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Ortungstachygraph
Die Erfindung betrifft einen Ortungstachygraphen,
mit welchem es ermöglicht wird, in Verbindung mit einem Peilgerät sowohl die Tiefenverhältnisse
in fließenden, schiffbaren Gewässern zu ermitteln als auch tachygraphische Landmessungen
durchzuführen.
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Die bisher angewandten Meßmethoden zur Feststellung der Tiefen- und
Sohlengestaltung in schiffbaren, fließenden Gewässern weisen erhebliche Mängel auf,
da hierbei die an vielen Stellen noch übliche Aufnahme von Querprofilen mittels
einer über den Fluß gespannten Leine sehr zeitraubend ist und sich die Behinderung
durch den Schiffsverkehr sehr nachteilig auswirkt.
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Bei der Verwendung von optischen Distanzmessern wird diese Behinderung
zwar wesentlich verringert, doch läßt sich bei diesen Meßverfahren die Lage der
Peilstellen nicht eindeutig festlegen, well hierbei zwar der Abstand vom Ufer, nicht
aber die unvermeidliche und oft beträchtliche Abweichung des Peilbootes von der
ausgesteckten Profilachse gemessen wird. Die gleichen Schwierigkeiten ergeben sich
naturgemäß auch bei Verwendung von Echolotgeräten.
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Auch kommt der bekannte Sondiertachygraph nicht allen Anforderungen,
die an ein derartiges Gerät gestellt werden, nach. Dieser bekannte Sondiertachygraph
ermöglicht zwar eine exakte Lagebestimmung der gepeilten Stellen, doch ist seine
Verwendung nur beschränkt moglich, nämlich bei verhältnismäßig hohen Ufern, da der
Instrumeuteuhorizont mindestens 3,50 bis 4,00 m über dem Wasserspiegel liegen muß,
wodurch seine Verwendung für tachygraphische Messungen im Flachland zumindest erschwert
bzw. nicht möglich ist.
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Nach der Erfindung kann der neue Ortungstachygraph unabhängig von
der Höhenlage des Aufstellungspunktes eingesetzt werden, d. h. daß
er
sowohl an flachuferigen als auch an hochbordigen Gewässern verwendet werden kann
und darüber hinaus durch seine besondere konstruktive Ausbildung eine größere Meßgenauigkeit
erzielt sowie die Verwendbarkeit für Landaufnahmen ermöglicht wird.
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Erfindungsgemäß werden diese Vorteile dadurch erreicht, daß bei diesen
Ortungstachygraphen das Fernrohr sich in zwei parallelen Gleitbahnen verschieben
läßt, wobei der Abstand der Gleitbahnen die Meßbasis des Gerätes darstellt, so daß
durch diese Verschiebbarkeit das Gerät auch in geneigtem Gelände verwandt werden
kann. Weiterhin können beide Meßvisuren (zu den beiden Zielmarken) gleichzeitig
geneigt sein und somit sich dem Gelände anpassen. Ebenso ist der das Fernrohr tragende
Instrumententeil mit einem Ende drehbar gelagert und bewegt sich mit dem anderen
Ende auf einer horizontierbaren Gleitbahn, wobei das Fernrohr aus einer geneigten
Lage durch Drehen eines Fernrohfhebers unmittelbar und exakt in die horizontale
Lage gebracht werden kann.
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Die Erfindung ist an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
erläutert. Es zeigt Fig. I eine Seitenansicht des Ortungstachygraphen in schematischer
Darstellung, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. I, Fig. 3 einen Schnitt
nach Linie III-III der Fig. 1, Fig. 4 eine Draufsicht und Fig. 5 ein Aufnahmebeispiel
eines bestimmten Strompunktes mit den zu messenden Größen in schematischer Darstellung.
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Wie aus der Fig. I zu ersehen ist, ist der drehbare und klemmbare
Unterbau des Gerätes, welcher den Zeichentisch 4 und die Laufkreisplatte 5 aufnimmt,
mit drei Fußschrauben I, 2 auf ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Stativ aufgesetzt.
Die Laufkreisplatte 5 ist mit zwei Scharnieren 6 (Fig. 2) am Zeichentisch 4 befestigt,
so daß zwischen Laufkreisplatte 5 und Zeichentisch 4 der Lageplan des Flusses bzw.
des aufzunehmenden Geländes eingespannt werden kann. Auf die Laufkreisplatte 5 wird
das eigentliche Meßinstrument aufgesetzt. Es ruht einerseits drehbar mit einer Büchse
7 (Fig. 1, 2) auf dem hochstehenden Bolzen 8 der Laufkreisplatte und andererseits
mit zwei Laufrollen 9 auf der Laufbahn 10 der Laufkreisplatte 5.
