DE202011100603U1

DE202011100603U1 - Optisches Lot zur Verwendung in der Geodäsie

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Publication number: DE202011100603U1
Application number: DE202011100603U
Authority: DE
Original assignee: Trimble Jena GmbH
Current assignee: Trimble Jena GmbH
Priority date: 2011-05-12
Filing date: 2011-05-12
Publication date: 2011-07-12
Anticipated expiration: 2021-05-13
Also published as: US20120287501A1; CN202793399U; US8634135B2

Abstract

Optisches Lot (1; 1') zur Verwendung in der Geodäsie aufweisend:
ein Okular (2);
eine Zielmarke (3); und
ein Objektiv (4);
wobei die Zielmarke (3) im Strahlengang zwischen Okular (2) und Objektiv (4) angeordnet ist,
wobei die Zielmarke (3) und das Okular (2) von einem ersten Körper (6) getragen sind und das Objektiv (4) von einem zweiten Körper (7) getragen ist,
wobei der erste oder zweite Körper (6, 7) zwei entlang des Strahlengangs (5) zwischen Okular (2) und Objektiv (4) beabstandete zum Strahlengang (5) zwischen Okular (2) und Objektiv (4) koaxiale ringförmige Ausnehmungen (81, 82) aufweist, welche ringförmigen Ausnehmungen (81, 82) jeweils einen Ring (83, 84) aufnehmen, und der andere Körper (7, 6) zumindest abschnittsweise eine zylindrische Außenfläche (9) aufweist, welche die beiden ringförmigen Ausnehmungen (81, 82) und Ringe (83, 84) entlang des Strahlengangs (5) zwischen Okular (2) und Objektiv (4) koaxial durchdringt und durch...

