DE57718A - Apparat zur Bestimmung von Höhenunterschieden nach Art der Schlauchwaage - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 42/^· Instrumente.

Die Erfindung ist eine wesentlich vervollkommnete Schlauchwaage und beruht insofern auf demselben physikalischen Gesetze, welchem die »Kanalwaage« ihre Entstehung verdankt, als auch bei ihr zwei durch eine communicirende Röhre mit einander verbundene Flüssigkeitssäulen zur Markirung der Horizontalen benutzt werden. Das Verfahren bei .der Bestimmung des Höhenunterschiedes zweier Punkte ist aber bei den Schlauchwaagen von anderer Art als bei der Kanalwaage. Diese ist ihrem inneren Wesen nach ein NiveHirinstrutnent ohne optische Gläser, deren Stelle zwei auf den beiden FlUssigkeitssäulen schwimmende Diopter vertreten, mit Hülfe welcher die durch sie gebildete Horizontale durch Visur bis zu den einzunivellirenden Punkten verlängert wird. Der hiermit angedeutete Grundfehler der Kanalwaage, dafs eine verhältnifsmäfsig kurze Horizontale durch Visur um ein Bedeutendes verlängert werden mufs, haftet, wenn auch erheblich abgeschwächt durch die Möglichkeit einer weit genaueren Einvisirung des entfernten Objectes, auch dem später an die Stelle der Kanalwaage getretenen Nivellirinstrumente mit Fernrohr an, bei welchem die Horizontale durch die optische Achse des Fernrohrs hergestellt wird.

Bei den Schlauchwaagen dagegen wird die zur Bestimmung des Höhenunterschiedes erfordderliche Horizontale nicht durch Visür, sondern in unmittelbarer Weise an zwei in den einzunivellirenden beiden Punkten aufgestellten Mafsstäben zur Markirung gebracht.

Der vorliegende Apparat weicht von allen bisher bekannt gewordenen Constructionen der Schlauchwaage im wesentlichsten darin ab, dafs er eine eigenthUmliche Vorrichtung zur mikrometrischen Einstellung auf Marken besitzt, welche auf den im Orte der einzunivellirenden Punkte nach dem Princip der communicirenden Röhren hergestellten Niveauflächen schwimmen. Durch diese Vorrichtung wird in Verbindung mit der sonstigen Construction bezw. ■ Anordnung der einzelnen Theile eine gröfsere Genauigkeit der Messung als sonst erzielt, wie dies aus der hier folgenden Charakteristik der uns bis jetzt bekanut gewordenen einschlägigen Apparate hervorgehen dürfte.

Das älteste derartige Instrument scheint das in »Dingler's Polytechnischem Journal«, Bd. 115, S. 349, beschriebene zu sein. Dasselbe ist als rohes Mefswerkzeug gedacht, da der Wasserstand in beiden Röhren nur in unmittelbarer Weise von einer Scala abgelesen werden kann. Je nachdem aber das Wasser, bevor es zur Ruhekam, eine Auf- oder eine Abwärtsbewegung machte, erhält der Meniscus der Wasseroberfläche eine wesentlich andere Gestalt. Dies mufs zu erheblichen Ablesefehlern führen, weshalb der Apparat für Präcisionsarbeiten von vornherein unverwendbar erscheint.

In Bezug auf den in der amerikanischen Patentschrift No. 375450 beschriebenen Apparat ist anzuführen, dafs dieser dem vorher genannten gegenüber zwar eine Verbesserung in der Anwendung von Schwimmkörpern erhalten hat, dafs aber die Ablesung der jeweiligen Lage derselben ohne besondere mikrometrische Vorrichtung, also in unmittelbarer, die für Präcisionsarbeiten erforderliche Genauigkeit nicht verbürgenden Weise vorzunehmen ist.

Bei dem auf der letzten Weltausstellung in Paris vorgeführten Apparat findet eine Feineinstellung auf die unter eigenthümliche Beleuchtung gebrachte Wasseroberfläche statt; die Vortheile dieser Feineinstellung gehen aber

Claims (1)

1. wieder dadurch verloren, dafs auch hier die vorhin erwähnte Veränderlichkeit des Meniscus die Genauigkeit der Messung beeinträchtigt. Einen weiteren beachtenswerthen Uebelstand zeigt dieser Apparat unserem gegenüber auch insofern, als bei ihm für die Bildung der Niveauflächen Glasröhren benutzt werden, welche nahezu 2 m lang sind. Es liegt auf der Hand, dafs in allen den Fällen, in welchen das Wasser die Röhren räumlich ungleich ausfüllt, die Einwirkung des von den beim jedesmaligen Fortschaffen des Apparates von Station zu Station benetzten Innenflächen der Röhren herabsickernden Wassers zu einer mehr oder weniger empfindlichen Fehlerquelle sich gestalten mufs. Wie die folgende Beschreibung zeigt , kommen bei unserem Apparat nur kurze, 2 bis 3 dem lange Glasröhren in Anwendung, welche derartig an einem Mafsstabe verschoben werden können, dafs das Wasser in beiden Röhren stets gleiche oder doch nahezu gleiche Räume auszufüllen gezwungen wird, so dafs der obengenannte Uebelstand fortfällt.

