier erweitert werden muß; h ist die spiegelnde Niveaufläche; g das Objekt und in α ist das Auge. Dann ist γ der gesuchte Vertikalwinkel und

ε der im Instrument bei κ abgelesene Winkel. Es ist dann in Δ Kwz, < ε = zR — (ß.-f δ); undnach Δ Κυζ, < y = zR — 2 β -j- 2.R — 2 b = 2 [2 R — (8 + ö)] = 2 ε. Also s = iy.
Vollkreise (Doppelprismenkreise, Spiegelpris-. .' menkreise usw.) pflegen schon dem Spiegelungsgesetz entsprechend mit doppelter Gradeinteilung versehen zu sein. Sextanten usw. bedürfen dagegen hier einer Erweiterung der

Überteilung.

Als Linie in der spiegelnden Fläche wird ' entweder die eine Seite eines schmalen Streifens oder besser die Mitte eines feinen Kritzes benutzt. Im letzteren Falle wird eine feine rauhe Linie mittels eines Glaserdiamanten in die spiegelnde Fläche eingeritzt, die dann auch von dem Spiegelbelag freibleiben muß. Für Tageshelle genügt diese Marke. Auch kann mittels eines Ideinen, entsprechend angebrachten Spiegels oder einer Beleuchtungslinse Sonnenlicht darauf geworfen werden. In der Dunkelheit dagegen muß die Marke beleuchtet werden, am besten von rückwärts mittels irgendeiner Lichtquelle, die das Auge nicht blendet, am besten mittels eines kleinen, stabförmigen, nach Bedarf anbringbaren elektrischen Glühlämpchens, das noch für weißes und farbiges Licht eingerichtet ist, um möglichste Deutlichkeit zu erzielen gegenüber der Farbe des Objekts oder seiner Umgebung. Auch am Tage kann verschiedenfarbiges Licht benutzt werden» durch Anbringung gefärbter Glasstreifen hinter der Marke. Für diese Beleuchtung muß die deckende Metallplatte der Fassung hinter der spiegelnden Fläche durchbrochen, also mit einem entsprechenden Schlitz versehen werden. Bei Benutzung eines Streifens wird der Spiegelbelag neben der Linie auf der einen Seite dieser in entsprechender Breite beseitigt und dann am besten ein ge- - färbter Glasstreifen dahinter so eingeschoben, daß seine eine Seitenlängskante in der Linie hegt.

Für das Fernrohr sind die Entfernungen nach dem Objekt, der Marke und deren Spiegelbildern so verschieden, daß sie bei der gewöhnlichen Einrichtung nicht gleichzeitig deutlich zu sehen sind. Daher erhält das Fernrohr folgende in Fig. .3 schematisch dargestellte Einrichtung. Die Objektivlinse wird quer durchschnitten. Die beiden Hälften m und η erhalten entsprechend verschiedene Krümmung (verschiedene Brennweiten). Die eine (zweckmäßig die schwächer gekrümmte) Hälfte wird noch in der Fernrohrachse verschiebbar eingerichtet mittels einer der gebräuchlichen Einrichtungen für feine Einstellung. Ferner besteht das Abkommen f nur aus einem Faden, der durch die Fernrohrachse geht und senkrecht zu der Schnittfläche der Objektivlinse m, η steht. Die Einstellung des Fadenkreuzes erfolgt durch eine besonders gegefaßte zweite Objektivlinse I, die nach Bedarf auf das Objektivende des Fernrohrs aufgeschoben und wieder abgenommen werden kann.

Der Verlauf beim Messen ist dann folgender zunächst beim Doppelprismenkreise usw.: Zuerst wird die zweite Linse I aufgeschoben. Dann wird das Okular p auf deutliche Sehweite für die Marke eingestellt und so, daß Abkommenfaden· und Marke sich decken. Hierauf wird die zweite Objektivlinse I wieder entfernt. Nun ist für den in der Regel benutzten Abstand der spiegelnden Niveaufläche das Spiegelbild der Marke deutlich zu sehen. Andernfalls wird das Okular p auf deutliche Sehweite für das Spiegelbild der Marke eingestellt. Hierauf wird die andere halbe Objektivlinse für das Objekt auf deutliche Sehweite eingestellt. Hierauf werden Objekt, Spiegelbild der Marke und Abkommenfaden (der also die Marke zu vertreten hat) zur Deckung gebracht und dann abgelesen. Wenn, wie in der Regel, mehrere Messungen nacheinander auszuführen sind, dann braucht der Abkommenfaden nur einmal eingestellt zu werden.

Beim. Sextanten usw. tritt noch der kleine (feste) Spiegel k dazwischen, daher erfolgt hier, in der vorhin beschriebenen Weise, die Einstellung des Abkommenfadens auf das aus dem kleinen Spiegel zurückgeworfene Bild der Marke, das also einmal gespiegelt ist. Das von der spiegelnden Niveaufläche zurückgeworfene Bild der Marke wird hier im ganzen dreimal gespiegelt, erst in der spiegelnden Niveaufläche, dann im großen, dann im kleinen Spiegel.

Für Berichtigung der einzelnen Teile der Instrumente sind die nötigen Einrichtungen in der gebräuchlichen Weise vorhanden, und zwar auch für eine kleine, seitliche Drehung des Fernrohrs mit Rücksicht auf Abkommenfaden und Marke. ■■

Nach vorstehendem ließen sich auch Nivellierinstrumente konstruieren, bei denen also Fernrohr und Spiegel in fester Stellung zueinander sich befänden. Das Entsprechende wäre aber auch für jeden anderen Winkel möglich.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Vorrichtung zur Messung von Vertikalwinkeln terrestrischer und astronomischer Objekte mit Hilfe von Spiegelinstrumenten (Sextanten, Doppelprismenkreisen usw.) und einem künstlichen Horizont mit spiegelnder Niveaufläche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem geeignetsten der Spiegel öder Prismen der verschiedenen Spiegelinstrumente eine gegebenenfalls künstlich zu beleuchtende Marke zweckmäßig in der Drehachse der spiegelnden Fläche vorgesehen

ist, die mit dem von der spiegelnden Niveaufläche zurückgeworfenen Bilde dieser Marke und dem Objekt zur Deckung gebracht wird, so daß aus der Ablesung der Vertikal winkel bestimmt werden kann, wofür bei Sextanten usw. noch eine in entgegengesetztem Sinne wie gewöhnlich verlaufende Skala vorgesehen ist.
2. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch ι mit einem Beobachtungsfernrohre mit halben Objektivlinsen, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Fernrohre zwei halbe Objektivlinsen verschiedener Brennweite angeordnet sind, deren eine in der Sehrichtung verschiebbar ist.
3. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Abkommen ein senkrecht zur Schnittfläche der halben Objektivlinsen im Fernrohr vorgesehener Faden dient, welcher mit Hilfe einer auf das Objektiv aufschiebbaren und nach der Einstellung entfernbaren Linse auf die Marke scharf eingestellt wird und dann an Stelle der mit dem Spiegelbilde der Marke und dem Objekt einzudeckenden Marke tritt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.