DE24373C - Apparat zum graphischen Rechnen für die speziellen Zwecke der Tachymetrie - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 42: Instrumente.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 2. Februar 1883 ab.

Die Formeln für die tachymetrische Distanz- und Höhenbestimmung lauten:

Grundformeln:
D == K- 100 /· cos ²a,
h ==£> tga. = K· 100 /· Y₂ sin 2 a,

Es bedeutet:

H die absolute Höhe eines Punktes,

H_s die absolute Höhe des Standpunktes,

J die Instrumentenhöhe,

.Ä'die Constante des Instrumentes (Tachymeter).

Die Bedeutung der übrigen Buchstaben siehe Fig. i.

Der Tachymeterschieber bezweckt die rein graphische Lösung dieser Gleichungen und besteht im wesentlichen aus zwei Theilen, d. i. aus einem Diagramm und einem darüber zu bewegenden Schieber.

Das Diagramm.

Das Diagramm, Fig. 2, ist eine graphische Darstellung der durch oben angeführte Grundformeln ausgedrückten Beziehungen zwischen Distanz D und Höhe h für gegebene Werthe von 100 /= d· und Winkel α, und zwar sind diese Beziehungen durch zwei Systeme sich kreuzender, auf ein rechtwinkliges Coordinatensystem bezogener Linien graphisch dargestellt, Fig. 2.

Die Coordinaten der Schnittpunkte je zweier Linien dieser Systeme repräsentiren die fraglichen Werthe D und h, Fig. 2.

Einrichtung und Gebrauch des Schieberapparates.

Um die zur graphischen Ermittelung von Distanz und absoluter Höhe eines Punktes nöthigen Operationen ausführen zu können, wird der seiner Hauptform nach T-förmige Apparat, Fig. i, auf das auf einer Unterlage (Reifsbrett) befestigte Diagramm derart aufgelegt, dafs der an der Unterfiäche des Querarmes Q befestigte Winkel W an der der x-Achse des Diagramms parallelen Kante der Unterlage anliegt.

Dieser um einen Bolzen drehbar angebrachte und mittelst der Schrauben g feststellbare Winkel W, Fig. 1, hat ferner den Zweck, bei Verschiebung des Apparates auf dem Diagramm die genaue parallele Bewegung der Schiene S zur y- Achse des Diagramms zu ermöglichen. Der Verwendung des Apparates hat eine diesbezügliche Untersuchung voranzugehen.

Beim Gebrauch wird der ganze Apparat längs der Kante der Diagrammunterlage und der Reiter R längs der Schiene S so lange verschoben, bis das in der durchsichtigen Platte P des Reiters eingeritzte Kreuz k auf den Schnittpunkt der den Werthen ioo/=ii (Stammzahl) und Verticalwinkel α entsprechenden Linien des Diagramms zu stehen kommt, Fig. 3.

Der senkrechte Abstand des Kreuzes k von der .x-Achse repräsentirt den Werth h und der senkrechte Abstand des Kreuzes von derjy-Achse des Diagramms die gesuchte Horizontaldistanz D.

Um aus dem Werthe h des Diagramms die absolute Höhe des fraglichen Punktes zu erhalten, bedarf es nach Formel 3 noch der in Fig. 4 schematisch angedeuteten Operationen.

Zu diesem Behufe sind in der mit einer rinnenartigen Vertiefung versehenen Schiene S des Apparates zwei Mafsstäbe M und m vorhanden, welche, an einander gleitend, sich verschieben lassen, Fig. 1.

Es bedarf also nur der Projection des Werthes h auf den Mafsstab m und der der

Gröfse der Mittelfadenlesung m entsprechenden Einstellung desselben, um an dessen Nullmarke den Werth +_ h — m am Mafsstab M als Ablesung zu erhalten.

Wird ferner dieser Mafsstab in eine solche Xage zur ^-Achse gebracht, dafs sich im Schnittpunkt beider die Höhe des Instrumentenhorizontes H_s -f- J am Mafsstab M als Ablesung ergiebt, so kann an der Nullmarke des Mittelfadenschiebers m die absolute Höhe H_s -)- J ii — m des fraglichen Punktes am Mafsstab M abgelesen werden, Fig. 4.

