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Visiervorrichtung Die Erfindung betrifft eine Visiervorrichtung, welche
mechanisch mit einer Schreibvorrichtung, bestehend aus einer Schreibfläche und einem
Schreibwerkzeug, derart verbunden ist, daß jeder Einstellung der Visierlinie eine
bestimmte gegenseitige Stellung der beiden Teile der Schreibvorrichtung entspricht.
Es werden infolgedessen alle Bewegungen der Visierlinie nach Höhen- und Seitenwinkel
automatisch aufgezeichnet, so daß man sie auf einem entsprechenden Diagramm nachträglich
ablesen kann.
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Eine solche Vorrichtung ist insbesondere geeignet, Untersuchungen
über die Besonnungsverhältnisse, z. B. von Bauwerken, zu vereinfachen. Als Grundlage
zu Besonnungsuntersuchungen benutzt man im allgemeinen ein für den in Frage kommenden
Breitengrad berechnetes Diagramm. In diesem sind für gewisse charakteristische Tage,
z. B. Sonnenwenden und Tagundnachtgleiche, diejenigen Bahnen nach Höhen- und Seitenwinkeln
eingetragen, welche von der Sonne scheinbar beschrieben werden. Man kann also auf
einem solchen Diagramm für jeden beliebigen Zeitpunkt im Jahre, unmittelbar oder
nach Interpolation, den Sonnenstand nach Höhe über dem Horizont und Himmelsrichtung
ablesen.
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Ein zu untersuchender Punkt der Erdoberfläche kann nur von demjenigen
Teil des Himmelsgewölbes aus besonnt werden, der von diesem Punkte aus sichtbar
ist. Diejenige Linie, welche den sichtbaren Teil des Himmelsgewölbes begrenzt, wird
in den angelsächsischen Ländern Skyline genannt. In folgendem wird sie als Himmelsgrenze
bezeichnet.
Bei einer Besonnungsuntersuchung kommt es darauf an,
diese Himmelsgrenze auf ein Besonnungsdiagramm zu übertragen. Man muß also die gesamte,
vom untersuchten Punkte aus sichtbare Umgebung, soweit sie den mathematischen Horizont
überragt, nach Himmelsrichtung und Winkelhöhe auf dem Diagramm festlegen. So umgrenzt
man denjenigen Bereich des auf das Diagramm projizierten Himmelsgewölbes, welcher
für die Besonnung des untersuchten Punktes in Frage kommt, und kann dann das Diagramm
nach irgendwelchen Gesichtspunkten, z. B. Besonnungsdauer, Einfallswinkel usw.,
auswerten.
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Die Übertragung der Himmelsgrenze auf ein Diagramm wurde bisher unter
Benutzung von Grund- und Aufrißplänen mit Zirkel und Lineal oder im Gelände mit
Hilfe eines Theodoliten durchgeführt. Ein solches Verfahren ist naturgemäß sehr
zeitraubend, besonders wenn die Himmelsgrenze von den Umrissen vielgestaltiger und
in unterschiedlicher Entfernung befindlicher Körper gebildet wird.
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Nach der Erfindung wird der bisher zu solchen Untersuchungen notwendige
Zeitbedarf dadurch erheblich vermindert und das ganze Verfahren vereinfacht, daß
die Himmelsgrenze durch ein Visiergerät abgetastet und mechanisch, zum mindesten
mittelbar, auf das Besonnungsdiagramm übertragen wird.
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Aus den in folgendem beschriebenen, in der Zeichnung schematisch dargestellten
Ausführungsbeispielen gehen die näheren Einzelheiten hervor.
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Fig. i zeigt ein gebräuchliches Besonnungsdiagramm für den 49. Breitengrad
mit eingetragener Himmelsgrenze; Fig. 2 stellt ein auf Polarkoordinaten bezogenes
Besonnungsdiagramm für den 49. Breitengrad mit eingetragener Himmelsgrenze dar;
Fig. 3 zeigt die perspektivische Darstellung eines Visierapparates mit automatischer
Schreibvorrichtung für ein horizontal liegendes Polarkoordinatensystem; Fig.4 stellt
eine Möglichkeit der mechanischen Verbindung des Visiers mit der Schreibvorrichtung
durch Seilzug dar; Fig. 5 eine solche mit einem biegsamen Bande. In diesem Falle
ist zugleich eine Konstruktion gezeigt, bei welcher die horizontale Drehung des
Visiers nicht um eine materielle, vertikale Achse, sondern vermittels einer außerhalb
des Schreibbereichs liegenden Führung erfolgt.
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Fig. 6 zeigt einen anderen Visierapparat mit gekuppelter Schreibvorrichtung
für ein' zylindrisches Koordinatensystem; wie es in Fig. i in abgewickeltem Zustand
dargestellt ist.
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Auf dem in Fig. i gezeigten Besonnungsdiagramm sind die von der Sonne
scheinbar beschriebenen Bahnen für die Sommer- und Wintersonnenwende i und 3 Lind
die Tagundnachtgleiche 2 nach Höhe und Himmelsrichtung eingetragen. Die Stundenangaben
bezeichnen die wahre Ortszeit. Die für die Untersuchung eines Fensterdurchblicks
einpunktierte Himmelsgrenze 4 wird z. B. durch die übliche Konstruktion mit Zirkel
und Lineal auf dem Reißbrett gefunden. Der schraffierte Teil 5 bedeckt diejenige
den Himmel darstellende Fläche, von welcher aus der betrachtete Punkt nicht besonnt
werden kann.
