DE41495C - Apparat zur gleichzeitigen selbstthätigen Aufnahme der Topographie und des Nivellements eines Ortes - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 42: Instrumente.

eines Ortes.

Der vorliegende Apparat zur selbsttätigen Aufnahme der Topographie und des Nivellements eines Ortes besteht im wesentlichen aus einem dreirädrigen Fahrzeug, dessen Räder sich vollständig unabhängig von einander bewegen können und beim Fahren des Fahrzeuges über die betreifende Gegend zwei Mechanismen in Thätigkeit setzen, von welchen der eine dazu dient, die horizontalen Winkel, Bögen und sonstigen Elemente des zurückgelegten Weges auf einem auf einer Tischplatte aufgespannten Bogen aufzuzeichnen, während der andere auf einer verticalen Trommel in entsprechendem Mafsstabe gleichzeitig das Nivellement des durchfahrenen Terrains verzeichnet. .

Die Einrichtung wird zweckmäfsig so getroffen, dafs beispielsweise von Kilometer zu Kilometer neue Papierbögen aufgespannt werden müssen. Man bringt in diesem Falle noch ein Läutewerk an, welches nach jedem zurückgelegten Kilometer ertönt und hierdurch auf die Erneuerung der Papierbögen aufmerksam macht.

Beiliegende Zeichnung veranschaulicht den Apparat in Fig. 1 im Verticalschnitt, in Fig. 2 in oberer Ansicht; Fig. 3 zeigt im Schnitt die Einrichtung zur Bethätigung des das Nivellement aufzeichnenden Stiftes.

Das Wagengestell C ruht am hinteren Ende auf zwei Rädern jR und R', von denen das erstere auf der Achse E festgekeilt ist, während das andere auf einer lose um E drehbaren Büchse sitzt, auf welcher ein Zahnrad G festgekeilt ist.

Das vordere Ende des Gestelles C besteht aus einer Hülse D, welche auf dem in D drehbaren Zapfen einer Gabel A ruht, in. welcher das Lenkrad R" des Fahrzeuges gelagert ist.

Die vorerwähnte Achse E ist im mittleren Theil mit einem Schneckengewinde versehen. In geringem Abstande von E ist in besonderen, an der Unterseite des Gestelles C befestigten Lagern eine zweite parallele Welle E' gelagert, welche im mittleren Theil ebenfalls mit Schneckengewinde versehen ist, und auf welcher ein Zahnrad G¹ aufgekeilt ist, das mit dem oben erwähnten Zahnrad G in Eingriff steht.

Mit beiden Schnecken steht ein Schneckenrad / in Eingriff, dessen Drehzapfen in einer zu den beiden Achsen E und E' parallelen und mittelst der Querarme Q auf denselben verschiebbar gelagerten Traverse J befestigt ist. Auf dem nach oben verlängerten Zapfen des Schneckenrades / ist lose drehbar ein doppelter Zahnradsector K montirt, der Sector mit gröfserem Radius greift in einen Trieb P, der kleinere, diametral gegenüberliegende SectOE in eine gerade Zahnstange U ein, welche an dem Gestell C befestigt ist.

Die Welle des Triebes P ist in einem Quersteg T des Gestelles gelagert. Auf der Welle ist centrisch ein kreisrunder Tisch 5 befestigt, welcher am Rande mittelst Rollen η auf einem kreisrunden, am Gestell C befestigten Rahmen läuft.

Auf dem Rahmen C ist ein erhöhtes Gestell angeordnet, welches zwei Führungsschienen 0' enthält, zwischen denen ein Schieber T' angeordnet ist. Dieser Schieber sitzt auf einer zwischen den Führungsschienen O' gelagerten Schraubenspindel 0, deren vorderes Ende in dem nach aufwärts gerichteten vorderen Theil des Rahmens C gelagert ist und hier ein Kegelrad X trägt, welches mit einem zweiten auf dem Zapfen der Gabel A montirten Kegelrad X in Eingriff steht.

Der Schieber T' trägt einen Arm, in welchem der Schreibstift befestigt wird, welcher auf dem auf dem Tisch 5 befestigten Blatt zeichnet.

Auf. der Welle des Lenkrades R" ist ein Kettenrad H befestigt, dessen Rotation durch eine Gall'sche Kette auf ein zweites Kettenrad H' übertragen wird, dessen Welle in. An-. Sätzen am oberen Ende der Gabelschenkel gelagert ist. Diese Welk ist mit Schneckengewinde versehen, welches in ein Schneckenrad H" eingreift, das mit dem oben erwähnten Kegelrad X' ein Ganzes bildet und sich demnach mit diesem um den Zapfen der Gabel A dreht.

