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Libelle mit einer Vorrichtung zum Projizieren der Libellenblase durch
ein Linsensystem
Eine Libelle mit einer Vorrichtung zum Proji zieren der Libellenblase
durch ein Linsensystem wird vorzugsweise zu Neigungsmessungen benutzt; dabei hat
das Linsensystem die Aufgabe, die Libelle oder einen Teil der Beleuchtungs- und
Projektionseinrichtung in eine Bildebene zu projizieren, um dort die bei Neigungen
hervorgerufenen Erscheinungen der Bewegung oder Versetzung des Libellenblasenbildes
oder des Bildes der genannten Einrichtungen zu beobachten oder photographisch aufzunehmen.
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Eine bekannte Libellenprojektionseinrichtung dieser Art dient zum
Untersuchen der Neigung von Bohrlöchern gegen die Vertikale. In diesem Gerät wird
eine sphärische Libelle mittels eines Objektivs auf einen photographischen Film
projiziert; die für die Messung der Neigung erforderliche Skala befindet sich auf
dem Deckglas der Libellenkammer. Eine solche Vorrichtung hat den Nachteil, daß sie
für genaue Neigungsmessungen nicht geeignet ist, da sich der Rand der abzubildenden
Libellenblase und die Oberfläche des Deckglases in verschiedenen Gegenstandsebenen
befinden, so daß nur eine von beiden scharf abgebildet werden kann.
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Außerdem ist eine visuelle Beobachtung des in der Projektionsebene
erscheinenden Bildes nicht möglich.
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Bei einer dem gleichen Zweck der Neigungsmessung in Bohrlöchern dienenden
Vorrichtung ist in der Libellenkammer zusätzlich noch eine am Grunde derselben sich
bewegende Metallku.gel vorgesehen, die eine dritte unterschiedliche Gegenstandsebene
bildet und ebenfalls nicht gleichzeitig scharf mit einer der beiden an4eren abgebildet
werden
kann und somit eine meßtechnisch noch ungünstigere Einrichtung ist.
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Ferner ist eine Libelle mit einer Vorrichtung zum Projizieren der
Libellenblase mittels Linsensystem bekanntgeworden, bei der die Luftblase selbst
zusammen mit einem Objektiv den Glühfaden der Beleuchtungslampe auf eine Mattscheibe
abbildet. Das Bild des Glühfadens verschiebt sich auf dieser entsprechend der Bewegung
der Libellenblase.
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Der Nachteil dieser Einrichtung besteht in der Temperaturabhängigkeit
der einen Teil des optischen Systems bildenden Blase, deren Gestalt, Größe und Brechkraft
naturgemäß sich mit der Temperatur ändert. Die dadurch bedingte neue Einstellung
des Glühfadens ändert die geometrischen Abbildungsverhältnisse und damit die Vergrößerung.
In der Projektionsebene ist also keine Skala anzubringen, die für den bei Messungen
natürlich bedingten Temperaturbereich Gültigkeit besitzt, wodurch die Erfindung
ihres praktischen Nutzens beraubt wird.
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Eine weitere Libelle mit einer Vorrichtung zum Projizieren der Libellenblase
mittels eines Linsensystems dient der indirekten Anzeige der Neigung auf elektrischem
Wege. In der Projektionsebene befinden sich zwei kleine lichtempfindliche Zellen,
die entweder beide vom dunklen oder hellen Segment des Blasenbillies bedeckt werden
oder von denen eine im hellen, die andere im dunklen Segment liegt, auf diese Weise,
entsprechend den unterschiedlichen Stromausgängen, anzeigend, ob die Vorrichtung
horizontal steht oder in welcher von beiden Richtungen sie geneigt ist.
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Diese bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, daß eine kontinuierliche
Neigungsmes sung nicht möglich ist. Es ist ferner eine Projektion auf eine Mattscheibe
zwecks visueller Beobachtung nicht vorgesehen.
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Die Erfindung bezweckt, die beschriebenen Nachteile der bekannten
Vorrichtungen zu beseitigen und eine Libelle zu schaffen, die einfach in ihrem Aufbau
ist und ein wesentlich genaueres und bequemeres Ablesen der Lage des Libellenblasenbildes
in der Projektionsebene ermöglicht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Libelle mit einer Vorrichtung
zum Projizieren der Libellenblase durch ein Linsensystem vorgeschlagen, welche sich
der Erfindung gemäß dadurch kennzeichnet, daß in der Projektionsebene Marken vorgesehen
sind.
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Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß in der
Projektionsebene eine Auffangfläche mit Meßmarken angeordnet ist.
