DE102006046435B4

DE102006046435B4 - Measuring ball reflector

Info

Publication number: DE102006046435B4
Application number: DE200610046435
Authority: DE
Inventors: Horst Dreier
Original assignee: Dreier Lasermesstechnik GmbH
Current assignee: Dreier Lasermesstechnik GmbH
Priority date: 2006-09-22
Filing date: 2006-09-22
Publication date: 2008-08-14
Anticipated expiration: 2026-09-23
Also published as: DE102006046435A1

Abstract

Messkugel-Reflektor (2) für Richtungs- und/oder Abstandsmessungen, mit einem Kugelkörper (4), in dem ein Träger für ein optisches Element (14) angeordnet ist, das zur Reflexion eines Messstrahls dient, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger als ein im Wesentlichen starrer Einsatz (10) ausgebildet ist, der in eine in dem Kugelkörper (4) ausgebildete, zum Einsatz komplementäre Aufnahme (6) eingeschoben ist, und dass auf den Einsatz (10) wirkende Einstellmittel (24) zur Bestimmung einer Einschubposition des Einsatzes (10) innerhalb der Aufnahme (6) vorgesehen sind.Measuring ball reflector (2) for Directional and / or distance measurements, with a spherical body (4), in which a carrier for a optical element (14) is arranged, which is for reflection of a measuring beam serves, characterized in that the carrier as a substantially rigid insert (10) is formed, which in one in the spherical body (4) trained, for use complementary receptacle (6) inserted is that and on the insert (10) acting adjusting means (24) for determining an insertion position of the insert (10) within the receptacle (6) are provided.

Description

Die Erfindung betrifft einen Messkugel-Reflektor für Richtungs- und/oder Abstandsmessungen, mit einem Kugelkörper, in dem ein Träger für ein optisches Element angeordnet ist, das zur Reflexion eines Messstrahls dient.The The invention relates to a measuring ball reflector for directional and / or distance measurements, with a spherical body, in which a carrier for a optical element is arranged, which is for reflection of a measuring beam serves.

Ein solcher Messkugel-Reflektor ist aus der DE 196 02 327 A1 bekannt. Ein Messkugel-Reflektor bildet einen Messpunkt, der mit Messstrahlen angestrahlt werden kann. Das optische Element ist so ausgelegt, dass ein einfallender Messstrahl unabhängig von dem Einfallswinkel wieder in die Einfallsrichtung reflektiert wird. Über die Laufzeit des Messstrahls kann auf die Entfernung des Messkugel-Reflektors zur Strahlungsquelle geschlossen werden. Aus der Strahlungsrichtung lässt sich eine Raumkoordinate ermitteln.Such a measuring ball reflector is from the DE 196 02 327 A1 known. A measuring sphere reflector forms a measuring point, which can be illuminated with measuring beams. The optical element is designed so that an incident measuring beam is reflected back into the direction of incidence, regardless of the angle of incidence. Over the duration of the measuring beam can be closed to the distance of the measuring ball reflector to the radiation source. From the direction of radiation, a spatial coordinate can be determined.

Ein Messkugel-Reflektor kann entweder manuell gehandhabt werden oder mit Hilfe einer Vorrichtung, die einen Messarm aufweist, an dem ein Messkugel-Reflektor befestigt ist.One Measuring ball reflector can either be handled manually or by means of a device having a measuring arm on which a measuring ball reflector is attached.

Der in der DE 196 02 327 beschriebene Messkugel-Reflektor weist ein retroreflektierendes Tripelprisma auf, das in einem Hohlraum eines Kugelkörpers fixiert ist. In dem Kugelkörper sind zueinander winklig angeordnete Einstellstifte angeordnet, die an dem Tripelprisma anliegen und dessen Position relativ zu dem Kugelkörper bestimmen. Wenn das Tripelprisma eine gewünschte Relativposition erreicht hat, wird der das Tripelprisma umgebende Raum mit einem Kittmaterial, bspw. mit Silikonkitt ausgefüllt.The Indian DE 196 02 327 described measuring ball reflector has a retroreflective triple prism which is fixed in a cavity of a spherical body. In the spherical body mutually angularly arranged adjusting pins are arranged, which rest against the triple prism and determine its position relative to the spherical body. When the triple prism has reached a desired relative position, the space surrounding the triple prism is filled with a putty material, for example silicone putty.

