DE4205637C2 - Handhöhenmesser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Handhöhenmesser entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur optischen Erfassung von Höhenunterschieden im Gelänge und der Bestimmung von Gebäudehöhen.

Bei der Bemessung von Höhen mit optischen Meßgeräten ist es üblich, die horizontale Entfernung des Standpunktes vom Objekt zu messen und den Neigungswinkel zwischen der Peilrichtung und dem Horizont zu bestimmen. Mit Hilfe der Winkelfunktionen kann aus dem ermittelten Winkel und der Entfernung des Standpunktes zum Objekt die Höhe des anvisierten Punktes errechnet werden.

Für genaue Bauvermessungen wird dieses Verfahren von einem Stativ aus mit einem Theodoliten durchgeführt. Um annähernd genaue Schätzwerte zu ermitteln, ist es üblich, Handnivelliere, optische Handhöhenmesser und Handgefällemesser zu verwenden.

Ein Handgefällemesser besteht aus einem gebrochenen Fernrohr, in dessen Bildebene ein durchsichtiger Teilkreis mit Grad- und Prozentteilung angeordnet ist. Der Teilkreis ist freischwingend gelagert und wird durch ein Pendelgewicht nach der Lotrichtung orientiert, so daß man direkte Neigungswinkel zum anvisierten Objekt ablesen kann.

Optische Handhöhenmesser (Druckschrift Nr. US-PS 32 13 540) arbeiten mit einer Röhrenlibelle, die in einer Vertikalebene auf einem Gradbogen drehbar oder kippbar montiert ist. Unterhalb der Libelle befindet sich das Sehrohr, in das die Libelle über einen unter 45° angeordneten Spiegel eingespiegelt wird. Um Neigungswinkel zu ermitteln, wird mit dem Sehrohr das Objekt anvisiert und die Libelle horizontiert; der Winkel kann dann am Gradbogen abgelesen werden.

Handnivelliere bestehen aus einem Sehrohr, in das eine horizontal angeordnete Libelle, die fest montiert ist, eingespiegelt wird. Mit Handnivelliergeräten können Höhenunterschiede ermittelt werden, indem eine Meßlatte unter einem Winkel von 0° anvisiert wird.

Darüber hinaus sind Wasserwaagen bekannt (Druckschrift Nr. DE-GM 19 46 485), bei denen eine oder mehrere Libellen in einem Block montiert sind, der drehbar oder kippbar an der Wasserwaage angebracht ist. Der Block ist mit einer Gradteilung versehen, an der sich der eingestellte Winkel ablesen läßt. Der Block ist in jeder Einstellung fixierbar. Mit einer solchen Wasserwaage lassen sich Winkel und Neigungen am Objekt messen und übertragen.

Der Nachteil der beschriebenen Verfahren liegt in der erforderlichen Winkelfunktionsrechnung anhand von Strecken und Winkeln, um die gesuchten Höhenwerte zu erhalten.

Der Nachteil der beschriebenen Geräte bzw. auch ähnlicher Geräte liegt in ihrem hohen technischen Aufwand, den damit verbundenen Kosten und der bauartbedingten Größe.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein einfaches und preisgünstiges Höhenmeßwerkzeug und Nivelliergerät zu ermöglichen, das Schreibgerätformat hat und schnell brauchbare Schätzwerte liefert, die nicht mehr umgerechnet werden müssen.

Diese Aufgabe ist durch die in Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen an. Der Erfindung liegt zugrunde, daß genau mit 2 Winkeln gemessen wird. Mit einer 0°-Einstellung wird die Waagerechte ermittelt. Die 45°-Einstellung dient der Höhenmessung, weil bei dieser Höhe der Abstand zum Objekt der Höhe des Objektes entspricht. Die Messung der Entfernung des Standpunktes zum Objekt ergibt also den gesuchten Höhenwert. Für diese Messung muß der Standpunkt gefunden werden, von dem aus die Höhe des Objektes unter 45° anvisiert werden kann. Zu der ermittelten Strecke wird, als Instrumentenhöhe, die Augenhöhe des Betrachters addiert. Unebenheiten im Gelände können durch die 0°-Messung erfaßt und gegengerechnet werden. Das hier beschriebene Verfahren liefert ohne Umrechnung die gesuchten Höhenwerte.

