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Winkelmeßgerät mit Spiegelfläche. Wollte man den Seitenrichtungswinkel
(Aziinut) mehrerer Gegenstände um einen Beobachtungspunkt herum bestimmen, so mußte
man bisher das Meßgerät nacheinander auf diese Gegenstände richten. Es war infolgedessen
nicht möglich, den Seitenrichtungswinkelunferschied sich bewegender Gegenstände
mit einem einzigen Meßgerät zu ermitteln, sofern nicht in Ausnahmefällen der Öffnungswinkel
des benutzten Rohres zuließ, beide Gegenstände gleichzeitig zu beobachten.
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Nach der Erfindung ist dies dadurch ermöglicht, daß der Spiegel eine
nichtebene Drehfläche (Kugelfläche, Rotationsellipsoid, Kegel oder Fläche irgendeines
durch Drehung einer Linie entstandenen Raumgebildes, das mathematisch nicht scharf
bestimmbar zu sein braucht) ist und mit einer, gegebenenfalls am Spiegel angebrachten,
mit diesem gleichachsigen Teilung zusammenwirkt, beispielsweise einer in die Spiegelfläche
eingeritzten \leridianteilung die entweder selbsttätig oder auch mit der Hand gerichtet
wird. Bei dieser Ausbildung des Meßgeräts sind sowohl Seitenrichtungswinkel als
auch andere Richtungswinkel oder Neigungs- und Höhenwinkel nach mehreren Zielpunkten
gleichzeitig meßbar.
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Spiegelflächen an Winkelmeßgeräten sind an sich bekannt. Bei keinem
der bisher bekannten Geräte war jedoch die Winkelbestimmung sämtlicher Gegenstände,
beispielsweise aller Gegenstände einer Landschaft, in der einfachen Weise möglich
wie mit dem Meßgerät nach der Erfindung, das man zur Durchführung der Winkelbestimmung
nur aufzustellen braucht, worauf die betreffenden M'inkel ohne weiteres abgelesen
werden können. Dieser Erfolg war auch nicht bei Geräten erreicht, bei denen bereits
gleichzeitig mit der Beobachtung eines Gegenstandes einige Teilkreiszahlen abgelesen
wurden. Weiter sei darauf hingewiesen, daß Richtungskörper, die eine Teilung selbsttätig
einstellen, an Kompassen und anderen Meßgeräten bekannt sind. Hierauf bezieht sich
jedoch die Erfindung nicht, deren Hauptmerkmal in der Ausbildung des Spiegels als
nichtebene Drehfläche in Verbindung mit einer zum Spiegel gleichachsigen Teilung
liegt.
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Wird das Meßgerät nach der Erfindung für Seitenrichtungsbestimmungen
benutzt, so wird es mit seiner Achse senkrecht gestellt; das Richten der Teilung
erfolgt dabei beispielsweise mittels einer damit verbundenen Magnetnadel, die für
besondere Verwendungszwecke, namentlich bei Verwendung des Gerätes in Flugzeugen,
durch einen Kreisel ersetzt werden kann. Hierdurch ist erreicht, daß die Teilung
sich in bezug auf den magnetischen oder den wahren Norden stets ausrichtet. Wird
das Gerät mit seiner Achse wagerecht gestellt, so läßt es . sich als Neigungsmesser
für Höhenbestimmungen verwenden. Die Achse der Teilung stellt sich dann entweder
unter dem Einfluß der Schwere, z. B. unter Mitwirkung eines Bleilotes, selbsttätig
ein, oder sie wird mit der Hand wagerecht eingestellt.
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Die Zeichnung zeigt verschiedene Ausführungsformen des Gerätes nach
der Erfindung schematisch, und zwar Abb. z und 2 eine Ausführungsform im senkrechten
Schnitt und in Draufsicht, Abb.3 eine schaubildliche Darstellung des Gerätes nach
Abb. Z und 2, Abb. .l die Anordnung der vom Spiegel räumlich getrennten Teilung,
Abb. 5 und 6 zwei Ausführungsformen mit Beobachtungsrohr bzw. Beobachtungskammer
oder photographischer Kammer und Abb. 7 die Verwendung des Gerätes als Neigungsmesser.
Gemäß
Abb. = bis 3 ist der auf der Spitze einer Nadel st gelagerte, mit seiner
Achse senkrecht aufgestellte Spiegel s mit eingeritzter Teilung t versehen
und mit einem Magneten m ausgerüstet. Die Achse des Gerätes ist gleichzeitig die
Visierlinie, eine kleine Scheibe v stellt das Visier dar.
