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Patentiert im Deutschen Reiche vom 23. November 1926 ab Gegenstand
:der Erfindung ist ein überaus vielseitig verwendbares Meßgerät von der Gestalt
eines Spazierstocks, mit welchem annähernd diejenige Meßgenauigkeit erreicht wird,
weiche der Rechengenauigkeit eines logarithmischen Rechenstabes entspricht. Es sind
bereits Stockzirkel bekannt, deren zusammengelegte Schenkel die Fortsetzung des
Zirkelgriffes bilden und dann als Spazierstock benutzt werden können. Für den Meßgebrauch
sind zwei Teilungen in der \Tähe des Zirkelscheitels angebracht, deren eine den
Spreizwinkel in Graden und deren andere die Sehnenlänge zwischen den Schenkelenden
in Längenmaß angibt. Eine im Zirkelscheitel aufzuhängende Lotschnur ermöglicht Winkelmessungen
mit Bezug auf die Lotrichtung. Ferner ist es bekannt, Spazierstöcke mit an den geraden
Stockschaft sich anschließender halbkreisförmiger fester Krücke auf dem Stockschaft
mit einem Längenmeßstab und auf der Krücke mit einer zum Mittelpunkt des Halbkreises
zentrierten Winkelteilung zu versehen. Dieser Mittelpunkt mußte bei Messungen gewöhnlicher
Art selber erst bestimmt werden. Die Erfindung bezweckt, den Verwendungsbereich
und die Genauigkeit solcher Geräte zu steigern. Dies ist erfindungsgemäß vor allem
dadurch erzielt, daß der halbkreisförmige Stockgriff mit zwei gegensinnigen, zweckmäßig
etwas über i8o° hinausreichenden, nach Peripheriewinkeln fortschreitenden Teilungen
versehen und für die Lot-e>
an den Enden des Halbkreises je eine Anhängestelle
vorgesehen ist.
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Die Zeichnung zeigt an einemAusführungsbeispiel einen derartigen Meßspazierstock
nebst seinen Zubehörteilen gemäß der Erfindung sowie schematische Darstellungen
von Anwendungsarten, und zwar: Abb. i den Stock in einer Seitenansicht, Abb. 2 bis
7 Einzelheiten des Lotgewichts, Abb. 8 und 9 die Befestigung der Visierschrauben,
Abb. io verschiedene Gebrauchsanwendungen des Stockes zum Messen von Höhenwinkeln
an Baulichkeiten, Abb. ii und i2 Teilungen am Stockgriff, Abb. 13 ein Meßbeispiel
für Höhenmessungen im Gelände, Abb. 1q. das Halten des Stockes bei Höhenmessungen
gemäß Abb. 13, Abb. 15 bis 18 ein Meßbeispiel für Luftziele, Abb. i9 die Handhabung
beim Messen von Seitenwinkeln, Abb. 2o bis 23 ein Meßbeispiel für Flächenmessungen.
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Als Träger für alle Teilungen dient ein gewöhnlicher Spazierstock
(Abb. i) mit einer an den geraden -Schaft sich anschließenden halbkreisförmigen
und über den Halbkreis ein wenig mach unten fortgesetzten Krücke. Ein zweckmäßiges
Maß für die Schaftlänge ist 9o cm. Dieser Schaft ist vom Zwingenende-her, also von
unten an, mit einer Maßteilurig
versehen, die oben z. B. mit 75
cm endigt. Wird der Stock in der üblichen Weise mit der rechten Hand so getragen,
daß die Krücke nach hinten gerichtet ist, so befindet sich die Teilung auf der linken,
d. h. der dem Körper zugekehrten Seite, was den Vorteil bietet, @daß beim Anheben
des Stockes vor das Gesicht die Maßeinteilung sofort ablesbar ist, und daß ferner
beim Tragen die Teilung weniger auffällt, als wenn sie sich auf der Außenseite befände.