Entsprechend den im Hauptanspruch angegebenen Merkmalen ist für den Handhöhenmesser eine Röhrenlibelle vorgesehen, die zusammen mit einem Spiegel um 45° im Gerät geschwenkt werden kann. In der 0°-Stellung ist der Spiegel zur Libelle, die parallel zur Meßrichtung montiert ist, in einem Winkel von 45° angeordnet, so daß sie auf der optischen Achse des Gerätes eingespiegelt wird. Der Drehpunkt für Spiegel und Libelle ist so angeordnet, daß sich die Null-Stellung der Libelle nach der Drehung um 45° selbst in der optischen Achse befindet. Für die Nivellierfunktion von 0° wird die Libelle also eingespiegelt, während bei der 45°-Funktion direkt durch den Glaskörper der Libelle horizontiert wird.

Diese einfache Anordnung von Spiegel und Libelle ermöglicht eine kleine Bauart mit wenig Bauteilen. Es kann zur Höhenmessung und als Nivelliergerät genutzt werden. Darüber hinaus eignet es sich auch als Wasserwaage. Gemäß der vorteilhaften Ausgestaltung nach Anspruch 2 befindet sich die Öffnung zum Anvisieren des Objektes an der Seite des Gerätes, so daß der Querschnitt nur noch durch den Durchmesser der Libelle bestimmt wird. In diesem Fall ist es vorteilhaft, die Öffnung als gleichseitiges Dreieck auszubilden, dessen Spitze in Richtung des Objektes zeigt und genau auf der optischen Achse liegt. Die Spitze des Dreieckes bildet dann die Peilmarke. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung betrifft die bauliche Zusammenfassung des Spiegels und der Libellenbefestigung in einem Block gemäß Anspruch 3, der sowohl eine Bohrung zur Aufnahme der Libelle als auch eine verspiegelte Fläche besitzt. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Spiegelblock aus einem Material gewählt werden, das von sich aus spiegelt, wenn es poliert wird, z. B. Aluminium, Messing, Edelstahl oder Acrylglas. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung betrifft die Anordnung eines Innengewindes an der Unterseite des Gerätes zur Aufnahme einer Befestigungsschraube. Damit kann das Gerät auf einem Stativ befestigt werden, was eine größere Meßgenauigkeit ermöglicht.

Die Erfindung wird anhand der nachstehenden Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 die linke Seitenansicht des Höhenmessers mit der dreieckigen Peilöffnung,

Fig. 2 den Höhenmesser von oben,

Fig. 3 die rechte Seitenansicht des Handhöhenmessers,

Fig. 4 das Augenstück des Höhenmessers in der Ansicht,

Fig. 5 einen Schnitt durch den Handhöhenmesser in der 0°-Stellung entlang der in Fig. 2 angegebenen Achse A-A,

Fig. 6 einen Schnitt durch den Handhöhenmesser in der 45°-Stellung entlang der in Fig. 2 angegebenen Achse A-A,

Fig. 7 einen Schnitt durch den Handhöhenmesser entlang der in Fig. 5 angegebenen Achse C-C,

Fig. 8 einen Schnitt durch den Handhöhenmesser entlang der in Fig. 5 angegebenen Achse D-D.

Der erfindungsgemäße optische Handhöhenmesser weist einen Spiegelblock 1, ein Sehrohr 2, eine Libelle 3, ein Augenstück 4, die Befestigungsteile 5 und 6 sowie einen Schnappmechanismus 7 auf. Die Länge des Gerätes entspricht etwa der Länge eines Bleistiftes. Der Querschnitt ist hochkant, rechteckig, mit einem Seitenverhältnis von 1 zu 2,5 gewählt. Am vorderen Ende des Sehrohres 2 sind die horizontalen Flächen auf einer Tiefe, die etwa der Höhe des Rohres entspricht, so ausgefräst, daß die vertikalen Seiten des Sehrohres 2 vorn als Wangen freistehen. Zwischen diesen Wangen wird der Spiegelblock 1 eingeschoben, dessen Dicke genau der horizontalen lichten Weite des Sehrohres 2 entspricht. Die 3 Außenkanten des Spiegelblockes 1 sind mit den Außenkanten des Rohres 2 bündig, allerdings sind die oberen Ecken der Wangen unter 45° so abgesägt, daß sie mit der Oberkante des Spiegelblockes im umgeklappten Zustand, wie in Fig. 6 zu sehen, fluchten.

Der Spiegelblock erfüllt mehrere Funktionen:

- er nimmt in einer Bohrung die Libelle 3 auf,
- er bildet mit einer Seitenfläche den Spiegel 1a aus,
- er ist mit dem Schnappmechanismus 7 und dem Drehmechanismus 5 und 6 versehen und
- er besitzt die Anschlagkanten für die Drehung.