   Beschreibung des Apparats.

   An einem Mafsstabe A (s. Fig. 1), auf welchen seiner ganzen Länge nach eine Millimetertheilung aufgetragen ist, deren Nullpunkt in der stählernen Endfläche des Mafsstabes liegt, gleitet ein Schieber B, dessen jeweilige Stellung an einem Y₂₀ mm angebenden Nonius abgelesen werden kann. Mit dem Schieber B ist ein in eine starke Metallfassung eingelagerter hohler, zur Aufnahme von Wasser bestimmter, einige Decimeter langer Glascylinder C fest verbunden , dessen Enden durch Messingkapseln dicht verschlossen sind. Den Zutritt bezw. den Abschlufs des Wassers in den Glascylindern C vermitteln die in den vorerwähnten Kapseln befindlichen Hähne H und H¹.

   Die Metallfassung des Glascylinders C trägt das Ablesemikroskop M, dessen optische Achse mit dem Nullstrich des Nonius in einer Ebene liegt.

   Im Glascylinder C befindet sich ein Schwimmkörper aus schwarzem Glas, auf dessen oberes, convex gestaltetes und um ein Weniges aus dem in dem Glascylinder C befindlichen Wasser hervorragendes Ende der Horizontalfaden des Mikroskops einzustellen ist. An Stelle des Mikroskops könnten vielleicht noch einfacher und zweckmäfsiger die Oberkanten zweier diametral angebrachten Ausschnitte in einer sich mikrometrisch mit einem Nonius vorbeischiebenden Metallhülse als Ablesevorrichtung dienen (Fig. 2).

   Die Anwendung des Apparats geschieht in folgender Weise:

   In den einzunivellirenden Punkten wird je eins der im Vorhergehenden beschriebenen Instrumente senkrecht aufgestellt; hierauf verbindet man beide Instrumente durch einen dichten, mit Wasser gefüllten biegsamen (Gummi-) Schlauch und gestattet dem in den Glascylindern befindlichen Wasser durch entsprechendes Oeffnen der Hähne und durch zweckentsprechendes Verschieben der Glascylinder an dem Mafsstabe, sich in ein gleiches Niveau zu stellen. Nach ganz kurzer Zeit kommen die Schwimmkörper völlig zur Ruhe und dann erfolgt die mikroskopische bezw. mikrometrische Einstellung auf die Kuppen dieser Körper, worauf an dem Nonius der Höhenunterschied der beiden Aufstellungspunkte des Apparats unmittelbar abgelesen werden kann.

   Unser Apparat gewährt gegenüber den Schlauchwaagen, wie schon früher hervorgehoben worden ist, eine wesentlich erhöhte Genauigkeit. Seine Vorzüge gegenüber den bisher fast aus'chliefslich im Gebrauch gewesenen optischen Nivellirinstrumenten bestehen darin, dafs mit ihm unmittelbar benachbarte und weiter von einander entfernte Punkte im allgemeinen mit gleich grofser Genauigkeit nivellisch bestimmt werden können, da man nicht, wie bei den optischen Nivellirinstrumenten, von der Strahlenbrechung in der Atmosphäre und ebensowenig von Wind und Wetter abhängig ist. Die Genauigkeit wird vielmehr in der Hauptsache nur von den Einstellungsfehlern und von den zwischen den einzunivellirenden Punkten während der Messung obwaltenden Wärme- und Luftdruckunterschieden beeinflufst, welchen Unterschieden aber kaum eine Bedeutung beizumessen ist, wenn die Länge der Schlauchverbindung innerhalb der Grenze von etwa· 100 . bis 200 m gehalten wird. Im Uebrigen wäre aber, wie hier beiläufig bemerkt werden soll, die Länge der Schlauchverbindung unbegrenzt; nur müfste die lichte Weite des Schlauches in richtigem Verhältnifs zn seiner Länge stehen, was stets dann der Fall sein wird, wenn bei gleicher Höhenlage beider Enden des Schlauches ein freies Zufliefsen des Wassers an dem einen Ende ein freies Ausfliefsen desselben an dem anderen zur Folge hat.

   Patent-Aνspruch;

   Ein Apparat zur Bestimmung des Höhenunterschiedes zweier Punkte, bei welchem behufs Genauigkeit der Messung eine mikrometrische Vorrichtung angeordnet ist, die auf Marken von Schwimmern in künstlich, mittelst communicirender Röhren am Orte der einzunivellirenden Punkte hergestellten Niveauflächen eingestellt wird.

   Hierzu i Blatt Zeichnungen.