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Befindet sich das Auge a des Beobachters in der Drehachse des Gerätes,
so nimmt es die Scheibe v zentral in bezug auf den Spiegel s wahr. Zur Erleichterung
der Beobachtung kann auf dem Spiegel s ein Parallelkreis in der Weise angebracht
werden, daß dieser scheinbar mit dem Umfang der Scheibe v zusammenfällt, wenn das
Auge'die Teilung scharf sieht.
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Die Art und Weise der Beobachtung ist-an Hand der Abb. 3 zu erkennen.2
Die von den Punkten Pi, p2, P3 ausgesandten Lichtstrahlen werden in den Punkten
p,', p,', p3 vom Spiegel in das Auge zurückgeworfen. Der Beobachter sieht die Gegenstände
in den Richtungen a-pl', a-p2', a-P, und kann sofort die Seitenrichtung (Azimut)
jedes Punktes ablesen. Die Linien P'-a und P'-P bilden mit dem Kugelradius im Punkte
p' den gleichen Winkel. Punkte mit der gleichen Höhenlage erscheinen im Spiegel
in demselben Parallelkreis, weshalb der Punkt p3 höher liegt als die Punkte pi und
p2'.
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Die Teilung t braucht nicht auf dem Spiegel selbst vorgesehen zu sein.
Der mit seiner Achse senkrecht aufgestellte Spiegel kann beispielsweise fest gelagert
sein. In diesem Falle kann eine gleichachsige, aber drehbare und z. B. magnetisch
eingerichtete Teilung vorgesehen werden, die sich gleichzeitig mit der Landschaft
darin spiegelt. So ist in Abb..4 eine durchsichtige, selbsttätig einstellbare Teilung
über dem Spiegel s gelagert angenommen.
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Der Spiegel wird gewöhnlich in Form eines Kugelsegmentes ausgeführt,
für besondere Zwecke empfiehlt es sich jedoch, einen Spiegel in Form eines Paraboloids
oder einer sonstigen Drehfläche zu benutzen. In allen Fällen nimmt das die Teilung
beobachtende Auge die Landschaft und den Himmel gleichzeitig wahr. Von allen Beobachtungsgegenständen
kann die Lage in bezug auf die Teilstriche ohne weiteres abgelesen werden.
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Kommt es auf größere Genauigkeit an, so kann die beschriebene Visiereinrichtung
beispielsweise durch ein um die Spiegelachse drehbares Stäbchen c (Abb. 3) ersetzt
werden, das mit zwei in verschiedenen Entfernungen von der Achse liegenden senkrechten
Metalldrähten d, c oder sonstigen Marken versehen ist. Das Zielen erfolgt dann dadurch,
daß das Stäbchen c gedreht wird, bis die durch beide Marken d, e
bestimmte
Meridianebene den angezielten Punkt (hier p1) schneidet, in welchem Falle dessen
Bild (hier pi) mit denen der beiden 'Marken zusammenfällt.
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Genauere Werte erzielt man durch Verwendung eines mit einer Visierlinie
gleichachsig zum Gerät aufgestellten Beobachtungsrohres r (Abb. 5). Noch genauerund
schneller werden die Seitenrichtungen (Azimutwerte) durch Verwendung einer entsprechend
aufgestellten, bei anderen Geräten bekannten, Beobachtungskammer k (Abb. 6) ermittelt.
Aus den Entfernungen der Abbildungen der Gegenstände von der Mitte des beispielsweise
auf einer Mattscheibe erscheinenden Bildes läßt sich dann ebenfalls die Höhe der
betreffenden Gegenstände berechnen, was dadurch erleichtert werden kann, daß außer
Meridianen auch noch, wie bei anderen Geräten bekannt, Parallelkreise auf dem Spiegel
angebrachtwerden.
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Für ortsfeste Anlagen kann der Spiegel und die entsprechend eingestellte
Teilung fest gelagert werden.
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Wird die Achse des Gerätes wagerecht gerichtet, so kann dieses als
Neigungsmesser verwendet werden. Dazu wird der Spiegel am Nullpunkt der Teilung
mit der Grundfläche senkrecht aufgehängt (Abb. 7). Die Ebene 90'-270' der Teilung
ist dann wagerecht gerichtet. Soll beispielsweise die Neigung der Linie p¢ p5 ermittelt
werden, so wird die Grundfläche des Kugelsegmentes in die Senkrechtebene der Linie
p4 p5 (Ebene der Zeichnung) mit dem Zentrum seiner Grundfläche auf der Linie p4
p5 gestellt. Das in der Achse befindliche Auge erblicht dann die Bilder p4 und P5
in einer Fläche, deren Lage durch zwei um 18o' auseinanderliegende Zahlen der Teilung
bestimmt ist. Die Neigung dieser Fläche zur wagerechten Fläche 90'-:270' ergibt
den gesuchten Neigungswinkel.