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Das Gerippe des Instrumentes besteht aus dem Längsrahmen II-. dem
Okularrahmen 12 und dem Objektivrahmen I3. Im Okularrahmen 12 ist in einem Gleitstück
I das Okularende des Fernrohres I6 kippbar gelagert. Das Gleitstück kann im Okularrahmen
vertikal verschoben und in jeder Stellung festgeklemmt werden. Kleinere genaue Verschiebungen
können mit einer nicht dargestellten Feinschraube erfolgen. wobei die durch die
Xrerschiebung erzielte Neigung der Visierlinie an einer Skala in Prozenten abgelesen
werden kann.
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Im Objektivrahmen I3 ist das Objektivende des Fernrohres I6 in einem
vertikal verschiebbaren Gleitstück 15 derart gelagert, daß das Fernrohr den Vertikalbewegungen
des Gleitstückes leicht folgen kann. Das Fernrohr I6 ist mit einer Doppellibelle
und einem Fadenkreuz ausgerüstet und in Wälzlagern gelagert. Am rechtsseitig auskragenden
Teil I7 des Gleitstückes 15 (Fig. I, 3, ) befindet sich der schlüsseilförmig ausgebildete.
mit Baryt 18 versehen Schleifkontaktstift I9, mittels welchem das Gleitstück 15
einschließlich Fernrohr I6 auf der Kurvenscheibe 20 aufsitzt. Der Schleifstift ist
verschiebbar und leicht herausnehmbar angeordnet. und sein Berührungspunkt mit dem
Gleitstück 15 ist durch ein Justierschräubchen 21 in der Hölaenlage einstellbar.
Die Kurvenscheibe 20 sitzt auf einer im Objektivrahmen I3 gelagerten Achse 22, welche
auch die Treibräder 23 beiderseits des Objektivrahmens sowie das Zählrad 24 und
das Zahnrad 25 fest aufnimmt. Bei Betätigung des Treibrades 23 drehen sich Kurvenscheibe,
Zahnrad und Zählrad mit, wodurch der auf der Kurvenscheibe zo schleifende Kontaktstift
Ig in seiner Höhenlage verändert und diese Bewegung sich über das Gleitstück 15
auf das Obieküvende des Fernrohres überträgt, während durch das Zahnrad die im Grundrahmen
eingelassene Zahnstange 26 bewegt wird wodurch die Lage des an einem auskragenden
Arm 28 der Zahnstange 26 angeordneten und entlang des Zeichenblattes gleitenden
Pikierstiftes 27 verändert wird. Das Zählrad 24 läßt an der nicht dargestellten
Noniusmarke die jeweilige Stellung des Pikierstiftes ablesen. An der Achse 22 ist
der Fernrohrheber 29 angeordnet, welcher in den Lagen gehoben und gesenkt einrastet.
In gehobener Stellung ruht das Gleitstück mit dem Fernrohr derart auf dem Heber,
daß die Fernrohrachse horizontal ist.
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Die Arbeitsweise und Handhabung des Gerätes ist folgende: In Fig.
5 ist H der feste Abstand zweier Meßmarken auf einer Ziellatte. deren eine bei horizontaler
Visur im Fadenkreuz des Fernrohres 16 erscheint, während die andere (untere) mit
dem Treibrad 23 eingestellt wird. Hierbei ist das Gleitstück 15 um das Stück h gegenüber
seiner Lage bei horizontaler Visur verschoben. Bedeuten lo den festen Abstand des
Objektivrabmens vom Okularrahmen und L den Abstand zwischen dem Gerät und der Ziellatte,
so gilt die Beziehung H h = . l0 .
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L Bei der Betätigung des Treibrades 23 wird der Pikierstift 27 um
einen zu L verhältnisgleichen, im jeweiligen Kartenmaßstab reduzierten Wert verschoben.
Die Kurvenscheibe 20 ist derart geformt. daß gleichzeitig die sich aus der vorstehenden
Gleichung ergebende Verschiebung h des Gleitstückes I5 entsteht.