Die Wirkungsweise der vorbeschriebenen Theile, ist folgende:

Die drei Räder R R' R" stehen im gleichschenkligen Dreieck; das Lenkrad jR" bildet die Spitze desselben. Nimmt man an, dafs der "VVagen in, gerader Richtung vorwärts gefahren wird, so werden sich die Räder hierbei in parallelen Ebenen bewegen und genau gleiche Strecken abrollen, da die Räder denselben Durchmesser haben.

Die Spindel O wird hierbei durch den oben beschriebenen, -Mechanismus in Rechtsdrehung versetzt. Der Schieber T¹ wird demnach allmälig vorgeschoben, und der Stift beschreibt also auf dem auf dem Tisch S ausgespannten Papier, von dem Mittelpunkt, des Tisches ausgehend, eine gerade Linie.

Macht nun das-Fahrzeug aber eine Schwenkung, z. B. nach rechts, so legt nur noch das vorn gelegene Lenkrad die wahre Weglänge zurück, während sich das Rad R relativ auf der Stelle drehen und das Rad R' sich mit beschleunigter Bewegung drehen wird. Mit dieser beschleunigten Bewegung des Rades R' erlangt auch die Schnecke Έ' eine schnellere Rotation, während der Gang der Schnecke E sich infolge der verlangsamten Bewegung des Rades R entsprechend vermindert.

Diese . verschiedenartige Geschwindigkeit der sich in entgegengesetzten Richtungen drehenden Schnecken £ und E' verursacht eine Verschiebung des Schneckenrades /längs der Schnecken. Im angegebenen Falle erfolgt diese Verschiebung des Rades / mit dem Steg J nach links, d. h. nach dem Rade R' zu. Der kleine Zahnkranz des Sectors K rollt hierbei auf der Zahnstange U ab; der gröfsere Zahnkranz veranlafst dagegen durch Eingriff in den Trieb P eine der Schwenkung des Wagens genau entsprechende Drehung des Tisches S γόη rechts nach links, so dafs der Tisch also an sich im Raum genau dieselbe Achsenlage wie zuvor behält. Der Zeichenstift, welcher dagegen mit dem Fahrzeug die Schwenkung mitmacht, zeichnet demzufolge auf dem Tisch jetzt einen Kreisbogen und beschreibt erst wieder eine gerade Linie, wenn der Wagen wieder in genau gerader Richtung fährt.

Wird z. B. eine vierseitige Fläche F, Fig. 4a, in der durch Pfeil angedeuteten Richtung von ο aus umfahren, so beschreibt der Zeichenstift auf dem auf der Tischplatte ausgespannten Bogen F', Fig_; 4b,, während der Fahrt von ο bis ι die entsprechende Linie 0-1. Bei 1 mufs das Fahrzeug in die Richtung 1-2 einbiegen; da die Zeichenplatte bei diesem Drehen die ursprüngliche Lage beibehält, so beschreibt der Stift hierbei eine entsprechende Bogenlinie 1-1. Die Fahrt von 1 nach 2 wird nun von dem Apparat durch die Linie 1-2 angegeben. Es leuchtet ein, dafs die Länge der Linien 0-1 bezw. 1-2 in dem betreffenden Mafsstabe genau der Länge der dürchfahrenen Seiten entspricht, und dafs der Winkel zwischen den- beiden Seiten- genau durch die gegenseitige Lage der Linien 0-1 und 1-2 wiedergegeben wird. Die Entstehung der Linien 2-3 und 3-0 erklärt sich nach Vorstehendem von selbst, und es ist ersichtlich, dafs man sich die Linie 1 - 2 nur parallel mit sich selbst bis zu dem Endpunkt 1 der Linie ο-1 und ebenso die Linie 2-3 dann an den Endpunkt 2 der Linie 1-2 u. s. w. verschoben zu denken braucht, um eine der abgefahrenen Fläche F genau entsprechende Figur zu· erhalten.

Das Nivellement des, von dem Fahrzeug zurückgelegten Weges wird auf einem Bogen verzeichnet, welcher um eine verticale, am Gestell drehbar· gelagerte Trommel V herumgelegt wird; Am Boden der Trommel V ist ein Schneckenrad befestigt;, in <. welches ein auf dem vorderen Theil der Spindel O angeordneter Schneckengang eingreift, so dafs die Trommel V also in durchaus gleichmäfsiger Weise von dem Rade R" aus in Drehung versetzt wird.

Links unterhalb der Trommel V ist auf dem Rahmen· C eine cylindrische, an der einen Seite erweiterte Büchse i befestigt, deren Einrichtung aus Fig. 3 erhellt In dem Gehäuse i ist eine horizontale Welle befestigt, um welche sich eine Trommel £' aus dünnem Blech dreht, Ein Theil der Trommel t' wird durch einen Einbau eingenommen, welcher einen hermetisch abgeschlossenen Behälter m bildet.

In 'der seitlichen Erweiterung des Cylinders i führt sich eine Schiene r, welche unter geeigneter Abdichtung oben aus der hier offenen Erweiterung herausreicht und einen auf der Trommel V gleitenden Zeichenstift trägt.