Selbstverständlich wird der Schaft im allgemeinen genau gerade ausgeführt, so daß
die ,Teilung genau wie bei einem Metermaßstab mittels .der Teilmaschine eingedruckt
werden kann. Bei Venvendumg eines unebenen Stabes kann die Längenteilung durch eingeschlagene
Nägel bezeichnet sein.
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Auf der die Teilung tragenden Vorderseite des Stockes sind drei ein
rechtwinkliges Dreieck bildende Punkte a, b, c bezeichnet, von denen der
erste ca am äußeren Ende des Krükkenhalbkreises, der zweite b am inneren Ende dieses
Halbkreises und der dritte c am unteren Stockende auf der Zwinge h liegt. In ,den
Punkten a und b befindet sich je eine kleine Öffnung zur Aufnahme
einer Stecknadel l (Abb. 2), an welche ein Lot mit oder Schnur in und dem Gewicht
j angehängt ist. Hängt das Lot vom Punkt a herunter in der Weise, daß die Spitze
des Lotes j auf den Punkt b weist, so liegen die Punkte b und c waagerecht.
In die der Krücke abgekehrte Längslinie des Stockschaftes sind zwei Schräubchen
d und e (vgl. auch Abb. 8 und 9) eingesetzt, deren Kopfscheitelpunkte eine zu b,
c paralleile Linie festlegen und zugleich zwei Aufstützpunkte bilden. Wird also
der Stock mit den Schräubchen d und e auf eine Fläche gelegt, deren Lage geprüft
werden soll, so ist das Waagerechthegentdieser Fläche bestätigt, wenn das Lot von
a nach b zielt (vgl. A in Abb. i o) .
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Will man eine nur von unten her zugängliche Fläche, z. B. eine Zimmerdecke;
auf ihre waagerechte Lage nachprüfen, so wird die das Lot tragende Nadel im Punkte
b befestigt. Geht dann die Lotschnur am Punkt a vorbei, während die Abstützungssteillen
d und e von unten her an der Decke anliegen, so ist die waagerechte
Lage der Decke bestätigt (vgl. B in Abb. io).
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In der Umgebung der Punkte a und b befinden sich, mit
Bezug auf den anderen dieser beiden Punkte als Mitte, Gradeinteilungen b1 und d,
die sich nach oben und unten von diesen Punkten bis auf je etwa 5° erstrecken (Abb.
i). Mittels dieser Gradeinteilungen ist es möglich, kleine Abweichungen von der
waagerechten Lage zu ermitteln oder festzulegen, indem der Stock in der aus Abb.
io unter A und B ersichtlichen Weise an die geneigte Fläche angelegt und die Lotabweichungabgelesen
wird. Diese Einrichtung ist nützlich, wenn Bauwerke mit kleinem Wassergefälle hergestellt
werden sollen, z. B. beim Anlegen von Wegen, Fußsteigen, Terrassen, Ablaufrinnen.
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In den Abb. 8 und 9 sind die Stockquerschnitte an den Stellen X-X
und Z-Z (beim Bundring g und bei der Zwinge h) herausge--zeichnet. An jeder dieser
Stellen ist je eine hohle Holzschraube f eingesetzt, die innen ein Muttergewinde
.enthält und das Einschrauben je einer Metallschraube d oder e und das Feineinstellen
dieser Metallschrauben ermöglicht. Die obere Schraube d ist in der üblichen Weise
mit einem Einschnitt für einen Schraubenzieher versehen, die untere Schraube e hingegen
nur mit einem zapfenförmigen Kopfansatz, der, wie aus Abb. i ersichtlich, länger
als breit ist, so daß er mit einer Flachzange erfaßt werden kann. Mittels dieser
Schrauben ist es möglich, die Ziellinie genau parallel zu der durch die Punkte b
und c ilehenden Geraden einzustellen.
