Der Vielmesser, ein neues Feldmessinstrument von Ingenieur R. Jähns. Mit Abbildungen. Jähns' neues Feldmeßinstrument. Das nachstehend beschriebene Universal-Meßinstrument (preußisches Patent vom April 1873) ermöglicht die Lösung der bei technischen Vorarbeiten Textabbildung Bd. 216, S. 220 Textabbildung Bd. 216, S. 220 vorliegenden Aufgabe: einen Punkt nach Situation und Höhe festzulegen — in einer von den bisherigen Verfahrungsweisen völlig abweichenden Art, indem beim Gebrauche des „Vielmessers“ die Festlegung des Punktes in beiden Ebenen gleichzeitig erfolgt, ferner dieselbe durch eine einzige Aufstellung, ohne jedwede Rechnung geschieht, endlich auch die Auftragung eines Theils der Meßresultate auf eine Zeichenplatte durch das Instrument selbstthätig bewirkt wird. Das in den Figuren II und III abgebildete Instrument bedarf als Unterlage einer Meßtischplatte nebst Stativ, und es gehört dazu noch eine Nivellirlatte, auf welcher zwei Punkte y und z zu markiren sind, deren gegenseitiger Abstand von dem Maßstabe abhängig ist, in welchem die Austragung der Messungsresultate erfolgen soll; der Abstand der beiden Lattenpunkte ist also für den ganzen Umfang einer auszuführenden Messung constant. Die Construction des Instrumentes beruht auf den beiden einfachen Gleichungen: C : c = E : e und H : h = E : e, bei denen die Bedeutung der einzelnen Werthe aus der nebenstehenden Figur I unmittelbar ersichtlich ist. In diesen Figuren bezeichnen ferner noch a′ die auf der Meßtischplatte angegebene Lage eines Stationspunktes a; x′ die Horizontalprojection eines Punktes y, der um H höher als seine Projection x′ liegt; c ist eine im Instrument selbst gegebene Länge, C dagegen eine auf der Nivellirlatte vorkommende Länge, deren wesentlichste Eigenschaft schon vorhin angegeben wurde. Der Vielmesser hat als Besonderheit die Einrichtung, daß während des Anvisirens der Punkte y und z die im Instrument durch einen entsprechenden Constructionstheil vertretene Verticale ib (Fig. I) stets vertical und parallel zu der Richtung zy ist; es entspricht daher der in der Verlängerung von ib liegende Punkt d auch stets der Lage des Punktes x′, welcher in der Verlängerung von zy liegt. Der Höhenunterschied H, welcher im Instrument durch die Länge h dargestellt ist, wird entweder durch Ablesung oder auch durch Abgreifen mit einem Zirkel bestimmt. Handhabung des Instrumentes. Auf einer horizontal einzustellenden Meßtischplatte wird das Instrument mit Hilfe der beiden Stellschrauben a und b und der Libellen e und c horizontal aufgestellt. Sodann wird die Schraube α so weit herunter geschraubt, daß ihre Spitze nach unten durch ein kleines, nach Art der Reißnägel auf das Papier gestiftetes Metallplättchen geht, in welchem sie dann genügenden Halt findet, um als Drehpunkt für das Instrument zu dienen. Der Meßtisch Textabbildung Bd. 216, S. 222 muß vorher so orientirt gewesen sein, daß die Schraube α genau über dem Stationspunkte a (Fig. I) liegt. Der Schieber (Rahmen) SS wird bis an das freie Ende der Leiste x (nach γ) gerückt, so daß der mit ersterem verbundene kleine Schlitten v (Fig. III) von den inneren Kanten (Flächen) der beiden Schenkel f und k frei wird. Der Schlitten v enthält in Gestalt eines kleinen Stahlplättchens, das in Verbindung mit einem Fühlhebel r steht, die vorhin erwähnte Constante c des Instrumentes. Auf demjenigen Punkte P (Fig. I), der nach seiner Lage im Grundriß und in der Verticalebene bestimmt werden soll, wird die Meßlatte von constanter Visirhöhe vertical aufgestellt. Der Längenabschnitt zy auf der Latte bildet die schon vorhin erwähnte Constante C Wenn zusammenhängende Höhenmessungen ausgeführt werden sollen, kann das Geschäft dadurch etwas vereinfacht werden, daß man die untere, mit y bezeichnete Signalscheibe der Latte in gleicher Höhe n mit der Drehachse des Fernrohres am Instrumente festklemmt. Jetzt wird die Schraube g (Fig. II) so weit gelüftet, daß die