Der beschriebene Messkugel-Reflektor hat den Nachteil, dass die Positionierung des optischen Elements innerhalb des Kugelkörpers vergleichsweise aufwändig ist. Ein Nachjustieren oder gar ein Austausch des optischen Elements ist ebenfalls nicht möglich.Of the described measuring ball reflector has the disadvantage that the positioning the optical element within the spherical body is comparatively expensive. A readjustment or even an exchange of the optical element is also not possible.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Messkugel-Reflektor zu schaffen, der sich einfacher herstellen lässt und der eine einfache Justage des optischen Elements erlaubt.Of these, The present invention is based on the object, To create a measuring ball reflector that make easier lets and which allows a simple adjustment of the optical element.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Träger als ein im Wesentlichen starrer Einsatz ausgebildet ist, der in eine in dem Kugelkörper ausgebildete, zum Einsatz komplementäre Aufnahme eingeschoben ist, und dass auf den Einsatz wirkende Einstellmittel zur Bestimmung einer Einschubposition des Einsatzes innerhalb der Aufnahme vorgesehen sind.These Task is inventively characterized solved, that the carrier is formed as a substantially rigid insert, which in one in the spherical body trained, deployed complementary insert, and that acting on the insert setting means for the determination an insertion position of the insert provided within the receptacle are.

Der Träger ist also nicht aus einem flexiblen Silikonmaterial gebildet, sondern starr, so dass seine Handhabung erheblich erleichtert wird. Dieser Träger wird mit seiner Außenfläche in die Innenfläche einer in dem Kugelkörper ausgebildeten Aufnahme eingeschoben. Der Träger weist seinerseits einen Aufnahmeraum auf, in dem das optische Element beispielsweise eingeklebt ist. Durch die Geometrie der Aufnahme und des hierzu komplementären Einsatzes wird eine Einschubrichtung vorgegeben, innerhalb der der Einsatz positionierbar ist. Um entlang dieser Einschubrichtung eine Einschubposition zu definieren, sind auf den Einsatz wirkende Einstellmittel vorgesehen.Of the carrier So it is not made of a flexible silicone material, but rigid, so its handling is greatly facilitated. This Carrier becomes with its outer surface in the palm one in the spherical body inserted receptacle inserted. The carrier in turn has a Recording space in which the optical element, for example glued is. Due to the geometry of the recording and the complementary use is given an insertion direction within which the insert can be positioned is. To along this insertion direction to a slot position define, acting on the insert adjustment means are provided.

Mit dem erfindungsgemäßen Messkugel-Reflektor und durch den Verzicht auf ein flexibles Einbettungsmaterial wie beispielsweise Silikonkitt kann der Träger bei Bedarf innerhalb der Aufnahme entlang der Einschubrichtung nachjustiert werden. Außerdem ist es möglich, den Träger mit dem optischen Element aus der Aufnahme zu entfernen und durch einen anderen Träger mit einem optischen Element zu ersetzen.With the measuring ball reflector according to the invention and by not using a flexible embedding material like For example, silicone backing may be used by the wearer as needed Recording be readjusted along the direction of insertion. Besides that is it is possible the carrier with the optical element from the receptacle to remove and by a other carrier with an optical element to replace.