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Die Erfindung sieht weiter vor, daß die Marken an anderer Stelle
als in der Projektionsebene als Meßmarken angeordnet sind und mittels bekannter
optischer Vorrichtungen in die Projektionsebene der Libellenblase mit dieser gleichzeitig
scharf abgebildet werden.
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Außer für Neigungsmessungen kann eine Libelle gemäß der Erfindung
auch zu Beschleunigungsmessungen benutzt werden. Die Luftblase. stellt sich, von
Dämpfungs- und Schwingungsvorga'ngen abgesehen, stets in die Resultierende aus der
Erdbeschleunigung und einer eventuell vorhandenen Störbeschleunigung ein. Die vorgeschlagene
Libelle dient somit in festen Vorrichtungen oder auf Fahrzeugen, z. B. Schiffen,
im Ruhezustand oder bei gleichmäßiger Bewegung zur Neigungsmessung und bei bekannter
Neigung, wie bei Schienenfahrzeugen oder anderen Landfahrzeugen, auch zur Beschleunigungsmessung.
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Weitere Kennzeichen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung,
den Ansprüchen und den Zeichnungen.
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In den Zeichnungen ist die Erfindung in mehreren Ausführungsformen
beispielsweise schematisch dargestellt.
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Fig. I zeigt eine erste Ausführungsform im Schnitt; Fig. 2 ist ein
Schnitt durch eine zweite Ausführungsform; Fig. 3 zeigt einen Teil einer dritten
Ausführungsform, Fig. 4 einen Teil einer vierten Ausführungsform; Fig. 5 zeigt einen
Teil einer fünftenAusführungsform; Fig. 6 zeigt eine Strichplatte für photometrische
Abtastung bei Verwendung von Kugel libellen, Fig. 7 eine Strichplatte für photometrische
Ahtastung bei Verwendung von Röhrenlibellen.
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In Fig. I ist ein Strahlengang mit einer einzigen Libelle und einer
Mattscheibe dargestellt. I ist eine Kugellibelle, die mittels eines Objektivs 2
über einen Spiegel 4 auf eine Mattscheibe 3 projiziert wird. Das Verhältnis des
Abstandes Mattscheibe-Objektiv zum Abstand Objektiv-Libelle ergibt die Vergrölßerung
des Libellenbildes auf der Mattscheibe. Auf dieser befindet sich eine Skalenteilung,
beispielsweise ein rechtwinkliges Gradsystem. Die Libelle wird von einer Lampe 5
beleuchtet, deren Strahlengang durch ein wärmeabsorbierendes Glas 6 und ein Kondensorsystem
7 geführt wird.
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Diese Teile des Neigungsmessers sind in einem Gehäuse 8 angeordnet,
das zwecks Einstellung der Nullage der Libelle relativ zur Grundplatte g mit Hilfe
von zwei Fußschrauben I0, von denen nur eine gezeigt ist, eines Kugelgelenks II
und einer Feder I2 justiert werden kann.
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In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform des Neigungsmessers beispielsweise
veranschaulicht.
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Das Gehäuse 8 ist mittels der Fußschrauben 10. des Kugelgelenks II
und der Feder 12 wieder mit der Grundplatte g verbunden. Eine Kugellibelle I3 z.
B. geringer Krümmung und mit kleinem M'eßbereich, aber starker Neigungsempfindlichkeit
wird mittels eines Objektivs 14 über einen Spiegel 15 auf die Mattscheibe I6 projiziert.
Eine Kugellibelle I7 z. B. starker Krümmung und grolß'en Méßbereiches wird mittels
eines Objektivs IS über einen Spiegel 19 auf die Mattscheibe 20 projiziert. Beide
Libellen sind fest angeordnet und werden mittels einer Lampe 21 über Kondensorsysteme
22 bzw. 23, Spiegel 24 bzw.
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25 sowie Wärmeschutzgläser 26 bzw. 27 beleuchtet.
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Anstatt der beiden I(ugellibellen verschiedener
Empfindlichkeit
können auch beispielsw-eise zwei Kugellibellen verschiedener Einstelldauer, z. B.
mit Füllflüssigkeiten verschiedener Viskosität, oder zwei zueinander senkrecht gerichtete
Röhrenlihellen vorgesehen werden.
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Zwecks photographischer Registrierung oder photometrischer Abtastung
können die Kugellibellen I3 bzw. 17 wahlweise auf folgendem Wege in die Filmkamera
bzw. die photometrische Abtastungsvorrichtung 28 projiziert werden: In dem erwähnten
Strahlengang der beiden Kugellibellen befinden sich zwei halbdurchlässige Spiegel
29 bzw.