Schenkel f und k zusammenschließen, wobei die Stahlflächen, mit welchen die betreffenden Seiten der beiden Schenkel belegt sind, genau auf einander liegen. Das Fernrohr des Instrumentes ist mit dem Schenkel f derartig verbunden, daß bei geschlossener Lage der Schenkel die optische Achse des ersteren den Auflageflächen parallel ist. Durch Anziehen der für grobe und feine Bewegung eingerichteten Schrauben n und n1 werden die geschlossenen Schenkel, und mit denselben das Fernrohr, so weit bewegt, bis der Durchschnittspunkt der Fadenkreuzfäden im Fernrohr mit dem unteren Signalpunkte y coincidirt. In dieser Lage vertritt jede der Stahlflächen der beiden Schenkel (wie auch die optische Achse des Fernrohres) den oberen Schenkel ai des Winkels Δ, der auch den unteren Schenkel des Winkels φ (Fig. I) bildet. Vor und nach dieser ersten Visur controlire und berichtige man eventuell die an der Libelle e erkennbare Stellung des Instrumentes bezüglich seiner Horizontalität. Mittels Anziehen der Schrauben g wird nunmehr das Fernrohrfadenkreuz mit dem oberen Signalpunkt z der Latte zur Coincidenz gebracht. In dieser Lage vertritt die Stahlfläche des Schenkels f und ebenso die Fernrohrachse den oberen Schenkel ab des Winkels φ, während die Stahlfläche des unteren Schenkels k ihre Lage und Function, wie dieselben angegeben, beibehalten hat; es sind also durch die Ausführung der bisher beschriebenen Operationen die Winkel Δ und φ im Instrument festgelegt. Es Wird nunmehr der Schieber SS vorsichtig wieder so weit rückwärts bewegt, daß das an dem Schlitten v befestigte Stahlplättchen i und der Fühlhebel r (Fig. III), welch letzterer durch eine kleine Feder beständig in etwas gehobener Lage erhalten wird, endlich mit den beiden Stahlflächen der Schenkel k, f zum Contact kommen. Welche Verschiebung von SS genügt, damit der Fühlhebel r die Stahlfläche des Schenkels f und gleichzeitig das Stahlplättchen i die Stahlfläche von g nur eben berührt, ist durch langsame Ausführung der Operation einerseits zu sichern, andererseits durch genaue Beobachtung des Fühlhebels r auch leicht erkennbar. Ist nun der gleichzeitige Contact hergestellt, so wird durch das Anziehen der Schraube δ der Schieber SS in der zugehörigen Stellung vorläufig festgeklemmt. Nunmehr wird durch entsprechende Drehungen der Mikrometerschraube u (Fig. III) dem Schieber SS eine feine Vor- oder Rückwärtsbewegung ertheilt; gleichzeitig wird eine seitlich vortretende Verlängerung des Fühlhebels r beobachtet, auf welcher sich ein Theilstrich angebracht findet. Der Schlitten v hat ebenfalls noch ein seitlich vortretendes festes Stück, auf welchem ein zweiter Theilstrich angebracht ist. In demjenigen Moment, wo in Folge der Drehung der Schraube u der Fühlhebel r eine solche Stellung angenommen hat, daß die beiden Theilstriche coincidiren, wird die Bewegung unterbrochen, indem bei dieser Stellung der Fühlhebel die Lage des Punktes b, die Kante des Plättchens aber den Punkt i (s. Fig. I genau fixiren und sonach das geometrisch ähnliche Bild der Länge zy im Instrument hergestellt ist. Man überzeuge sich nunmehr, ob das Fernrohr die genaue Einstellung auf den Signalpunkt z und das Instrument seine horizontale Stellung bewahrt hat; etwaige Ungenauigkeiten sind zu verbessern, um dann auch die entsprechende Verbesserung an der Stellung des Schlittens v vorzunehmen. Ist Visur und Schlittenstellung als richtig erkannt, so drücke man auf den Kopf des kleinen Stiftes p, dessen Spitze in dem aufgespannten Papierbogen dann einen Punkt markirt, welcher die Lage des eingemessenen Punktes im Vergleich zu dem Stationspunkte angibt. Der Stift p geht durch die Wirkung einer Feder in seine ursprüngliche Stellung von selbst zurück. Der Abstand jener beiden Punkte α und p kann hiernächst, wenn nöthig, mit Hilfe eines dem Instrument beigegebenen Horizontalmaßstabes leicht ermittelt werden. Die Höhenlage des Signalpunktes y ergibt sich dagegen