In vorteilhafter Weise bilden die Aufnahme und der Einsatz eine Spielpassung. Es ist bevorzugt, dass das Spiel zwischen der Aufnahme und dem Einsatz weniger als 3 μm und vorzugsweise weniger als 1 μm beträgt. Durch dieses hochgenaue Spiel ist die Einschubrichtung des optischen Elements exakt vorgebbar. Die Aufnahme und der Einsatz weisen zueinander komplementäre Flächen auf, zwischen denen das genannte Spiel auftritt. Dementsprechend können Aufnahme und Einsatz quer zur Einschubrichtung im Prinzip einen beliebigen Querschnitt aufweisen. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn die Aufnahme und der Einsatz im Querschnitt kreisförmig, also insgesamt im Wesentlichen zylindrisch sind, so dass der Träger in beliebiger Drehlage in die Aufnahme des Kugelkörpers einsetzbar ist.In Advantageously, the receptacle and the insert form a clearance fit. It is preferable that the game between the recording and the use less than 3 μm and preferably less than 1 micron is. Through this highly accurate game is the insertion direction of the optical Elements can be specified exactly. The recording and the use point to each other complementary surfaces on between which said game occurs. Accordingly can Recording and use transverse to the insertion direction in principle a have any cross-section. However, it is advantageous if the recording and the insert in cross-section circular, ie total are substantially cylindrical, so that the carrier in any Rotary position can be inserted into the receptacle of the spherical body.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Einsatz eine Ringschulter auf, die zur Anlage an die Oberfläche des Kugelkörpers oder an einem in dem Kugelkörper vorgesehenen Absatz ausgebildet ist. Mit Hilfe einer solchen Ringschulter kann eine Ausgangsposition geschaffen werden, von der aus eine Justage des Einsatzes innerhalb der Aufnahme in Einschubrichtung erfolgen kann. Diese Ausgangsposition kann durch die Verwendung eines an dem Kugelkörper vorgesehenen Absatzes besonders gut definiert werden. Zudem ergibt sich die Möglichkeit, den Einsatz und das optische Element besser in das Material des Kugelkörpers zu integrieren, so dass sie vor mechanischen Einwirkungen besser geschützt sind.To an advantageous embodiment of the invention, the use an annular shoulder on which is attached to the surface of the spherical body or at one in the spherical body intended paragraph. With the help of such an annular shoulder can a starting position are created, from which an adjustment the use within the receptacle in the insertion direction can. This starting position can be achieved by using a the spherical body particularly well defined. In addition, results the opportunity the insert and the optical element better in the material of the spherical body so that they are better protected against mechanical influences.

Der Kugelkörper und der Einsatz können über mindestens eine Verbindungsschraube miteinander verbunden sein. Dies ermöglicht eine einfache Festlegung des Einsatzes in der Aufnahme des Kugelkörpers.The ball body and the insert can be connected to each other via at least one connecting screw. This allows a simple Determination of the insert in the receptacle of the spherical body.

In besonders vorteilhafter Weise umfassen die Einstellmittel mindestens eine Einstellschraube, die in einem an dem Einsatz ausgebildeten Gewinde geführt ist und sich mit einem Ende an dem Kugelkörper abstützt. Mit Hilfe dieser Einstellschraube ist es möglich, den Einsatz von dem Kugelkörper wegzudrücken, um die Einschubposition des Einsatzes zu bestimmen. Bei Verwendung der oben genannten Verbindungsschrauben kann durch die Verbindungsschraube eine Kraft erzeugt werden, die den Einsatz in Richtung auf den Kugelkörper zieht, während die Einstellschraube den Einsatz von dem Kugelkörper wegdrückt. Durch das Zusammenspiel dieser getrennt einstellbaren Kräfte ist es möglich, die Position des Einsatzes innerhalb der Aufnahme des Kugelkörpers mit größtmöglicher Genauigkeit zu beeinflussen.In Particularly advantageously, the adjusting means comprise at least an adjustment screw formed in one of the insert Threaded is and is supported at one end to the spherical body. With the help of this adjusting screw Is it possible, the use of the spherical body push away, to determine the insertion position of the insert. Using The above connecting screws can be replaced by the connecting screw a force is generated which pulls the insert in the direction of the spherical body, while the adjusting screw pushes the insert away from the ball body. Through the interaction this separately adjustable forces Is it possible, the position of the insert within the receptacle of the spherical body with utmost Affect accuracy.