Um mit dem Apparat die eben beschriebenen Operationen zu vollführen, verfährt man folgendermafsen:

Der Apparat wird, wie bereits erwähnt, auf das Diagramm aufgelegt, die Schrauben/", welche den Mafsstab M festhalten, gelüftet, der Reiter R derart über die χ-Achse des Diagramms geschoben, dafs das in der durchsichtigen Platte P desselben eingeritzte Kreuz k genau über die Ä-Achse zu liegen kommt, alsdann wird behufs Ermittelung des Schnittpunktes der «-Achse mit dem Mafsstab M eine (o) Marke des Mittelfadenschiebers m auf die im inneren durchbrochenen Theil des Reiters R angebrachte Marke r eingestellt und nun der Mafsstab M und die die Höhenzahlen tragenden, über die Rollen ρ laufenden Bänder b und b_x so eingestellt, dafs sich an der (o) Marke des Mittelfadenmafsstabes m am Höhenmafsstabe M die absolute Höhe des Instrumentenhorizontes, ausgedrückt durch H_s + J, als Ablesung ergiebt.

Sobald dies bewerkstelligt, wird der Mafsstab M mittelst der Schrauben f festgestellt. Hierdurch hat dieser Mafsstab die einer bestimmten Horizontalhöhe entsprechende Lage zum Diagramm und kann für jeden einzelnen Punkt die in Fig. 4 schematisch dargestellte graphische Summation der Gröfsen H₃ -\- J und ±Λ — m leicht auf folgende Weise durchgeführt werden.

Der Apparat und der Reiter R werden, wie eingangs erwähnt, derart auf dem Diagramm verschoben, dafs das Kreuz k auf dem Schnittpunkt der den Werthen 100 /== d und Verticalwinkel α entsprechenden Linien des Diagramms zu stellen kommt, hierauf wird die Mittelfadenlesung m am Mafsstab m auf die Marke r des Reiters eingestellt und an der Nullmarke (o) des Mafsstabes m auf dem Höhenmafsstab M die absolute Höhe des Punktes abgelesen, und zwar wird, je nachdem der Winkel α positiv oder negativ, für die Einstellung des Mittelfadenwerthes der mit -f- oder — bezeichnete Theil des Mafsstabes m verwendet und erfolgt die Ablesung der absoluten Höhe am Mafsstab M mit Benutzung der Höhenzahlen des Bandes b bezw. <V

■ Für die Ermittelung der Horizontaldistanz D ist an dem Querarm Q ein Nonius N angebracht; dieser (über einem parallel dera;-Achse angebrachten und der jeweiligen Constanten des Instrumentes [Tachymeter] entsprechend getheilten Mafsstab M₁, Fig. 2, gleitend) gestattet die unmittelbare Ablesung der HorizontaldistanzZ* an demselben.

Es bedarf also, nachdem der Schieberapparat auf das Diagramm aufgelegt und der Höhenmafsstab M in die einer bestimmten Horizonthöhe des Instrumentes (Tachymeter) entsprechenden Lage zur Achse des Diagramms gebracht ist, nur der Einstellung des Reiters R auf den Schnittpunkt der den beobachteten Werthen 100 /= d (Stammzahl) und Verticalwinkel α entsprechenden Linien des Diagramms und der Einstellung der Mittelfadenlesung m am Mafsstab m auf die Marke r des Reiters, um am Nonius N die Horizontaldistanz D und an der Nullmarke des Mafsstabes m am Mafsstab M die absolute Höhe des Punktes direct ablesen zu können.

Für diese Manipulation ist pro Punkt ein Zeitaufwand von 20 bis 25 Secunden erforderlich.

Claims (3)

Patent-Ansprüche: Im allgemeinen die Combination des beschriebenen Schieberapparates mit einem Diagramm (auf Metall, Holz etc. aufgetragen) von der Beschaffenheit, dafs die Coordinaten der Schnittpunkte zweier Liniensysteme desselben die für die tachymetrische Festlegung eines Punktes im Raum erforderliche Distanz und Höhe liefern. Im speciellen:

1. Die Schiene »S von dem aus Fig. 1 ersichtlichen Profil als Trägerin zweier die graphische Summation der Werthe H_s -f- J und ± ^ — m bewerkstelligenden Mafsstäbe M und m.

2. Der längs der Schiene 5 verschiebbare Reiter R mit seiner die Ermittelung der den Gröfsen 100 l=zd und Winkel α eines Punktes entsprechenden Werthe D und h und die Projection des letzteren Werthes auf den Mafsstab M bezweckenden Einrichtung, d. i. die an dem Reiter angebrachte durchsichtige Platte P mit eingeritztem Kreuz k und die an dem inneren durchbrochenen Theil des Reiters R angebrachte Marke r.

3. Der am Querarm Q angebrachte und auf einem der Instrumentenconstanten entsprechende Nonius N als ein die Projection des Diagrammwerthes D auf den Mafsstab M₁ bezweckender Constructionstheil des Apparates.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.