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Zum Nachprüfen der Lotrechtanordnung einer Wandfläche (Abb. i o unter
C und D) oder zum Feststellen kleiner Abweichungen von der Lotrechtlage wird das
Lot im Punkte b eingehängt. Zeigt .die .Spitze des Gewichtes j auf ,den Punkt c
(Abb. io unter C), so ist die Fläche; gegen welche die Abstützungspunkte d und e
angelegt sind, genau -lotrecht. Weicht die Lotschnur in nach der einen oder nach
der anderen Seite um wenige Grade .aus, so wird der Betrag der Abweichung, z. B.
5° in Abb. io G, auf der zu diesem Zweck vorne auf dem Ring g angebrachten Teilung
g1 abgelesen. Beträgt der Ausschlag weniger als i°, so wird, vgl. Abb. i o unter
D, die Ablesung an der vorne auf der Zwinge h vorgesehenen Teilring hl vorgenommen,
was gleichzeitig, bei Messung von beiden Seiten her, die Möglichkeit bietet, die
Abnahme einer Wandstärke von unten nach oben festzustellen. Bezeichnet man die aus
Abb. i ersichtliche Stockseite als die vordere, so ist bei der Ablesung nach D in
Abb. io die Rückseite zu benutzen. Dementsprechend empfiehlt es sich, die Öffnung
b sowie die Teilungen g1 und hl auf der Rückseite des Stockes zu wiederholen.
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Um .den Höhenwinkel einer schiefen Fläche zu messen, die weder ungefähr
waagerecht noch ungefähr lotrecht liegt, ist die halbkreisförmige Zwinge des Stockes
mit einer doppelten Teilung nach- Peripheriewinkeln versehen, und zwar von den Stellen
a und b aus. Bekanntlich betragen die Peripheriewinkgl genau die Hälfte des
.zugehörigen Zentriwinkels, und. dementsprechend ist hier der Halbkreis
in
9o° eingeteilt, von den Stellen a und b mit zwei gegenläufigen Teilungen als Nullpunkten
ausgehend (vgl. Abb. i), wo ersichtlich gemacht ist, daß die in Rede stehenden Teilungen
von 5° bis 85° eingetragen sind, während die früher erwähnten Teilungen a' (beim
Punkte b) und b'- (beim Punkte a) jeweils von - 5° bis + 5° reichen. Die Teilung
um den Punkt a ,als Mittelpunkt und von diesem als Nullpunkt ausgehend, also in
Richtung des Pfeiles A1 der Abb. i i fortschreitend, ist mit a2 bezeichnet, entsprechend
die durch den Pfeil B' in Abb. i i gekennzeichnete Teilung mit b2. Die Schnittpunkte
der beiden Teilungen auf dem Teilungsbogen «erden zweckmäßig mit Punkten dargestellt.
Die eine Teilung wird an der Oberseite, die andere an der Unterseite der Punktreihe
beziffert, damit beide Teilungen gleich genau und- gleich bequem abgelesen werden
können.
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Je nach Bedarf wird das Lot im Punkte a oder im Punkte b eingehängt.
Soll beispielsweise der Höhenwinkel auf der Oberseite einer schiefen Ebene, z. B.
eines schiefen Balkens, gemessen werden, so wird der Stock, mit der Krücke nach
unten, mit seinen Abstützpunkten d und e auf den Balken gelegt (vgl. E in Abb. io)
und das Lot bei a aufgehängt, worauf der gemessene Winkel, j e nachdem die Lotrichtung
oder die Waagerechte -als Nullinie angesehen wird, auf der einen oder der anderen
von den beiden Teilungen a2 und b- abgelesen wird. Z. B. bei E in Abb. i o der die
Abweichung von der Waagerechten angebende Winkel 54o.