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Die Aufstellung des Tachygraphen erfolgt über einen auch im Plan
leicht zu ermittelnden Uferpunkt, von dem aus die aufzunehmende Stromstrecke gut
überblickt werden kann. Nach ungefährer Horizontierung des Unterbaues 3 mittels
der nicht dargestellten Kreuzlibellen der Laufkreisplatte 5 wird die Stromkarte
im Maßstab 1 : n
zwischen Zeichentilsch 4 und Laufkreisplatte 5
derart befestigt, daß der in der Karte eingezeichnete Instrumentenstandpunkt in
die vertikale Schwenkachse des Gerätes fällt.
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Sodann wird das eigentliche Meßinstrument so auf die Laufkreisplatte
aufgesetzt, daß die Büchse 7 des Instrumentes in den Bolzen 8 der Laufkreisplatte
sich einsetzt und der Pikierstift 27 sich durch Schwenken des Instrumentes und Betätigung
des Treibrades 23 auf einen markanten Punkt des Lageplanes einstellt. Nun wird der
Zeichentisch mit dem Instrument so lange mit dem drehbaren Teil des Unterbaues 3
verschwenkt, bis im Fadenkreuz des Fernrohres jener mit einem Fluchtstah markierte
Punkt erscheint, welcher dem Planpunkt entspricht, auf welchem der Pikierstift steht,
so daß nun das Gerät orientiert ist und die Aufnahme erfolgen kann.
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Soll die Messung bei tief gelegenem Instrumentenstandpunkt durchgeführt
werden, wobei der Instrumentenhorizont verhältnismäßig wenig über dem Wasserspiegel
liegt, so wird mit Visur nach oben gemessen. Dabei ist die in dem für die Meßfahrt
dienenden Boot aufgestellte Ziellatte mit einer oberen und einer unteren Zielmarke
versehen.
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Zunächst wird die untere Zielmarke in die Ebene des Instrumentenhorizontes
eingestellt und während der Meßfahrt die obere Zielmarke anvisiert.
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Jede Zielmarke weist eine Nullinie und eine in 5 cm unterteilte Skala
auf. Die Einstellung der Ziellatte erfolgt zweckmäßig beim Instrumentenstandpunkt,
während die erste Meßfahrt aber in einiger Entfernung vom Instrumenten standpunkt
beginnen wird. Infolge des Wasserspiegelgefälles wird nun bei horizontaler Visur
die Lesung an der unteren Zielmarke einen etwas anderen Wert ergeben als in der
Nähe des Instrumentenstandpunktes.
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Bei Einstellung des Instrumentes wird nunmehr die Visierlinie durch
Betätigung des Treibrades so lange gehoben, bis sich auf der oberen Zielmarke die
gleiche Lesung zeigt wie bei horizontaler Visur auf der unteren. Hierbei ruht der
Schleifkontaktstift 19 auf der Kurvenscheibe 20. Während der Meßfahrt wird mit dem
Fadenkreuz diese Lesung an der oberen Zielmarke verfolgt und eingehalten.
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Vertikale Abweichungen werden hierbei durch Drehen des Treibrades
23 beseitigt, die horizontale Verschiebung wird durch Schwenkung des Instrumentes
verfolgt. Da sich während der Meßfahrt die Höhenlage der Zielmarke ändert (Wasserspiegelgefälle,
ungleichmäßiges Einsinken des Bootes), ist von Zeit zu Zeit eine Überprüfung der
Höhenlage nötig. Zu diesem Zweck wird das Objektivende des Fernrohres etwas angehoben,
der Schleifkontaktstift 19 nach der Art eines Schlüssels gedreht und von der Kurvenscheibe
20 abgehoben.
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Das Gleitstück 15 wird dann auf den in gehobener Lage eingerasteten
Fernrohrheber 29 aufgesetzt, womit die horizontale Visur hergestellt ist und die
maßgebende Lesung an der unteren Zielmarke abgenommen werden kann. Ist dies erfolgt,
dann wird das Fernrohr wieder auf den Schleifkontaktstift 19 und die Kurvenscheibe
20 aufgesetzt und mittels Treibrad 23 die neue Lesung auf der oberen Zielmarke eingestellt.
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Bei der beschriebenen Verfolgung der Zielmarke beschreibt der Pikierstift
19 auf dem Zeichenblatt eine Bahn, welcher der Bewegung des Meßbootes bzw. der Ziellatte
in der Natur entspricht. An den abgepeilten Punkten gibt das Peilboot ein optisches
Zeichen, worauf mit dem Pikierstift diese Stelle im Plan gelocht wird, so daß durch
einfache Identifizierung dieser pikierten Punkte mit den Aufzeichnungen des Peilbootes
die Tiefenzahlen in den Plan übertragen werden können.