aus dem Stande des am Instrument angebrachten Transversalnonius t und an der Höhenscale des Schiebers SS (Fig. II und III). Ablesung der Höhen und Reduction derselben auf einen speciellen Fixpunkt. Bei den Höhenablesungen kommt in Frage, ob 1) ein beliebiger Horizont angenommen und der Cotirung unterlegt werden kann, oder ob 2) die Cotirung auf einen allgemeinen, durch einen Fixpunkt gegebenen Horizont bezogen werden muß. Im ersten Falle braucht man nur die jedesmal durch Einstellung ermittelten Höhen am Instrumente abzulesen, deren Differenzen hiermit von selbst gegeben sind. Anders ist das Verfahren in dem zweiten Falle, zu dessen Erläuterung ein specielles Beispiel angenommen werden möge. Die Cote des im Terrain selbst liegend gedachten Fixpunktes sei 386,75 Meter. Die diesem Horizont entsprechende Einstellung der Höhenscale des Instrumentes geschieht dann in folgender Weise. Die Latte wird am Fixpunkte aufgestellt und, wenn dieser Punkt auf der Meßtischplatte nicht bereits gegeben sein sollte, die Lage desselben in der vorhin dargelegten Weise bestimmt; die Spitze des Stiftes p ist in die dem Fixpunkt angehörige Lage zu bringen, bezw. in dieser zu erhalten. Es wird alsdann mittels der Schraube δ der Schieber SS an der Leiste xx festgeklemmt. Durch entsprechende Verschiebung der mit einander verbundenen beiden Höhenscalen (Fig. III), welche Verschiebung mittels der Schraube l erfolgt, wird die (in dieser Figur mit yy bezeichnete) Scale so eingestellt, daß mit Bezug auf eine zunächst liegende Abtheilung des kleinen, an der Scale befindlichen Zehner- und Fünferleistchens Z die Ablesung 6,75 sich ergibt. Nunmehr hat man noch die am Umfange mit fortlaufenden Ziffern besetzte Walze w im Schieber SS so weit zu drehen, bis die Ziffer 8 dem Zehnerleistchen Z zunächst, und zwar am unteren Anfangspunkte der betreffenden Zehnerabtheilung, erscheint. Hiermit ist nun der Horizont des Fixpunktes in das Instrument eingeführt, und es sind durch diese Anfangseinstellung alle späteren Höhenablesungen ohne weiteres auf denselben reducirt, so daß alle Umrechnungen etc. entfallen. — Die in dem gewählten Beispiele der Zahl 386,75 voranstehende Ziffer 3 muß vorläufig im Sinne behalten und den späteren Ablesungen hinzugefügt werden, selbstverständlich nur so lange, als die Ablesung in den die Zahl 300 repräsentirenden Streifen der Walze w des Schiebers fällt. Ermittelung der Bezifferung des Horizontes für eine bestimmte Station. Der im Vorstehenden unter 1 gedachte Fall schließt denjenigen ein, in welchem es sich darum handelt, den Höhenunterschied zwischen einem Stationspunkte und einem oder mehreren anderen Punkten zu bestimmen. In diesem Falle gilt für den Horizont kein bestimmter Zahlenwerth; es kann aber der erstere dann als durch die Drehachse des Fernrohres gehend gedacht werden. Bevor man nun die vergleichsweise Höhe anderer Punkte am Instrumente ablesen kann, muß ermittelt werden, welcher Zahlenwerth an der Höhenscale yy der Höhe des Instrument-Horizontes angehört. Dies geschieht dadurch, daß man zunächst die Stahlflächen der Schenkel f und k zur Deckung und die Berührungsfläche sodann in die horizontale Lage bringt, welche letztere mittels der am Fernrohre befindlichen Libelle ∑ (Fig. II) controlirt wird. Wird hiernach der Schenkel f gehoben und alsdann der Schieber SS soweit verschoben, daß das Plättchen i mit seiner Kante auf der Stahlfläche von k aufliegt, so liest man dann am Stande des Transversalnonius t im Vergleich zur Höhenscale yy den Zahlenwerth der Höhencote des Instrument-Horizontes ab. Messung von Niveau-Unterschieden auf Grund einer schon bekannten Situation. Der Situationsplan wird auf den Meßtisch gelegt, und letzterer orientirt. Das Instrument wird so auf den Meßtisch gestellt, daß die Spitze α genau über dem im Plane gegebenen entsprechenden Terrainpunkt a sich befindet. Sodann wird die untere Signalscheibe y oder auch ein anderer Punkt