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Selbstreduzierender Entfernungs- oder Höhenmesser mit Meßlatte am
Ziel Die Erfindung betrifft ein Vermessungsgerät, mit dem entweder die Horizontal-
oder die Vertikalprojektion eines Zielstrahles an einer im Zielpunkt aufgestellten
Meßlatte unmittelbar abgelesen werden kann. Für solche Geräte ist es bekannt, den
parallaktischen Winkel selbsttätig in Abhängigkeit von der Neigung des Zielfernrohres
zu ändern. Man kennt zwei Möglichkeiten zur optischen Änderung dieses Winkels. Die
eine Möglichkeit ergibt sich entweder aus der Bewegung spiegelnder Flächen oder
aus der Bewegung eben brechender Flächen (Keilen oder planparallelen Platten). Bei
Verwendung von Keilen besteht die Bewegung gewöhnlich in einer Drehung um die Ziellinie
des Fernrohres. In diesem Falle sind die Keile stets paarweise wirksam, und zwar
so, daß entweder beide Keile sich in entgegengesetztem Sinne je um den Neigungswinkel
der Ziellinie drehen (Patent 371 078) oder daß ein Keil feststeht, während
der andere Keil sich um den doppelten Neigungswinkel dreht (Z. f. Instrumentenkunde
1930, S. 526 bis 53o).
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Die zweite Möglichkeit zur optischen Änderung des parallaktischen
Winkels besteht in einer Bewegung der bilderzeugenden Glieder des Fernrohres. Zu
dieser Gruppe gehört die Einrichtung der Erfindung, bei der die Änderung durch Drehung
des oder der Objektive erzielt wird. Eine Vorrichtung dieser Art ist bereits von
Au b e 11 angegeben worden. Bei ihr ist nach dem Heliometerprinzip das Objektiv
eines Einzelfernrohres in zwei Teillinsen zerschnitten. Die Teile sind hier längs
ihrer Trennungslinie, und zwar um einen festen, unveränderlichen Betrag verschoben.
Die beiden Halblinsen stellen also bei diesem bekannten Gerät zusammen mit einer
Zielmarke ein Doppelfernrohr dar, dessen beide Zielachsen einen unveränderlichen
Winkel miteinander bilden. Liegt dieser Winkel in der durch Standpunkt und Meßlatte
bestimmten Ebene des Meßdreiecks, so ist er in seiner ganzen Größe als parallaktischer
Winkel wirksam. Bei einer Drehung der fest verbundenen Halblinsen um die Fernrohrachse
wird in der Ebene des Meßdreiecks nur die Projektion des Zielachsenwinkels als parallaktischer
Winkel wirksam. Die Änderung des parallaktischen Winkels wird also bei der Aubellschen
Vorrichtung durch Änderung der Projektion eines konstanten Zielachsenwinkels erzielt.
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Bei einer derartigen Einrichtung ist nun eine einfache, etwa durch
Zahnräder bewirkbare, ein konstantes übertragungsverhältnis ergebende Kuppelung
zwischen Kippeinrichtung des Fernrohres und Dreheinrichtung des zerschnittenen Objektivs
offenbar nur dann möglich, wenn die Reduktion des parallaktischen Winkels gemäß
der einfachen, bei horizontaler Meßlatte in Frage kommenden Beziehungen, nämlich
proportional dem Cosinus oder dem Sinus des Neigungswinkels der Ziellinie erfolgen
soll. Die beim Gebrauch
von stehenden Meßlatten auftretende, Abhängigkeit
des parallaktischen Winkels gemäß cos?a und 11, sinla machen hier umständliche Übertragungseinrichtungen
(Kurvenführungen) zwischenKippbewegung undDrehung der Linsenfassung notwendig. Ähnliches
gilt auch für andere nach dem Heliometerprinzip gebaute Einrichtungen (Patent 390
207).