Die auf das Innere des Rohres 2 weisende Fläche des Spiegelblockes 1 verläuft im Bereich der Bohrung für die Libelle senkrecht und knickt unterhalb der Bohrung unter 45° in Richtung Augenstück 4 ab. Diese Fläche 1a ist so oberflächenbehandelt, daß sie spiegelt. Die Fläche des Spiegels 1a ist plan und liegt in einer Ebene, die senkrecht zur Vertikalebene des Gerätes liegt. Die Libelle ist so weit in die Bohrung eingeschoben, daß das Spiegelbild der Luftblase in der Horizontalstellung genau auf der optischen Achse B-B, wie in Fig. 5 dargestellt, liegt. Oberhalb der Libelle 3 ist das Sehrohr 2 so weit aufgefräst, daß zwischen dem Spiegelblock 1 und der ausgefrästen horizontalen Rohrkante ein ausreichender Lichteinfall möglich ist.

Der Drehmechanismus 5 und 6 besteht aus einer Lagerbuchse 6, die in den Spiegelblock 1 senkrecht zur Längsrichtung des Gerätes eingesetzt ist, und zwei Schrauben 5. Die Lagerbuchse 6 besitzt ein Innengewinde, in das die Schrauben 5 eingedreht werden können. Die Schrauben 5 werden von außen durch eine Bohrung im Sehrohr 2 in die Lagerbuchse 6 eingedreht und befestigen damit die Lagerbuchse 6. Der Spiegelblock wird um die Lagerbuchse in einer Vertikalebene gedreht, die parallel zur optischen Achse B-B, Fig. 5, und parallel zur Mittelachse A-A, Fig. 2, ist.

Unterhalb der Libelle 3 ist in dem Spiegelblock 1 der Schnappmechanismus 7 angeordnet, wie in Fig. 5 dargestellt. Ein Sackloch, das von der rechten Seite in den Spiegelblock 1 gebohrt wurde, nimmt zunächst eine Druckfeder und dann eine Stahlkugel auf, deren Durchmesser dem Innendurchmesser der Bohrung 7 entspricht. In dem Sehrohr 2 befinden sich auf der rechten Seite, wie in Fig. 3 zu sehen, zwei Bohrungen, deren Innendurchmesser etwas kleiner ist als der Außendurchmesser der Stahlkugel und in die die Kugel in der jeweiligen Stellung einrastet.

Wie in Fig. 5 und Fig. 6 dargestellt, besitzt der Spiegelblock 1 unterhalb der Lagerbuchse 6 die beiden Anschlagkanten für seine jeweiligen Stellungen.

Wie in Fig. 5 zu sehen, ist die andere Seite des Rohres 2 durch das Augenstück 4 verschlossen, das als eingeschobener Block auf der optischen Achse B-B eine Bohrung besitzt, die zum Auge hin trichterförmig aufgerieben ist. Das Augenstück 4 ist von unten mit einer Schraube befestigt.

Wie in Fig. 1 zu sehen, ist die objektbezogene Visieröffnung 2a an der linken Seite des Sehrohres 2 angeordnet. Sie weist die Form eines langgestreckten Dreiecks auf, dessen Spitze sich genau auf der Höhe der optischen Achse B-B, Fig. 5, befindet und in Richtung des zu messenden Objektes zeigt. Die Spitze des Dreiecks, das sich beim Meßvorgang optisch verkürzt abbildet, stellt die Peilmarke zum Anvisieren des Objektes dar. Sie liegt so weit vom Augenstück 4 entfernt, daß sie sich im Sehschärfebereich des Auges befindet.

Claims (4)

1. Optischer Handhöhenmesser mit einer kippbaren Röhrenlibelle, die über einen in einem Beobachtungsrohr unter 45° angeordneten Spiegel beobachtbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Libelle (3) zusammen mit dem Spiegel (1a) um 45° kippbar und in ihrer 0°-Stellung über den Spiegel (1a) beobachtbar ist und nach der Drehung um 45° direkt ablesbar ist.

2. Handhöhenmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Öffnung (2a) zum Anvisieren des Objektes an der Seite des Gerätes befindet.

3. Handhöhenmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel (1a) und die Aufnahme der Libelle (3) baulich in einem Block zusammengefaßt sind.

4. Handhöhenmesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Öffnung (2a) eine dreieckige Form aufweist und das Dreieck mit einer Ecke in Peilrichtung weist.