In vorteilhafter Weise sind die Verbindungsschraube und/oder die Einstellschraube im Bereich der Ringschulter des Einsatzes und/oder des Absatzes des Kugelkörpers angeordnet. Auf diese Weise kann der Einsatz entlang seines Umfangs relativ zu dem Kugelkörper festgelegt werden, ohne dabei einen Bauraum zu beanspruchen, der für das optische Element benötigt wird.In Advantageously, the connecting screw and / or the adjusting screw in the area of the annular shoulder of the insert and / or heel of the spherical body arranged. In this way, the insert can along its circumference relative to the spherical body be set without claiming a space that for the optical element needed becomes.

Es wird vorgeschlagen, dass mehrere Verbindungsschrauben und Einstellschrauben entlang des Umfangs der Ringschulter des Einsatzes vorgesehen sind, die insbesondere entlang des Umfangs gleichmäßig verteilt sind. Auf diese Weise können entlang des Umfangs verteilt die oben beschriebenen Zug- und Druckkräfte aufgebaut werden, so dass der Einsatz querkraftfrei an dem Kugelkörper befestigt werden kann.It It is suggested that several connecting bolts and adjusting screws are provided along the circumference of the annular shoulder of the insert, which are evenly distributed in particular along the circumference. To this Way can along the circumference distributes the tensile and compressive forces described above be, so that the use transverse forces are attached to the ball body can.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein die Ringschulter des Einsatzes zumindest abschnittsweise überdeckendes Ringelement vorgesehen ist. Dieses kann als Schutz für die Ringschulter des Einsatzes dienen und insbesondere dort angeordnete Verbindungsschrauben und/oder Einstellschrauben überdecken, so dass die Schraubenköpfe vor mechanischen Einwirkungen geschützt sind und so dass eine unbeabsichtigte Dejustage des Messkugel-Reflektors verhindert werden kann. Das Ringelement kann beispielsweise auf ein im Bereich der Ringschulter ausgebildetes Gewinde aufgeschraubt sein, es sind jedoch auch andere Befestigungsmöglichkeiten denkbar, beispielsweise Aufpressen oder Aufkleben.A Further development of the invention provides that the ring shoulder the insert at least partially overlapping ring element provided is. This can be used as protection for serve the annular shoulder of the insert and especially arranged there Cover connecting screws and / or adjusting screws so that the screw heads protrude protected against mechanical influences are and so that an unintentional misalignment of the measuring ball reflector can be prevented. The ring element can, for example, on a thread formed in the area of the annular shoulder can be screwed on, However, other mounting options are conceivable, for example Press on or stick on.

Das Ringelement kann auch dafür verwendet werden, die Handhabung des Messkugel-Reflektors zu erleichtern, beispielsweise, indem das Ringelement eine erweiterte Grifffläche aufweist.The Ring element can also do that used to facilitate the handling of the measuring ball reflector, for example, in that the ring element has an extended gripping surface.

Die Erfindung betrifft auch eine Messanordnung mit einem Messkugel-Reflektor.The The invention also relates to a measuring arrangement with a measuring ball reflector.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in der Zeichnung gezeigten sowie in den Ansprüchen sowie in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description, with reference to the drawing a particularly preferred embodiment is described in detail. It can be shown in the drawing as well as in the claims as well as mentioned in the description Features individually for each itself or in any combination essential to the invention.

In der Zeichnung zeigen:In show the drawing:

1 eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Messkugel-Reflektors; 1 an exploded view of a measuring ball reflector according to the invention;

2 eine Schnittansicht des Messkugel-Reflektors gemäß einer in 1 mit II angedeuteten Schnittebene; und 2 a sectional view of the measuring ball reflector according to a in 1 with II indicated cutting plane; and

3 eine Schnittansicht des Messkugel-Reflektors gemäß einer in 1 mit III angedeuteten Schnittebene. 3 a sectional view of the measuring ball reflector according to a in 1 with III indicated cutting plane.

In 1 ist eine Explosionsansicht eines Messkugel-Reflektors dargestellt, der insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet ist. Dieser weist einen metallischen Kugelkörper 4 auf, in dem eine zylindrische Aufnahme 6 ausgebildet ist, die an einem ringförmigen Absatz 8 mündet.In 1 an exploded view of a measuring ball reflector is shown, in total with the reference numeral 2 is designated. This has a metallic spherical body 4 in which a cylindrical receptacle 6 is formed on an annular shoulder 8th empties.

