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Ballontheodolit mit Zeichenvorrichtung Die Erfindung betrifft einen
Ballontheodolit mit einer Zeichenvorrichtung, um in verkleinertem Maßstab, gegebenenfalls
mittels eines in gleichmäßigen Zeitabständen arbeitenden Punktierwerks, die Grundrißprojektion
der Bahn eines Pilotballons aufzuzeichnen. Bei solchen Theodoliten ist es bekannt,
ein entsprechend der Bahn des Pilotballons bewegbares Steuerglied vorzusehen, das
mit der Zeichenvorrichtung so gekuppelt ist, daß es an der gegenseitigen Bewegung
des Zeichenstiftes und der Zeichenfläche teilnimmt. Bei solchem Steuerglied ist
es außerdem bekannt, es senkrecht zu der Zeichenfläche verstellbar anzuordnen und
mit einer z. B. mit einem Uhrwerk versehenen Antriebsvorrichtung zu versehen, um
den Abstand des Steuergliedes von der Zeichenfläche selbsttätig zu ändern, und zwar
entweder kontinuierlich entsprechend der Steiggeschwindigkeit des Pilotballons oder
absatzweise um gleiche, dem Steighöhenunterschied des Pilotballons in der Zeiteinheit
entsprechende Beträge.
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Während Ballontheodolite dieser Art bisher immer so ausgebildet worden
sind, daß das erwähnte Steuerglied mit dem allseitig verschwenkbaren Beobachtungsfernrohr
mechanisch gekuppelt ist, wird nach der Erfindung von einer solchen mechanischen
Kupplung abgesehen und die Einrichtung so getroffen, daß zwischen dem Steuerglied
und dem Beobachtungsfernrohr nur eine optische Kupplung besteht. Zu diesem Zweck
wird das Steuerglied erfindungsgemäß mit einer Marke versehen und mit dem Beobachtungsfernrohr
ein optisches System verbunden, um diese Marke in die Bildebene des Beobachtungsfernrohrs
abzubilden. Hierdurch werden Zwischengetriebe, welche sehr genau ausgeführt werden
müßten, vermieden, so daß der Aufbau vereinfacht und die Herstellungskosten vermindert
werden. Dabei erfordert .die Bedienung nur wenig mehr Mühe als die der früher üblichen
Geräte dieser Art.
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Die den Bewegungen des Pilotballons entsprechende Bewegung des Steuergliedes
mit seiner Marke ergibt sich z. B. dadurch, daß nach der Mischbildmethode die Bilder
der Marke und des Pilotballons miteinander in Deckung gehalten werden. In diesem
Falle sind besondere Zielmarken in dem Beobachtungsfernrohr entbehrlich. Eine andere
zweckmäßige Lösung der Aufgabe des richtigen Einstellens des .Steuergliedes ergibt
sich, wenn in der Bildebene des Beobachtungsfernrohrs zwei in verschiedenen Teilen
des Gesichtsfeldes liegende Zielmarken angebracht werden, von denen die eine zum
Einstellen des Beobachtungsfernrohrs auf den Pilotballon und die andere zum Einstellen
des Steuergliedes mit seiner Marke gegenüber jenem optischen System dient.
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Abb. z zeigt teilweise im Schnitt und teilweise in Ansicht ein Ausführungsbeispiel
eines der Erfindung entsprechenden Ballontheodolits im Aufriß. Abb. a zeigt die
Strichplatte
des Beobachtungsfernrohrs in Ansicht. Abb.3 dient zur Erläuterung des einem Ballontheodolit
zugrunde liegenden Meßverfahrens.
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In Abb.3 bezeichnet P den Drehpunkt, um den eine auf einen Pilotballon
P zu richtende Visierlinie V allseitig drehbar ist. B' ist der Fußpunkt des
Lotes von B auf eine durch P gelegte Horizontalebene H-H. Mit Z,-Z, ist die
horizontale Zeichenfläche eines Ballontheodolits bezeichnet. C ist ein' Steuerglied,
das einerseits parallel der Zeichenfläche.ZI- Z1 beliebig verschiebbar ist und das
anderseits senkrecht zu der Zeichenfläche in der Richtung A verstellbar ist. Der-Fußpunkt
des Lotes von C auf die Horizontalebene H-H ist D. Das Steuerglied C ist
mit dem Zeichenstift Z. so verbunden zu denken, daß Z, stets lotrecht unter C liegt
und mit der Visierlinie V -sei es mechanisch oder sei es optisch - so gekuppelt
ist, daß es stets auf der Visierlinie TI liegt. Außerdem ist das Steuerglied C durch
ein Uhrwerk so angetrieben zu denken, daß es in der Richtung A eine gleichförmige
Geschwindigkeit hat, die sich zu der nach bekanntem Gesetz gleichförmigen Steiggeschwindigkeit
des Pilotballons B entsprechend dem Verkleinerungsmaßstab verhält, der dem Aufzeichnen
der Grundrißprojektion' der Bahn des Pilotballons zugrunde liegen soll. Unter der
Voraussetzung, daß die Visierlinie V stets auf den Pilotballon B gerichtet erhalten
wird, sind die Dreiecke PCD und PBB' einander stets ähnlich. Der Stift Z2 zeichnet
daher auf der Zeichenfläche Z, 7Z, die Grundrißprojektion der Bahn des Pilotballons
B in dem gewünschten Maßstab auf.