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30! die den Strahlengang in Richtung des mit einer Achse 3I fest
verbundenen Spiegels 32 reflektieren, von wo aus der Strahlengang weiter über einen
Spiegel 33 durch ein Objektiv 34 und über einen Spiegel 35 zur Strichplatte 36 geführt
wird. Mit der Achse3I ist außer dem Spiegel 32 eine kreisförmige Scheibe 37 fest
verbunden, die die sich gegenüberliegen den Strichplatten 36 und 38 enthält. In
Fig. 2 ist der Strahlengang so veranschanlicht, daß die Libelle I3 über die Spiegel
30, 32, 33 und 35 mittels des Objektivs 34 auf die Strichplatte 36 projiziert wird.
Durch Drehung der Scheibe 37 in einem Lager 39 um I800 nimmt der Spiegel 32 die
in der Fig. 2 gestrichelt dargestellte Lage ein, während die Strichplatte 38 an
den Ort der Strichplatte 36 tritt und nunmehr die Kugellibelle mittels des erwähnten,
abgezweigten Strahlenganges auf die Strichplatte 38 am Ort der Strichplatte 36 projiziert
wird. Die beiden Strichplatten 36 und 38 enthalten den NIeßbereichen der zugehörigen
Kugellibellen 13 und I7 entsprechende Skalenteilungen.
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Die Strichplatte 36 bzw. 38 wird mittels eines Objektivs 40 ins Unendliche
abgebildet. Die erwähnte Filmkamera bzw. photometrische Abtastungsvorrichtung 28
nimmt den Strahlengang in ihrem Objektiv 41 zwecks Abbildung in einer Brennebene
42 der Kamera bzw. Ebene zur photometrischen Messung auf.
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In Fig. 3 ist der Fall beispielsweise veranschaulicht, daß zwei verschiedenartige
Libellen 43 und 44, die an einer Grundplatte 45 befestigt sind, durch Drehung um
eine Achse 46 austauschbar in den beispielsweise bei Fig. 1 beschriebenen Strahlengang
eingestellt werden können. Statt zwei Libellen können auch mehr als zwei Libellen
auf der Grundplatte 45 angeordnet werden.
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Fig. 4 zeigt beispielsweise drei Libellen 47, 47', 47" in Draufsicht.
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In Fig. 5 ist der Fall beispielsweise veransehaulicht, daß sich drei
Eugellibellen oder Röhrenlibellen 48, 49, 50 mit zueinander geneigten Basisflächen
bzw. Achsen in einem Gerät befinden. Die Strahlengänge der &eitlichen Libellen
49 und 50 werden z. B. mittels der Prismen 51 und 52 mit dem Strahlengang der Libelle
50 beispielsweise parallel gerichtet, so daß eine Abbildung der drei Libellen auf
drei nebeneinanderliegenden Mattscheiben möglieb ist. Durch diese Einrichtung wird
der Meßbereich des Gerätes in der Zeichnungsebene beträchtlich erweitert. Eine entsprechende
räumliche Erweiterung des Meßbereiches kann durch räumliche Anordnung weiterer Libellen
geneigter Basisflächen bzw. Achsen geschehen.
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In Fig. 6 ist beispielsweise eine Strichplatte 53, die z. B. an Stelle
von 36 oder 38 tritt, für photo metrische Abtastung bei Benutzung von Kugellibellen
dargestellt. Das Bildfeld ist mittels eines breiten Strichkreuzes 54 in vier Felder
geteilt, in dem bei einer beliebigen Neigung des Gerätes beispielsweise das Bild
der Libellenblase in der veranschaulichten Weise abgebildet wird. In der Brennebene
42 befinden sich vier den erwähnten Feldern entsprechende photometrische Aufnahmevorrichtungen,
die also gemäß der Leuchtdichte der einzelnen vier Felder ansprechen; durch eine
bekannte elektrische Differenzschaltung ist es möglich, die relative Lage des Libellenblasenbildes
in dem Strichkreuz 54 nach zwei I&oordinatenrichtungen mittels Schreibeinrichtungen
zu registrieren.
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In Fig. 7 ist eine ähnliche Strichplatte für den Fall der Verwendung
von Röhrenlibellen dargestellt.
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Auf diesen Fall treffen die Ausführungen des vorhergehenden Absatzes
sinngemäß zu.
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PATENTANSPRCHE: I. Libelle mit einer Vorrichtung zum Projizieren
der Libellenblase durch. ein Linsensystem, dadurch gekennzeichnet, daß in der Projektionsebene
Marken vorgesehen sind.