Die Aufnahme 6 ist so bemessen, dass ein im Wesentlichen zylindrischer Einsatz 10 unter einer Spielpassung in die Aufnahme 6 eingeschoben werden kann. Der Einsatz 10 weist einen zentrisch angeordneten Aufnahmeraum 12 auf, in dem ein optisches Element 14 beispielsweise durch Einkleben befestigt ist.The recording 6 is sized to be a substantially cylindrical insert 10 under a clearance in the recording 6 can be inserted. The use 10 has a centrally arranged receiving space 12 in which an optical element 14 is attached for example by gluing.

Der Einsatz 10 weist an seinem in 1 oberen Ende eine sich nach radial außen erstreckende Ringschulter 16 auf. Die Ringschulter 16 ist so dimensioniert, dass sie in den Absatz 8 des Kugelkörpers 4 passgenau eingesetzt werden kann.The use 10 indicates his in 1 upper end a radially outwardly extending annular shoulder 16 on. The ring shoulder 16 is dimensioned to fit in the paragraph 8th of the spherical body 4 can be used accurately.

Mit Bezug auf 2 sind an dem oberen Rand des Kugelkörpers 4 im Bereich des Absatzes 8 Gewindeeinsätze 18 eingesetzt. In diese Gewindeeinsätze greifen Verbindungsschrauben 20, die die Ringschulter 16 des Einsatzes 10 durchdringen und auf diese Weise den Einsatz 10 in Richtung auf den Kugelkörper 4 drücken.Regarding 2 are at the top of the sphere 4 in the area of the paragraph 8th inserts 18 used. In this thread inserts grip connecting screws 20 holding the ring shoulder 16 of the insert 10 penetrate and use this way 10 in the direction of the spherical body 4 to press.

Mit Bezug auf 1 und 3 weist der Messkugel-Reflektor 2 Einstellschrauben 22 auf, die insgesamt Einstellmittel 24 zur Bestimmung der Einschubposition des Einsatzes 10 innerhalb der Aufnahme 6 bilden. Auch die Einstellschrauben 22 durchdringen die Ringschulter 16 des Einsatzes 10 und sind an diesem mit Hilfe eines Gewindes gehalten. Die in 3 unteren Enden stützen sich an dem Absatz 8 des Kugelkörpers 4 ab. Ein entsprechend weites Eindrehen der Einstellschrauben 22 bewirkt, dass der Einsatz 10 aus der Aufnahme 6 heraus von dem Kugelkörper 4 weggedrückt wird.Regarding 1 and 3 points the measuring ball reflector 2 adjustment 22 on, the total adjustment means 24 for determining the insertion position of the insert 10 within the recording 6 form. Also the adjusting screws 22 penetrate the ring shoulder 16 of the insert 10 and are held to it by means of a thread. In the 3 lower ends are supported on the heel 8th of the spherical body 4 from. A correspondingly wide screwing the adjusting screws 22 causes the use 10 from the recording 6 out from the spherical body 4 is pushed away.

Bei dem gewählten Ausführungsbeispiel beträgt die Anzahl der Verbindungsschrauben 20 und der Einstellschrauben 24 jeweils vier. Diese sind entlang der Ringschulter 16 gleichmäßig über diese verteilt. Für eine Feinjustage der Position des Einsatzes 10 innerhalb der Aufnahme 6 ist es mit Hilfe der Verbindungsschrauben 20 möglich, in Richtung auf den Kugelkörper 4 gerichtete Kräfte zu erzeugen, während mit Hilfe der Einstellschrauben 22 Kräfte in entgegengesetzter Richtung erzeugt werden können. Auf diese Weise kann die Position des Einsatzes 10 und somit des optischen Elements 14 relativ zu der Aufnahme 6 beziehungsweise zu dem Kugelkörper 4 exakt festgelegt werden.In the selected embodiment, the number of connecting screws 20 and the adjusting screws 24 four each. These are along the ring shoulder 16 evenly distributed over these. For a fine adjustment of the position of the insert 10 within the recording 6 it is with the help of connecting screws 20 possible, towards the spherical body 4 to generate directed forces while using the adjusting screws 22 Forces can be generated in the opposite direction. In this way, the position of the insert 10 and thus the optical element 14 relative to the recording 6 or to the spherical body 4 be set exactly.