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Der Ballontheodolit nach Abb..i enthält einen z. B. auf einem Stativ
gelagert zu denkenden, um eine lotrechte Achse X-X drehbaren und gegenüber seinem
'Träger feststellbaren Tisch i, an dem ein Körper :2 drehbar so gelagert ist, daß
seine Drehachse mit der Drehachse X-X zusammenfällt. An einem Arm dieses Körpers
ist ein Zielfernrohr 3 um eine Achse Y-Y drehbar gelagert, die die Achse X-X senkrecht
schneidet. Das Fernrohr 3 enthält ein Okular q., dessen optische Achse mit der Drehachse
Y-Y zu-
sammenfällt, ein Objektiv 5, ein die Einblickachse um go° ablenkendes
Dachprisma 6 und eine Strichplatte 7. Diese Strichplatte 7 (Abb. 2) enthält einerseits
ein Fadenkreuz 8, von dem der Kreuzungspunkt der Fäden in der Okularachse liegt,
und andererseits an ihrem oberen Randeine Doppelstrichmarke g, deren beide Einzelstriche
dem Längsstrich des Fadenkreuzes parallel sind und zu ihm symmetrisch liegen. Der
Doppelstrichmarke g benachbart ist ein kleines einfaches Spiegelprisma io (Abb.
i) gelagert, das dazu dient, in Verbindung mit einem einfachen Spiegelprisma i i,
einem Dachprisma 12 und einem Linsensystem 13 eine der Achse Y-Y parallele Marke
14 in die Bildebene des Okulars q. abzubilden. Die Marke 14 ist an einem Schlitten
15 befestigt, der längs einer der Drehachse X-X parallelen Führung 16 verschiebbar
gelagert ist und mittels eines Uhrwerks, das in einem diese Führung tragenden Gehäuse
17 untergebracht ist (das Uhrwerk sowohl als auch der Antrieb des Schlittens 15
durch das Uhrwerk sind in der Zeichnung der Einfachheit halber weggelassen), längs
der Führung 16 gleichförmig bewegt werden kann. Das Gehäuse 17 ist längs einer Querführung
18 des Armes des Körpers :2 verschieblich gelagert. Diese Querführung steht auf
der durch die Drehachsen X-X und Y-Y bestimmten Ebene senkrecht. An dem Gehäuse
17 ist ein Punktierstift ig in einer Führung 2o parallel zur Drehachse X-X verschieblich
gelagert. Diese Führung 2o hat an dem Gehäuse 17 eine solche Lage, daß der Punktierstift
ig durch Verschieben des Gehäuses 17 längs der Querführung 18 mit der Drehachse
X-X zum Zusammenfallen gebracht werden kann und daß bei diesem Zusammenfallen die
Marke 14 in einer Lotebene erscheint, die durch die Drehachse Y-Y läuft. Ein Uhrwerk,
das den Punktierstift ig in bekannter Weise veranlaßt, in gleichen Zeitabständen
auf einem auf dem Tisch i befestigten Zeichenblatt 2i eine Markierung zu machen,
ist ebenfalls in dem Gehäuse 17 untergebracht zu denken.
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Bevor der mittels des Zielfernrohrs 3 zu verfolgende Pilotballon zum
Aufstieg vom Standort des Ballontheodolits aus freigegeben wird, muß der Ballontheodolit
folgendermaßen eingestellt sein. Das Gehäuse 17 muß sich in derjenigen Lage befinden,
in der die Spitze des Punktierstiftes ig mit der Drehachse X-X zusammenfällt, und
es muß der Schlitten 15 seine obere Grenzlage einnehmen. Dann liegt die Marke 14
in Höhe der Drehachse Y-Y. Außerdem muß noch das Fernrohr 3 eine solche Lage in
seinem Lager an dem Arm des Körpers 2 einnehmen, daß beim Einblick in das Okular
¢ das Bild der Marke 14 zwischen. den beiden Einzelstrichen der Doppelstrichmarke
g liegend wahrgenommen wird. Bei dieser Lage läuft die Achse des Objektivs 5 parallel
zur Drehachse X-X. In dem Augenblick, in dem der Ballon zu steigen beginnt, sind
die in dem Gehäuse 17 untergebrachten Uhrwerke in Gang zu setzen, und zwar wird
vorteilhaft dem durch das eine der beiden Uhrwerke anzutreibenden Schlitten 1.5
eine nach.-unten
gerichtete Bewegung längs der Führung 16 von solcher
Geschwindigkeit erteilt, daß diese Geschwindigkeit der von dem Auftrieb des Ballons
abhängigen Steiggeschwindigkeit des Ballons proportional ist. Man hat dann weiter
nur nötig, das Zielfernrohr 3 , durch Drehen des Körpers 2 gegenüber dem festgestellten
Tisch i um die Achse X-X und durch Drehen des Fernrohrs um die AchseY-Y auf den
Ballon gerichtet zu halten und das Gehäuse 17 derart längs der Querführung 18 zu
verschieben, daß die Doppelstrichmarke 9 mit dem gleichzeitig mit dem Bild des Ballons
wahrgenommenen Bild der Marke 14 zusammenfallend gesehen wird. Dann -gibt der in
gleichmäßigen Zeitabständen auf das Zeichenblatt 21 niedergedrückte Punktierstift
19 auf dem Zeichenblatt die Horizontalprojektion des Weges des Ballons an, aus der
sich die in den verschiedenen Höhen herrschenden Windgeschwindigkeiten in bekannter
Weise entnehmen lassen, weil jede Markierung durch den Punktierpunkt einer bestimmten
Höhe entspricht.
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Anstatt das Gehäuse 17 mit der Führung 18 in unveränderlicher Höhe
gegenüber dem Tisch i anzubringen, kann man es auch an der Verstellung
-des Schlittens 15 gegenüber dem Tisch i in Höhe teilnehmen lassen. In diesem
Falle muß auch das Zeichenblatt 21 an dieser Verstellung teilnehmen.