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Dieser Nachteil der bekannten Vorrichtungen und zugleich ein weiterer
Nachteil, der in einer geminderten Bildqualität liegt, wird gemäß der Erfindung
dadurch vermieden, daß an Stelle eines aus Halblinsen gebildeten Doppelfernrohres
eine Verbindung von zwei Fernrohren mit Vollinsen gleicher Brennweite verwendet
wird, bei denen der Winkel zwischen den Zielachsen auf mechanisch einfachste Weise
erzielt wird, nämlich durch Drehung einer oder auch beider Vollinsen, die exzentrisch
in der drehbaren, mit der Kippeinrichtung des Fernrohres zwangsläufig verbundenen
Fassung gelagert sind. Gegenüber den mit drehbaren Keilen arbeitenden Einrichtungen
(Z. f. Instrumentenkunde, 1930, S. 526 bis 33o) besteht der technische Fortschritt
dieser Neuerung in einer größeren Unempfindlichkeit gegen Temperatureinflüsse.
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Die Zeichnung zeigt in Abb. i bis 3 schematische Schnitte durch die
optischen Achsen des Gerätes in verschiedenen Stellungen, Abb. 4 eine schematische
Darstellung der Bildänderungen und Abb. 5 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel
des neuen Vermessungsgeräts. In Abb. i, die einen schematischen, senkrechten Schnitt
durch die beiden optischen Achsen eines Doppelfernrohrgeräts für die Messung an
einer stehenden Latte zeigt, sind die beiden Fernrohre der Anschaulichkeit wegen
zunächst übereinander gezeichnet. Bei dem ausgeführten Vermessungsgerät liegen sie
nebeneinander.
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Die Zielachse 1-2 des oberen, aus dem Objektiv 3, der Zielmarke i
und dem Okular 4 bestehenden Fernrohres sei gegen die (anfängliche) Lage der Zielachse
5-6 des aus dem Objektiv 7 der Zielmarke 5 und dem Okular 8 bestehenden unteren
Fernrohres um den Winkel
geneigt. Verschiebt man jetzt (Abb. 2) das Objektiv des unteren Fernrohres um einen
bestimmten festen Betrag, so daß die neue Lage der Zielachse 5-6' mit der ursprünglichen
Lage 5-6 ebenfalls den Winkel
bildet, und denkt man sich dann das untere Fernrohr parallel mit sich selbst so
verschoben, daß die Zielmarken beider Fernrohre zusammenfallen, so, erhält man die
in Abb. 3 dargestellte Lage, in der beide Zielachsen den (parallaktischen) Winkel
cü miteinander einschließen. In dieser Lage mögen die beiden Zielachsen 1-6' und
1-2 auf einer zur ursprünglichen Richtung 1-6 der Achse des unteren Fernrohres lotrechten
Geraden die Punkte 60', 60 und 20 treffen. Dreht man jetzt die Fassung des zur Fernrohrachse
1-6 exzentrischen Objektivs um diese Achse, und zwar um einen Winkel 2 a, so wird
an der Zielmarke i ein Punkt 60" (vgl. den Aufriß in Abb.4) erscheinen, dessen lotrechter
Abstand 6 0 "-2o von Punkt 20 gleich
ist, wenn man die Strecke z-60 als Streckeneinheit ansieht und der Winkel au in
analytischem Maße angegeben ist. Man erkennt also, daß es bei dieser Anordnung möglich
ist, eine. Reduktion des parallaktischen Winkels co gemäß der für eine stehende
Meßlatte geforderten Beziehung a) - cos=a. durch eine in konstantem Verhältnis zur
Fernrohrneigung stehende Drehung der Objektivfassung zu erzielen. Im beschriebenen
Falle war das Objektiv bei waagerechter Lage des Fernrohres im lotrechten Sinne
dezentriert; aus Abb. 4 ist nun zu ersehen, daß bei einer Dezentrierung des Objektivs
im waagerechten Sinne eine Drehung der Objektivfassung um 2 a den parallaktischen
Winkel gemäß der für die Höhenmessung bei stehender Meßlatte geltenden Beziehung
sin 2 a verändert. Bei geeigneter Anordnung
der festen Zielachse des einen Fernrohres und Drehung des Objektivs des anderen
Fernrohres um den Neigungswinkel a selbst ergeben sich die für Reduktion von Beobachtungen
an waagerechten Meßlatten bekannten einfachen Beziehungen c) - cos a bzw. co - sin
a. Der angestrebte Zweck der gesetzmäßigen und zwangsläufigen Änderung des Winkels
zwischen beiden Fernrohrzielachsen kann erfindungsgemäß auch durch exzentrische
Anordnung und Drehung beider Objektive erzielt werden.