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Fig. z zeigt dieselbe örtliche Gegebenheit auf einem auf Polarkoordinaten
bezogenen Besonnungsdiagramm. Mit 6, 7 und 8 sind die scheinbaren Sonnenbahnen für
Sommersonnenwende, Tagundnachtgleiche und Wintersonnenwende, mit 9 die Himmelsgrenze
und io der für die Besonnung nicht in Frage kommende Teil des dargestellten Himmelsgewölbes
bezeichnet.
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Das in Fig. 3 schematisch dargestellte Gerät besteht aus einer Visiervorrichtung
i i, z. B. einem Fernrohr, oder, wie hier gezeigt, Kimme und Korn, welche um eine
horizontale Achse 12 drehbar auf jeden Höhenwinkel eingestellt werden kann.* Das
Ganze ist um eine vertikale Achse 13 drehbar, so daß es möglich ist, die VisIervorrichtung
auf jeden beliebigen Punkt des Raumes zu richten. Die Bewegungen der Visierlinie
werden durch einen mit dieser fest verbundenen, verzahnten Kreissektor 14 auf eine
horizontal geführte, mit Schreibwerkzeug 15 versehene Zahnstange 16 übertragen.
Die Zahnstange macht die horizontalen Bewegungen der Visierlinie um die vertikale
Achse 13 mit. Das Ganze ist so angeordnet, daß bei einer vertikalen Schwenkung der
Visierlinie um 9o° durch das Schreibwerkzeug gerade der Weg zurückgelegt wird, welcher
auf dem Barunterliegenden Polarkoordinatensystem 17 der Entfernung vom go°-Mittelpunkt
bis zum o°-Höhenkreis dem Horizont entspricht. Man legt ein solches wie in Fig.2
gezeigtes Diagramm, genau nach der Windrose orientiert, so unter das Visiergerät
auf die horizontale Schreibfläche, daß die vertikale Achse 13 durch ein Loch im
Mittelpunkt des Diagramms geht. Dann wird jede horizontale und vertikale Bewegung
der Visierlinie durch das Schreibwerkzeug so auf das Diagramm übertragen, daß auf
diesem jede Stellung der Visierlinie nach Höhen- und Seitenwinkel nachträglich abgelesen
werden kann. Bewegt man die Visierlinie entlang der Himmelsgrenze, so wird deren
Verlauf auf das Diagramm übertragen und derjenige Bereich umgrenzt, von welchem
aus der untersuchte Punkt besonnt werden kann. Eine Spiegelvorrichtung 18 erlaubt
ein bequemeres Einstellen, besonders bei steilen Lagen der Visierlinie. Zweckmäßigerweise
wird die Visiervorrichtung vertikal und horizontal vermittels fester Griffe oder
drehbarer Bedienungsknöpfe bewegt, welche, wie in Fig. 3, Ziffer i9 und 2o gezeigt,
durch Verzahnung oder auf andere Weise wirken.
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Das ganze Gerät mitsamt der Auflageplatte für das Diagramm wird am
besten so konstruiert, daß es nach Art eines Vermessungsgerätes auf einem Stativ
befestigt und in bezug auf die Platte leicht mit Libellen und Kompaß horizontal
und nach der Windrose gerichtet werden kann. Man kann bei der Benutzung des Gerätes
auch auf ein Auflegen des Diagramms verzichten und statt dessen z. B. ein
neutrales
Papier unterlegen. Die aufgenommenen Ergebnisse lassen sich dann leicht nachträglich
mit einem Diagramm zur Deckung bringen.
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Die mechanische Übertragung zwischen der Visier- und der Schreibvorrichtung
kann auf andere Weise auch ohne Verzahnung durchgeführt werden. Ersetzt man z. B.
die Verzahnungen in 1,- ig. 3 durch Gummiauflagen, so erhält man eine Reibradübertragung.
Als weitere Möglichkeiten sind hier angedeutet: Fig.4, Übertragung durch Seilzug
2i, welcher an den Punkten 22 und 23 befestigt ist. Beim Senken der Visiervorrichtung
wird das Schreibwerkzeug durch die Rückholfeder 24 bewegt; Fig. 5, Übertragung durch
ein biegsames Band 25, welches in 26 befestigt ist. In Punkt 27 ist es mit dem in
einem Schlitz 32 gleitenden Schreibwerkzeug 31 verbunden, welches ihm zugleich
eine Führung gibt. Außerdem ist hier dargestellt, wie man das Gerät gestalten kann,
damit die horizontale Drehung nicht um eine materielle Achse, sondern vermittels
einer außerhalb der Schreibfläche befindlichen Führung, hier drei Rollen 28, 29
und 30, erfolgt. Eine solche Lösung ist notwendig, wenn auch im Zenith liegende
Punkte durch die Schreibvorrichtung erfaßt werden sollen. Eine der Führungsrollen
kann, wie bei 28 gezeigt, mit einem Drehknopf ausgestattet seid und so gleichzeitig
zur horizontalen Drehung der Visiervorrichtung benutzt werden. Der Kreissektor kann
auch auswechselbar gestaltet werden, so daß man durch Benutzung von Sektoren verschiedener
Radien das Gerät zur Verwendung von Diagrammen verschiedener Größe einrichten kann.
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Das in Fig. 6 gezeigte Gerät dient zur Verwendung bei zylinderförmigen
Koordinatensystemen, wie eines in abgewickeltem Zustand in Fig. i dargestellt ist.
Die Wirkungsweise entspricht sinngemäß dem in Fig. 3 beschriebenen Vorgang.