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Beim Nachmessen eines Daches, Gewölbes usw. muß der Stock von unten
her angelegt «,-erden (vgl. F in Abb. io). In diesem Fall wird das Pendel bei b
eingehängt. Die Krücke muß sich in diesem Fall an das tiefere Ende der zu messenden
Fläche anlegen lassen, damit die Pendelschnur den Teilungsbogen bestreicht. Dementsprechend
ist hier wieder die Rückseite des Stockbogens zii benutzen, falls die Hinterseite
der Stelle, an ,der der Stock angelegt wird, unzugänglich ist. Daher empfiehlt es
sich, auch die Bogenteilung auf der Rückseite der Krücke zu wiederholen, ebenso
für den Fall, daß bei Messungen nach E in Abb. io auf der Seite vor dem Stock kein
Raum für den Ablesenden freibleibt, auch das Lotanhängeloch a an der Rückseite mit
einer zweiten Einstecköffnung zu versehen. Indessen kann in allen Fällen (bei a,
b, gl, 1z', a2, b2) die Wiederholung der Einsteeköffnungen bzw. der Teilungen auf
der Rückseite des Stockes unterlassen werden, wenn der Benutzer dieses Gerätes einen
Taschenspiegel mit sich führt, der an einer unzugänglichen Stelle hinter den Stock
gelegt, das indirekte Beleuchten der dort befindlichen Teilung mittels des vom Spiegel
zurückgeworfenen Scheines einer Taschenlampe und das Ablesen der nunmehr in Spiegelschrift
von vorne her erkennbaren Teilung ermöglicht.
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Der radiale Abstand der Ablesestellen auf den P.eripheriewinkelteilungen
nimmt nach den mit 9o° bezeichneten Enden der Teilungen hin allmählich bis auf Null
ab. Daher werden die Ablesungen von etwa 6o° ab ungenau. Aus diesem Grunde ist auf
dem Stockbogen eine dritte Teilung und auf dem Stockschaft ein weiteres Lotanhängeloch
b` vorgesehen. Die Strecke b", b ist gleich der Strecke a,
b, also beide gleich dem Bogendurchmesser D, gewählt (Abb. i2). Die Bezifferung
der zugehörigen Teilung b'2 beginnt bei a mit 45° und endet bei
b mit 9o°. Auf dieser Teilung können die steilen Winkel sehr genau abgelesen
werden. Weil diese Teilung nur eine einfache und nicht eine gegenläufige ist, kann
sie mit Strichen ausgeführt sein, die nach Prunkt b" zielen, wodurch Verwechselungen
mit den anderen Bogenteilungen ausgeschlossen sind. Auch diese Teilung wird zweckmäßig
sowohl auf der Vorderseite als auch auf der Rückseite des Stockes ausgeführt, ebenso
der Punkt b" beiderseits mit Einstecköffnungen versehen.
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Die Teilungen können, wenn sich der Stoff, aus dem der Stock angefertigt
ist, dafür eignet, unmittelbar auf dem Stockbogen mittels der Teilmaschine aufgedruckt
werden. Zweckmäßiger ist es jedoch, eine in Celluloid oder anderem geeigneten Stoff
angefertigte Teilungsplatte in Form eines schmalen Segments von genügender Wandstärke
in den Stockbogen. versenkt einzulassen, also einzukleben oder anzuschrauben, ähnlich
wie dies bei Rechenstäben zu geschehen pflegt. Das Celluloid kann eine dem Stock
ähnliche Farbe .erhalten, damit die Teilung nicht auffällt. Zwei von den Befestigungsschrauben
können die Nullpunkte a und b darstellen, also je eine zentrale Längsbohrung
enthalten, die,zur Aufnahme des Lotes dient (vgl. Abb. i). Auf niese Art ist das
Einsteckloch für das Lot zugleich mit einer metallischen Fassung, die zudem leicht
ausgewechselt und ersetzt werden kann, versehen, so daß dauernd die genaue Lage
des Einsteckloches gesichert ist.