An der Schiene r ist unten bei ο und oben bei ρ je ein äufserst biegsames Stahlband befestigt. Diese beiden Stahlbänder sind unter Kreuzung über die Trommel t' gewickelt und an dem Umfang derselben bei η bezw. n' befestigt, so dafs also eine Drehung der Trommel f nach links ein. verticales Anheben der Schiene r, eine Drehung 3er Trommel f nach rechts ein Senken der Schiene r hervorbringt.

Der Behälter i wird mit Quecksilber gefüllt und hermetisch geschlossen. Der in die Trommel t' eingebaute Luftbehälter m bildet nun einen Schwimmer, dessen Schwerpunkt stets senkrecht über der Rotationsachse der Trommel verbleibt, und welcher demnach die Trommel beständig in derselben verticalen Lage erhält, gleichviel welche schräge Lage der Rahmen C des Fahrzeuges einnimmt. Bei einer solchen Schrägstellung des Fahrzeuges dreht sich also thatsächlich der Behälter i um die Trommel V, und -nur hierdurch verändert sich die relative Lage der Schiene r in der Erweiterung des Behälters i. An sich verbleibt die Schiene r mit dem Zeichenstift in derselben Lage.

Da sich nun bei Fahrt zu Thal mit dem Vordertheil des Fahrzeuges auch die Papiertrommel V senkt, so erzeugt der Zeichenstift eine entsprechend ansteigende Linie.

Umgekehrt wird bei Fahrt zu Berg die Papiertrommel V gegen den Schreibstift gehoben, so dafs also eine entsprechend absteigende Linie gezeichnet wird. Man wird das Papier nach Abnähme von der Trommel V also umkehren müssen, um das Nivellement richtig ablesen zu können. Um für dasselbe bei der umgekehrten Art der Aufzeichnung auf der Trommel für die richtige Lage die gebräuchliche Längenentwickelung zu erhalten, ertheilt man der Trommel V eine entgegengesetzte Rotation. Die Drehung der Trommel V ist zweckmäfsig eine solche, dafs der Mafsstab der Längenentwickelung des Nivellements genau mit dem Mafsstab. für die topographische Zeichnung übereinstimmt, doch kann bei dem Nivellement für die Längenentwickelung auch ein kleinerer Mafsstab benutzt werden. Diese Längen können auf dem Papier auch schon vorgezeichnet sein.

Claims (2)

Patent-Ansprüche: '

1. Bei einem aus einem dreirädrigen Fahrzeug bestehenden Apparat zur selbsttätigen gleichzeitigen Aufnahme der Topographie und des Nivellements eines Ortes die Einrichtung zur topographischen Aufnahme, bestehend aus zwei von den Hinterrädern (R R') unabhängig von einander nach entgegengesetzten Richtungen gedrehten Schnecken (E E'), einem von denselben gleichzeitig beeinflufsten, auf einer verschiebbaren Traverse (J) montirten Schneckenrad (I), derart, dafs bei ungleich schneller Drehung der Schnecken (Schwenken des Fahrzeuges) das Schneckenrad seitlich verschoben und hiermit durch einen Sector (K) und Trieb (P) ein auf der Achse des letzteren montirter Tisch so gedreht wird, dafs der Tisch im Raum stets dieselbe Lage behält, sowie die Verbindung dieses Tisches mit einer von dem die eigentliche Weglänge durchlaufenden Lenkrade (R") durch ein Schnecken- und Kegelradgetriebe bethätigten Schraubenspindel (O), durch welche ein mit Zeichenstift versehener Schieber (T') der zurückgelegten Weglänge entsprechend vorgeschoben wird und hierbei mittelst des Stiftes den Weg auf einem auf dem Tisch (S) ausgespannten Bogen nach Länge und Richtung aufzeichnet.

2. In Verbindung mit dem durch Anspruch i. gekennzeichneten, Mechanismus zur selbstthätigen topographischen Aufnahme eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Aufnahme des Nivellements der von dem Fahrzeug durchlaufenen Strecke, bestehend aus einer von der Spindel O aus in stetige Rotation versetzten verticalen Papiertrommel (V), einer in einem mit Quecksilber gefüllten Behälter (i) drehbar gelagerten und durch einen Schwimmer (m) in constanter Verticallage erhaltenen, horizontalen Trommel (V) und einer vertical geführten, den Schreibstift tragenden Schiene (r), welche durch zwei sich kreuzende, feine Stahlbänder mit der. Trommel (V) verbunden ist, derart, dafs der Schreibstift den Neigungen des Fahrzeuges nicht folgt und demzufolge auf der sich mit der Spitze des Fahrzeuges senkenden oder hebenden Papiertrommel V die entsprechenden Nivellementslinien verzeichnet.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.