der Latte anvisirt und der Schieber SS mit der Markirspitze p über den zugehörigen Punkt des Planes gerückt; der Schlitten v mit der Kante des Plättchens i wird alsdann auf die Stahlfläche des Schenkels k gesetzt etc. und die Höhencote auf der Scale yy abgelesen. Für jeden ferneren Punkt wird dies einfache Verfahren wiederholt. Auf die gleiche Weise mißt man auch verticale Längen. Es bedarf dazu zweier Visuren nach den beiden Endpunkten der Länge, während der Schieber SS nur eine einzige Einstellung über demselben Punkte erfordert. Stationirung und Orientirung. Bei der Stationirung können zwei Fälle vorkommen, und zwar: 1) der Stationspunkt konnte von einem früheren Aufstellungspunkte aus eingemessen werden und befindet sich bereits auf der Meßtischplatte verzeichnet, oder es konnte 2) der Stationspunkt von einem früheren Punkte aus nicht eingemessen werden und man hat ihn frei neben den auf dem Blatte bereits befindlichen Punkten noch zu wählen. In letzterem Falle benützt man zur Festlegung entweder zwei bekannte Punkte oder eine Richtungslinie und einen außerhalb derselben gegebenen bekannten Punkt. Da man den Abstand des Stationspunktes von einem beliebigen anderen Punkte stets von ersterem aus mittels nur einer Beobachtung ermitteln kann, so vereinfachen sich beim Gebrauch des Vielmessers die Operationen gegenüber denjenigen, die bei Anwendung einer Kippregel erforderlich sind, ganz bedeutend. Aufnahme von Schichtenplänen. Bei der durch den Gebrauch des Vielmessers gebotenen Möglichkeit, Höhe und Distanz gleichzeitig zu bestimmen, bildet derselbe gerade für diese Aufgabe, deren Lösung im übrigen vorhin schon umständlich dargelegt ist, ein ganz besonders geeignetes Instrument. Es erübrigt nur die Bemerkung, daß, wenn eine genügende Anzahl von Terrainpunkten nebst der dazu gehörigen Höhenbezifferung auf der Meßtischplatte bestimmt ist, die Schichtenlinien eingetragen werden, wobei es von Vortheil ist, daß diese Arbeit gleich auf dem Felde vorgenommen werden kann, wodurch eine größere Annäherung an die Wirklichkeit als bei Ausführung der Arbeit im Zimmer ermöglicht wird. Aufnahme und Auftragen von Querprofilen. Die Längen- und Höhenbestimmungen, welche hierbei vorkommen, geschehen in gleicher Weise wie bei den Operationen, welche für sonstige Zwecke ausgeführt werden. Einen besonderen Werth hat bei Profilaufnahmen der Gebrauch des Vielmessers dadurch, daß derselbe gestattet, die gemessenen Verticalabstände y1, y2 … direct auf die Meßtischplatte zu übertragen, und zwar in den, ihren wirklichen Horizontalabständen entsprechenden, verjüngten Horizontalabständen x1, x2 …, so daß die Nothwendigkeit der Ablesung der Zahlenwerthe für die Höhen ebenso fortfällt, wie dies analog bei der durch das Instrument bewirkten selbstthätigen Auftragung der Horizontalabstände der Fall ist. Die eingemessenen Höhen werden mittels Zirkel an der Höhenscale abgegriffen und über den gleichzeitig eingemessenen Situationspunkten, welche dem betreffenden Querprofil angehören, abgesetzt. Gebrauch des Vielmessers als Nivellirinstrument. Das Instrument kann dazu direct auf den Kopf des Meßtischstativs aufgesetzt werden, obwohl die Aufstellung desselben auf einer Meßtischplatte bequemer sein dürfte. Die Libelle ∑ spielt ein, wenn die Fernrohrachse horizontal liegt; diese Stellung kann mit Hilfe der Schrauben n oder g jeder Zeit erreicht werden, wodurch der Gebrauch des Vielmessers als gewöhnliches Nivellirinstrument ermöglicht wird. Arbeiten mit verschiedenen Maßstäben. Die Einrichtung des Vielmessers gestattet den Gebrauch jedes beliebigen Maßstabes, für Entfernungen sowohl als für Höhen. Die hierbei bestimmend auftretenden Größen sind: 1) der Abstand der beiden Signalscheiben auf der Visirlatte; 2) die Distanz zwischen dem betr. Punkte des Fühlhebels (wenn dieser in seiner normalen Lage sich befindet) und der unteren Kante des Stahlplättchens i. Als normale Lage des Fühlhebels