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Das Pendelgewicht (Lotgewicht), die Schnur und die Einstecknadel werden
zweckmäßig im Stirnende der Krücke aufbewahrt (vgl. Abb. i). In dieses Stirnende
ist von unten her eine hohle Holzschraube i eingesetzt, die in Abb. 4 in Ansicht
und in Abb. 5 im Längsschnitt dargestellt ist. Sie weist auf der Außenseite ein
Hclzgewinde i' auf, ferner einen Kopfeinschnitt i", mittels dessen sie bis zu versenkter
Lage eingedreht werden kann. Die Höhlung- m=eist auf einige Tiefe gewohnliches
rechtsgängiges
Muttergewinde i` (Abb. 5) auf, während das außen befindliche Holzgewinde linksgängig
ausgeführt ist, damit beim Losschrauben des in die hohle Holzschraube einzuschraubenden
Gegenstandes idie Holzschraube nicht gelockert wird. Als einzuschraubender Gegenstand
dient das Pendel-oder Lotgewicht j (Alb. 3), welches demgemäß mit entsprechendem
rechtsgängigen Muttergewinde j' versehen ist. Dieses Gewicht weist eine Längsbohrung
k auf, in welche die Stecknadel l (Abb.2) so eingeführt wird, daß der Nadelkopf
am Fußende der Schraube j sich befindet. Der Schraubenkopf j" ist mit einem Einschnitt
j"' von solcher Breite versehen, daß statt eines Schraubenziehers, der nicht immer
zur Hand ist, auch eine schmale landesübliche Münze mit ihrem Rand darin eingesetzt
werden kann. In )der Fortsetzung des Einschnittes befindet sich im Gewinde auf dessen
einer Seite eine Nut j4. An die Stecknadel wird unterhalb des Kopfes eine sehr dünne,
aber dabei feste Schnur m angebunden, deren Ende durch eine am Fußende des Gewichtes
j vorgesehene Kerbe k' (in Abb. j in etwas größerem Maßstabe herausgezeichnet)
gegen Drehung gesichert wird. Zunächst wird aus der Schnur eine Schlinge gebildet,
in die die- Nadel eingesteckt werden kann. Dann wird die Schnur unmittelbar neben
der Schlinge, jedoch ohne die Nadel, auf das Fußende des Gewichtes j in die
Kerbe k' eingelegt und die Schnur auf das fußseits vom Gewinde befindliche
dünnere Ende des Gewichtes mit dicht aneinanderliegenden Windungen aufgewickelt.
Das Ende der Schnur wird in die Nut j4 und die auf der gleichen Seite befindliche
Hälfte des Einschnittes j" eingelegt und das Ende der Schnur vom Kopfende des Gewichtes
j her durch dessen Längsbohrung k
hindurchgezogen, bis es am Fußende
zum Vorschein kommt. Nunmehr wird die Nadel l durch die bis dahin von Hand festgehaltene
Schlinge hindurch vom Fußende her in die Bohrung k eingesteckt und dadurch wird
die Nadel zugleich mit dem von der anderen Seite her durchgezogenen Schnurende in
der Bohrung festgeklemmt. Durch diese Einrichtung ist die Schnur gegen .Sichabwickeln
gesichert. Sofern ein allzu langes Schnurende übersteht, wird es abgeschnitten.
Schließlich wird das Gewicht samt der Schnur und der Nadel in die Holzschraube i
eingeschraubt, wobei der Kopf j" des Gewichtes j )in eine am Stirnende des Stockgriffes
vorgesehene Aussenkung zu liegen kommt, so daß er nicht übersteht.
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Mit dem Stock können geodätische Messungen verschiedenster Art bis
zur Rechenstabgenauigkeit durchgeführt werden.
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Beispielsweise sei die Höhe x und die Entfernurig y der Spitze eines
Kirchturms zü ermitteln, der jenseits eines nicht zu durchquerenden Flusses liegt
(siehe Abb. i3). Es werden zwischen zwei in einer Lotebene mit der Kirchturmspitze
B liegenden Punkten A und C .die Strecke A-C, ferner die Winkel bei A und C mit
Hilfe des Meßstockes gemessen, worauf die Ausrechnung nach bekannten Formeln mittels
des Rechenstabes mit ausreichender Genauigkeit durchgeführt werden kann. Das Messen
der Höhenwinkel geschieht in diesem Fall ähnlich wie das Zielen mit einem Schießgewehr
(Abb. Z4.). Der Punkt b Kles Stockes wird an die Stelle des Punktes A oder C des
Geländes (Abb. 13)
gebracht und der Einschnitt der Schraube als Visier, der
flache Zapfen der Schraube e hingegen als Korn benutzt. Das Lot hängt dabei im Loch
b. Sobald das Ziel ins Auge gefaßt ist, drückt der Beobachter die Lotschrnur mittels
des Daumens n an der Teilung fest, worauf er nachträglich die Winkelablesung machen
kann. Bei Vorhandensein einer Begleitperson kann auch diese schon während des Zielens
die Alblesung durchführen.