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Für die Messung bei hochgelegenem Instrumentenstandpunkt wird mit
abwärts gerichteter Visierlinie gearbeitet, wobei die Arbeitsweise und Handhabung
des Instrumentes derjenigen bei tiefgelegenem Instrumentenstandpunkt entspricht.
Die tfberprüfung der Höhenfolge erfolgt in der Weise, daß der Fernrohrheber 29,
welcher bei diesem Meßvorgang in gesenkter Lage eingerastet ist, in gehobene Lage
gedrückt wird, wobei das Gleitstück 15 mit dem Fernrohr I6 mitgenommen wird. Beim
Einrasten in die gehobene Lage ist die horizontale Visur hergestellt, und die Überprüfung
kann erfolgen.
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Wird der Ortungstachygraph für Vermessungen an Land eingesetzt, dann
wird statt der Zielscheibe eine gewöhnliche Nivellierplatte verwendet Nach Ablesung
der Latte bei horizontaler Visur wird die um die Höhendifferenz zwischen horizontaler
und geneigter Visur velrschiedene Lesung eingestellt. Der Pikierstift markiert dann
den entsprechenden Punkt im Plan. Da die anvisierten Geländepunkte ihrer Lage nach
unmittelbar im Plan festgelegt und aufgetragen werden und die Höhen im gleichen
Meßvorgang ermittelt werden, geht die Aufnahme sehr schnell vonstatten.
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Der Tachygraph eignet sich fur Gelände aufnahmen und Flächennivellements,
zu Trassierungen von Straßen und Kanälen, zu Aufnahmen als Grundlage für Massenvermittlungen
bei Erdbewegungen u. dgl.
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Da sowohl mit Visur nach oben als auch mit Visur nach unten gearbeitet
werden kann, ist es auch im hügeligen Gelände möglich, von einem Standpunkt aus
einen ziemlich breiten Geländestreifen aufzunehmen. Der Maßstab der Landvermessungen
kann in weitesten Grenzen gewählt werden, wozu es nur jeweils der entsprechenden
Kurvenscheibe 20 bedarf.
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Bei Einsatz einer Speziallatte, der sogenannten Tachymetrischen Nivellierlatte,
kann nach Ermittlung der absoluten Höhe des Instrumentenhorizontes für jeden anvisierten
Punkt unmittelbar die Höhe über NN abgelesen werden, so aß die Errechnung der absoluten
Höhenkote der vermessenen Punkte in Fortfall kommt.
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Bei stärker geneigtem Gelände oder bei Verwendung kurzer Nivellierlatten
kann nach Verschiebung des Okulargleitstückes 14 und mit geneigter Visur als Basis
gemessen werden.
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Die metallene Kurvenscheibe 20 kann auch durch eine Scheibe aus Glas
mit eingesetzter Kurven-
linie in das Instrument eingesetzt werden,
wobei dann der Kontaktstift 19 entfälIt Die Einzeich nung der Kurve muß bei der
Glasscheibe mit der gleichen Genauigkeit wie die Schleifung der die tallkurven erfolgen,
jedoch werden die Herstellungskosten niedriger als bei Metallscheiben.
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Bei der Verwendung von Glaskurven wird durch Schlitze im Rahmen,
Gleitstück und Fernrohrmantel mit Hilfe eines Prismenspiegeis (in der Zeichnung
nicht dargestellt) das durchleuchtete Bild der Kurvenlinie in die Fadenkreuzplatte
gespiegelt, wobei ein geeignetes Linsensystem für Bildschärfe in der Fadenkreuzebene
sorgt. Im Fadenkreuz des Fernrohres ist zusätzlich noch ein sekundäres Fadenkreuz
eingeritzt, in dessen Bereich das Bild der Kurvenlinie zu liegen kommt.
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Zweckmäßig wird man bei Stromgrundaufnahmen die Metallscheibe beibehalten,
weil die Bedienung des Instrumentes infolge der automatischen Anpressung des Kontaktstiftes
an die Metallkurve hierbei einfacher ist als bei einer eingesetzten Glasscheibe,
wo die Einstellung des Fernrohres auf die Höhe der Kurvenlinie durch Betätigung
einer Feinschraube (in der Zeichnung nicht dargestellt) am Ohjektivrahmen zusätzliche
Handgriffe erfordert.