ist hier diejenige gedacht, bei welcher der auf dem Hebel angebrachte Theilstrich mit dem oben erwähnten Theilstrich am Schlitten v coincidirt. Immer wird das Verhältniß stattfinden e : E = c : C. Man kann daher mit einer und derselben Constanten c im Instrumente in beliebigen Maßstäben arbeiten, wenn man diesen entsprechend nur die Länge C annimmt, oder aber unter Beibehaltung letzterer eine entsprechend veränderte Constante c in das Instrument einschalten. Obgleich die Wahl der Größen C und c scheinbar ganz beliebig ist, muß doch darauf aufmerksam gemacht werden, daß es gerathen ist, C für irgend einen Maßstab so groß wie möglich zu wählen. Je höher der gewünschte Genauigkeitsgrad sein soll, desto größer müssen die Sehwinkel des Instrumentes sein. Für die gebräuchlichsten Maßstäbe, welche für die Detailaufnahme Bedeutung haben, sind dem Instrumente verschiedene Constanten c beigegeben, und es zeigt die untenstehende Uebersicht, in welcher Weise bei bestimmten Lattenhöhen diese Constanten zu verwenden sind. Bei einem Wechsel des Maßstabes werden die betreffenden im Schlitten v liegenden Theile fortgenommen und durch die entsprechenden anderen ersetzt. Außerdem wird in den Höhenschieber SS eine andere, dem Maßstab entsprechende Höhenscale yy eingesetzt. Für die unten angeführten Maßstäbe sind die entsprechenden Scalen dem Instrumente ebenfalls beigegeben. Maßstab. Größe der Constante c in Millimeter. Entfernung der Signalscheiben in Meter. 1 : 200 15 3 1 : 200 25 5 1 : 500 10 5 1 : 500   5 2,5 1 : 1000   5 5 1 : 2000   2,5 5 An der Visirlatte müssen beide Signalscheiben y und z verstellbar sein; diese Verstellbarkeit wird mittels Bügel und Klemmschraube in gewöhnlicher Weise bewirkt. Der Genauigkeitsgrad der mit dem Vielmesser ausgeführten Messungen ist für die gewöhnlichen Fälle der Praxis ein völlig ausreichender, da die graphischen Angaben des Instrumentes bei vorsichtiger Behandlung und wirklich genauem Anvisiren der Signalpunkte auf der Latte — eine fehlerlose Justirung des Instrumentes vorausgefetzt — entweder keine, oder nur solche kleine Fehler auf der Zeichenplatte ergeben, daß dieselben ohne Loupe nicht bemerkt werden können. Als eine der Hauptfehlerquellen kommt die Abnützung derjenigen Theile in Betracht, welche im Instrumente die Constante c darstellen. Diese Aenderung kann aber jederzeit durch entsprechende Veränderung der Abstände der beiden Signalscheiben an der Visirlatte controlirt und vollkommen unschädlich gemacht werden. Der Parallelismus der Fernrohrachse mit den Stahlflächen kann jederzeit mit Hilfe der Libelle ∑ durch Drehung des Fernrohres auf seiner Achse hergestellt werden, nachdem anfänglich der Schenkel k des Schiebers SS durch Aufsetzen einer beliebigen anderen Libelle in die horizontale Lage gebracht und darauf der mit der Drehachse festverbundene obere Schenkel f so weit bewegt wurde, daß die Stahlflächen sich decken. Die Längenausdehnung der Schenkel f und k durch die Wärme ist ohne Einfluß auf die Messungsresultate, da nur die Unveränderlichkeit der Richtung derselben, nicht aber die ihrer Längen hierauf einwirkt. Ein sehr leicht zu beschaffendes Urtheil über die Genauigkeit, mit welcher das Instrument functionirt, erlangt man durch Aufnahme eines Querprofils, dessen Richtung genau abgesteckt und in jedem Brechpunkte mit Pfählchen markirt wurde. Wie die markirten Punkte sämmtlich in einer Geraden liegen, so muß auch die Verbindungslinie der auf der Zeichentafel durch den Stift p hergestellten Punktenreihe eine Gerade bilden, wenn das Instrument genau arbeitet.Vielmesser von der beschriebenen Einrichtung sind bereits in größerer Anzahl vorräthig im optisch-mechanischen Institute von Franz Schmidt und Hänsch in Berlin (C. Neue Schönhauserstraße Nr. 2), welchen das ausschließliche Recht der Anfertigung übertragen ist. Der Preis eines Instrumentes incl. Latte beträgt 450 Mark. (Aus der deutschen Bauzeitung, 1875 S. 92.)