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Auch die Höhe und die Geschwindigkeit eines Luftfahrzeuges läßt sich
mit Hilfe des Meßstockes bequem festlegen. In diesem Fall wirken zwei Personen zusammen,
deren Aufstellungsorte mit V und W (Abb. 15) bezeichnet sind. Die dem Meßstock zu
gebenden Lagen sind angedeutet. Sie nehmen im Zeitpunkt eines vereinbarten Signals,
das sie gleichzeitig wahrnehmen, die Höhenwinkel bei C und A auf, ferner, nachdem
eine vereinbarte Zeit verstrichen ist, die neuen Winkel A' und C. Auch hier
wenden :die Ereignisse nach bekannten, leicht abzuleitenden Formeln ausgerechnet.
Die einzelnen der Berechnung zugrunde zu legenden Dreiecke sind in den Abb. 16 bis
18 herausgezeichnet.
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Schließlich eignet sich der Meßstock auch zum Messen von in einer
waagerechten Ebene liegenden Winkeln. In diesem Fall wird der Stock auf eine feste
ungefähr waagerechte Unterlage, z. B. auf den oberen Rand eines Zaunes, auf einen
bearbeiteten Stein, auf einen Wagen usw. gelegt, und zwar mit der Teilung nach oben.
Dann wird mit Hilfe des Visiers bei d und des Kornes bei e vom Punkte P aus (Abb.
r9)i in Richtung des einen Schenkels des zu messenden Winkels, d. h. auf ein erstes
Ziel, visiert, nachdem der Punkt b (oder in geeigneten Fällen auch der Punkt b')
in den Scheitel des zu messenden Winkels gebracht worden ist. Alsdann- wird, ohne
Veränderung der Stocklage, die Pendelschnur m mit den Fingern, unter, Visierung
auf ein zweites Ziel vom Punkt Q aus, eingestellt, -die eingestellte. Lage mit den
Fingern
festgehalten und der Winkel abgelesen, den die Schnur auf
der Teilung des Stockbogens angibt. In diesem Fall dient also das Pendelgewicht
jnur als Handhabe beim Einstellen der Schnur und kann für den jetzt ins Auge gefaßten
Zweck auch ganz entbehrt werden. Sind zwei Personen anwesend, die bei den Beobachtungen
zusammenwirken können, so hält :die eine den Stock fest und visiert über d und e
nach dem einen Ziel, während die andere gleichzeitig den Faden auf das ändere Ziel
einstellt und zugleich darauf achtet, daß der Punkt b oder b' an dem
Punkte verbleibt, von dem aus der Winkel gemessen werden soll.
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Beispielsweise sei die Fläche eines unbeschreitbaren Sumpfgebietes
unter Benutzung des Meßspazierstockes zu berechnen. Dann werden von den zugänglichen
Punkten R und S (Abb. 2o) die Winkel, die die Strahlen nach den sichtbaren Punkten
T und U, z. B. zwei Baumstämmen, mit der Strecke R-S bilden, gemessen,
indem dem Meßstock eine der eingetragenen Lagen gegeben wind, ferner wird durch
wiederholtes Abtragen der Strecke zwischen den Erhöhungen d und
e, die Strecke R-S gemessen. Die Berechnung selbst erfolgt wieder nach bekannten,
leicht abzuleitenden trigonometrischen Formeln. - Die nachzurechnenden Dreiecke
sind in den Abb. 21 bis 23 herausgezeichnet.