Description

Ein Lot dient in der Geodäsie zum zentrischen Aufstellen von geodätischen Instrumenten wie beispielsweise einem Theodolit, einem Nivellierinstrument oder einem (Video-)Tachymeter über einem Bodenpunkt, beispielsweise einem Vermessungs- oder Festpunkt.
Derartige geodätische Instrumente werden häufig mittels eines Dreifußes, welcher das geodätische Instrument trägt und eine horizontale Ausrichtung desselben erlaubt, an einer Stativplatte eines Stativs befestigt und so mittelbar von dem Stativ getragen. Das Stativ weist üblicherweise drei die Stativplatte tragende, in ihrer Länge jeweils verstellbare Füße auf. Üblicherweise ist der Dreifuß dabei gegenüber der Stativplatte in der Horizontalen verschiebbar und in einer gewünschten Position gegenüber der Stativplatte fixierbar.
Das Lot kann in das geodätische Instrument integriert oder an diesem befestigt sein. In diesem Fall weist ein zugehöriger Dreifuß eine mittige Ausnehmung auf, um das Lot nicht zu behindern. Alternativ kann das Lot in einen Dreifuß integriert oder an diesem befestigt sein. Die Stativplatte eines zugehörigen Stativs weist jeweils eine mittige Ausnehmung auf, um das Lot nicht zu behindern.
Mechanische Lote bestehen üblicherweise aus einem an einer Schnur aufgehängtem Senkblei, dessen freies Ende angespitzt ist. Die Schnur ist so am geodätischen Instrument oder Dreifuß befestigt, dass die durch die Schnur bei frei hängendem Senkblei festgelegte Linie durch den Messpunkt des geometrischen Instruments geht, wenn dieses in der Horizontalen ausgerichtet ist. Diese horizontale Ausrichtung erfolgt meist anhand von zueinander orthogonal angeordneten Libellen oder einer Dosenlibelle. Durch Verschieben des Instruments und/oder Dreifußes wird die Spitze des frei hängenden Senkbleis in Übereinstimmung mit dem gewünschten Bodenpunkt gebracht.
Derartige mechanische Lote weisen den Nachteil auf, dass sie gegen Luftströmungen anfällig sind, und einige Zeit benötigen, um aus einem schwingenden Anfangszustand zur Ruhe zu kommen. Weiter weisen sie nur eine geringe Genauigkeit von 3 mm–5 mm bei einer Instrumentenhöhe von 1,5 m auf. Deshalb werden in der Geodäsie heute überwiegend optische Lote verwendet.
Das optische Lot entspricht in seinem optischen Aufbau einem Kepler-Fernrohr, in dessen Okular eine Zielmarke angebracht ist. Das optische Lot ist so im geodätischen Instrument oder Dreifuß angeordnet, dass die optische Achse des in den optischen Elementen des optischen Lots geführten Strahlengangs bei horizontaler Ausrichtung des geodätischen Instruments bzw. Dreifußes zumindest abschnittsweise exakt zum Nadir (d. h. in Lotrichtung) verlauft. Um die Anordnung des geodätischen Instruments nicht zu behindern, und um einen komfortablen Einblick von der Seite zu ermöglichen, wird der Strahlengang des optischen Lots hierfür häufig um 90° gefaltet. Derartige optische Lote erzielen eine Genauigkeit von kleiner 0,5 mm bei einer Instrumentenhöhe von 1,5 m. Durch Verschieben des Instruments und/oder Dreifußes wird die Zielmarke des optischen Lots optisch in Übereinstimmung mit dem gewünschten Bodenpunkt gebracht.
Um die gewünschte Genauigkeit zu erzielen, muss die Fokussierung des optischen Lots an den Abstand zum Bodenpunkt angepasst sein. Dies ist bei nicht ortsfesten geodätischen Instrumenten in der Regel nach jedem Ortswechsel erforderlich. Grund ist ein sich ändernder Abstand des Lots vom Bodenpunkt.
Die Verwendung von Okularauszügen zur Ermöglichung einer anpassbaren Fokussierung ist bei optischen Loten sehr aufwändig, da an den Okularauszug hohe Genauigkeitsanforderungen gestellt werden, um sicherzustellen, dass die Zielmarke im Okular immer mittig in der optischen Achse des in den optischen Elementen des optischen Lots geführten Strahlengangs angeordnet ist. Für den Okularauszug ist daher nur ein sehr geringes Spiel von einigen Mikrometern zulässig. Zusätzlich zum Okularauszug zur Fokussierung wird über das Okular des Lots häufig eine Dioptrieanpassung ermöglicht.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisches Lot zur Verwendung in der Geodäsie bereitzustellen, welches ohne Einbußen im Hinblick auf die Genauigkeit eine Anpassung der Fokussierung des optischen Lots an unterschiedliche Abstände zum Bodenpunkt erlaubt, und kostengünstig herstellbar ist.