Der Messkugel-Reflektor 2 weist einen die Ringschulter 16 und die Köpfe der Verbindungsschrauben 20 und der Einstellschrauben 22 überdeckendes Ringelement 26 auf. Dieses kann über ein nicht weiter dargestelltes Gewinde an dem Einsatz 10 festgeschraubt werden. Optional können an dem Ringelement 26 erweiterte Handhabungsflächen wie Griffe oder Ähnliches vorgesehen sein, um die Handhabung des Messkugel-Reflektors zu erleichtern.The measuring sphere reflector 2 has one the ring shoulder 16 and the heads of the connecting screws 20 and the adjusting screws 22 Covering ring element 26 on. This can have a thread not shown on the insert 10 be screwed. Optionally, on the ring element 26 extended handling surfaces such as handles or the like may be provided to facilitate the handling of the measuring ball reflector.

Claims

Measuring ball reflector ( 2 ) for directional and / or distance measurements, with a spherical body ( 4 ) in which a support for an optical element ( 14 ), which serves to reflect a measuring beam, characterized in that the carrier is designed as a substantially rigid insert ( 10 ) is formed in a in the ball body ( 4 ), complementary to use ( 6 ) and that on the insert ( 10 ) acting adjusting means ( 24 ) for determining an insertion position of the insert ( 10 ) within the recording ( 6 ) are provided.

Measuring ball reflector ( 2 ) according to claim 1, characterized in that the receptacle ( 6 ) and the use ( 10 ) make a clearance fit.

Measuring ball reflector ( 2 ) according to claim 2, characterized in that the play between the receptacle ( 6 ) and the mission ( 10 ) is less than 3 microns, preferably less than 1 micron.

Measuring ball reflector ( 2 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the receptacle ( 6 ) and the use ( 10 ) are cylindrical.

Measuring ball reflector ( 2 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the insert ( 10 ) an annular shoulder ( 16 ), which for abutment with the surface of the spherical body ( 4 ) or on one in the spherical body ( 4 paragraph ( 8th ) is trained.

Measuring ball reflector ( 2 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the spherical body ( 4 ) and the use ( 10 ) via at least one connecting screw ( 20 ) are interconnected.

Measuring ball reflector ( 2 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the adjusting means ( 24 ) at least one adjusting screw ( 22 ) contained in one of the insert ( 10 ) trained thread is guided and with one end to the spherical body ( 4 ) is supported.

Measuring ball reflector ( 2 ) according to claim 6 or 7, characterized in that the connecting screw ( 20 ) and / or the adjusting screw ( 22 ) in the area of the annular shoulder ( 16 ) of the mission ( 10 ) and / or paragraph ( 8th ) of the spherical body ( 4 ) are arranged.

Measuring ball reflector ( 2 ) according to claim 8, characterized in that a plurality of connecting screws ( 20 ) and adjusting screws ( 22 ) along the circumference of the annular shoulder ( 16 ) of the mission ( 10 ) are provided, which are distributed uniformly in particular along the circumference.

Measuring ball reflector ( 2 ) according to at least one of claims 5 to 9, characterized in that a ring shoulder ( 16 ) of the mission ( 10 ) at least partially overlapping ring element ( 26 ) is provided.

Measuring ball reflector ( 2 ) according to claim 10, characterized in that the ring element ( 26 ) to one in the area of the annular shoulder ( 16 ) trained thread is screwed.

Measuring ball reflector ( 2 ) according to claim 10 or 11, characterized in that the ring element ( 26 ) an extended gripping surface to facilitate the handling of the measuring ball reflector ( 2 ) having.

Measuring arrangement with a measuring ball reflector ( 2 ) for direction and / or distance measurements according to at least one of the preceding claims.