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Das dargestellte Ausführungsbeispiel des Vermessungsgerätes (Abb.
5) nach der Erfindung zeigt eine Form, die eine für die Verwendung bei stehender
Meßlatte geeignete Entfernungs- und Höhenmeßeinrichtung der beschriebenen Art vereinigt.
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Diese Abb.5 zeigt, neben einer in die Zeichenebene umgeklappten Ansicht
der seitlichen Objektive, einen schematischen Schnitt durch die optischen Achsen
der drei Fernrohre 2o bis 22, deren gemeinsames, mit waagerechten und lotrechten
Zielfaden versehenes Gesichtsfeld durch das Okular 23 betrachtet wird. Das mittlere,
21, der drei Fernrohre dient zum unmittelbaren Einstellen auf die Meßlatte, mit
welcher der Nullpunkt des
waagerechten Zielfadens durch entsprechende
Neigung des Fernrohres zur Deckung gebracht wird. Bei dieser Neigungseinstellung
wälzen sich in bekannter Weise die in Zylinderform die Körper der Fernrohre 2o und
22 umgebenden Kegelräder 24. und 25 auf den -fest, aber einstellbar am Fernrohrbock
26 angebrachten Kegelrädern 27 ab. Die zylindrischen Kegelräder 24 und 25 drehen
sich bei einer Neigung v. der fest verbundenen Fernrohre um den Winkel 2 a mit den
mechanischen Achsen der Fernrohre 2o und 22 als Drehachsen. Mit den drehbaren Zylindern,
welche die Kegelräder 2,4 und 25 tragen, sind die Objektive io und i i fest verbunden.
Beide Objektive sind gegen ihre Drehachsen exzentrisch gelagert, und zwar so, daß
bei waagerechter Fernrohranlage das linke Objektiv io nach der Höhe, das rechte
Objektiv i i aber seitlich eine exzentrische Stellung hat. Die Größe dieser Dezentrierung
hängt von der Brennweite des Objektivs und der gewählten tachvmetrischen Konstanten
ab. Soll diese Konstante den Wert ioo haben, so muß die lineare Exzentrizität gleich
1120o der Brennweite sein. Bei der durch das Kippen des Fernrohres herbeigeführten
Drehung der Objektivfassung verschieben sich die in den seitlichen Fernrohren erzeugten
Lattenbilder nach der Höhe, und zwar so, daß die am waagerechten Zielfaden, mit
dem im Mittelfernrohr 2 der Lattennullpunkt eingestellt wurde, abzulesende Lattenbezifferung
unmittelbar die waagerechte bzw. senkrechte Projektion der Zielstrahlenlänge ergibt.
Bei der in der schematischen Abb. 3 angedeuteten Ausführungsform war die Zielachse
r-2 des Fernrohres mit feststehendem Objektiv gegen die Drehachse 'i-6 um den Winkel
geneigt. An Stelle einer solchen konstanten gegenseitigen Neigung zwischen Drehachse
und der Achse des Fernrohres mit festem Objektiv kann man auch in bekannter Weise
einen in Abb. 5 mit 12 bezeichneten Keil zum Erzeugen einer konstanten Ablenkung
verwenden.
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Die Drehung der Objektivfassungen
erzeugt neben der für die Messung verwendeten lotrechten Lattenverschiebung auch
eine seitliche Versetzung des Lattenbildes, die ohne Einfluß auf die Meßergebnisse
ist. Mittels der durch Triebknöpfe 13 und 14 verschwenkbaren Spiegelprismen 15 und
16 oder auch durch andere bekannte Einrichtungen können die seitlich versetzten
Bilder dem im Mittelfernrohr entstandenen Lattenbild bis zur Koinzidenz genähert
werden. In diesem Falle wird es möglich, den Nullpunkt der Latte als Ablesemarke
an den verschiedenen Lattenbildern zu benutzen, so daß also für die Messung der
gesuchten Größen ein das gesamte Fernrohrgesichtsfeld durchlaufender waagerechter
Zielfaden entbehrt werden kann.
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Die Scharfeinstellung aller drei Fernrohre erfolgt durch gemeinsame
Verschiebung von Zwischenlinsen 17, 18 und i g.