Ausführungsformen stellen ein optisches Lot zur Verwendung in der Geodäsie bereit, welches ein Okular, eine Zielmarke und ein Objektiv aufweist. Dabei ist die Zielmarke im Strahlengang zwischen Okular und Objektiv angeordnet. Die Zielmarke und das Okular sind von einem ersten Körper getragen, und das Objektiv ist von einem zweiten Körper getragen, welcher zweite Körper von dem ersten Körper verschieden ist. Dabei können sowohl der erste als auch der zweite Körper aus mehreren miteinander verbundenen Teilkörpern bestehen und damit jeweils mehrstückig ausgebildet sein. Einer von den beiden ersten und zweiten Körpern weist zwei entlang des Strahlengangs zwischen Okular und Objektiv beabstandete und zum Strahlengang zwischen Okular und Objektiv koaxiale ringförmige Ausnehmungen auf, welche ringförmigen Ausnehmungen jeweils einen Ring aufnehmen. Die Ringe können dabei geschlossen oder radial geschlitzt sein. Die Ausnehmungen sind innen im Körper vorgesehen, so dass die ringförmigen Ausnehmungen radial nach innen offen und radial nach außen geschlossen sind. Der andere Körper weist zumindest abschnittsweise eine zylindrische Außenfläche auf, welche die beiden ringförmigen Ausnehmungen und Ringe entlang des Strahlengangs zwischen Okular und Objektiv koaxial durchdringt und durch die Ringe so geführt wird, dass der Abstand zwischen Okular und Objektiv durch Verschieben der beiden Körper entlang des Strahlengangs zwischen Okular und Objektiv relativ zueinander einstellbar ist. Gemäß einer Ausführungsform sind die ersten und zweiten Körper um eine größere Distanz entlang des Strahlengangs zwischen Okular und Objektiv relativ zueinander verschiebbar, als für eine reine Fokussierung erforderlich, um bei Nichtgebrauch des optischen Lots zudem eine kleine Baulänge des Lots zu ermöglichen.
Gemäß einer Ausführungsform sind der Innendurchmesser der ringförmigen Ausnehmung und der Innendurchmesser der Ringe des einen Körpers sowie der Außendurchmesser der zylindrischen Außenfläche des anderen Körpers so gewählt, dass zwischen der zylindrischen Außenfläche und den Ringen eine spielfreie Führung besteht.
Gemäß einer Ausführungsform weist derjenige Körper von dem ersten oder zweiten Körper, in dem die beiden ringförmigen Ausnehmungen angeordnet sind, zwischen den beiden ringförmigen Ausnehmungen eine zylindrische Innenfläche auf, welche zu den beiden Ausnehmungen koaxial ist.
Die Führung eines zylindrischen Körpers zwischen zwei Ringen ist auf technisch einfache Weise realisierbar, und weist ein geringes Spiel und damit eine hohe Genauigkeit auf.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Ausnehmungen zwischen zwei Halteringen angeordnet, welche jeweils unmittelbar zu einem der Ringe benachbart sind und diesen einstellbar unter Druck setzen. Gemäß einer Ausführungsform sind die Ausnehmungen hierfür zwischen zwei Innengewinden angeordnet, welche jeweils einen Haltering mit Außengewinde aufnehmen, welche Halteringe jeweils zu einem der Ringe benachbart sind und diesen einstellbar unter Druck setzen. Der Druck auf den Ring wird dann in eine Richtung parallel zum Strahlengang zwischen Objektiv und Okular aufgebaut.
Auf diese Weise kann das Spiel zwischen den beiden ersten und zweiten Körpern durch Unterdrucksetzen der Ringe eingestellt werden. Gemäß einer Ausführungsform lässt sich so ein radiales Spiel zwischen erstem und zweitem Körper von weniger als 0,02 mm und insbesondere weniger als 0,015 mm und weiter insbesondere von weniger al 0,01 mm erreichen.
Gemäß einer Ausführungsform weisen die ringförmigen Ausnehmungen Konusflächen auf, welche sich entlang des Strahlengangs zwischen Okular und Objektiv in zueinander abgewandten Richtungen hin zu größeren Innendurchmessern öffnen. Die Konusflächen begrenzen den jeweiligen Körper radial nach außen.
Derartige Konusflächen drücken einen in der Ausnehmung des einen Körpers aufgenommenen Ring gezielt gegen die zylindrische Außenfläche des anderen Körpers, wenn der Ring in eine Richtung parallel zum Strahlengang zwischen Objektiv und Okular unter Druck gesetzt wird.
Gemäß einer ersten Ausführungsform ist der entlang des Strahlengangs zwischen Okular und Objektiv näher bei dem Okular angeordnete Ring ein radial geschlitzter Ring mit einer konischen Seitenfläche, welche konische Seitenfläche zu der Bonusfläche der Ausnehmung, in welcher der Ring angeordnet ist, komplementär ist und an dieser anliegt. Der entlang des Strahlengangs zwischen Okular und Objektiv näher bei dem Objektiv angeordnete Ring ist ein O-Ring. Alternativ können auch beide Ringe radial geschlitzte Ringe sein. Gemäß einer Ausführungsform können die geschlitzten Ringe aus Metall oder Kunststoff, insbesondere Polytetrafluorethylen (Teflon) bestehen.
Die Verwendung eines geschlitzten Rings erlaubt die Verwendung härterer Materialien und damit die Einstellung eines besonders geringen Spiels zwischen den Körpern, wenn der Ring unter Druck gesetzt wird.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform sind die Ringe aus Elastomer oder Kunststoff, insbesondere Polytetrafluorethylen gebildete O-Ringe.
Derartige Ringe sind sehr kostengünstig aus unterschiedlichen Materialien in unterschiedlichen Shore-Härten, unterschiedlichen Durchmessern und unterschiedlichen Stärken verfügbar.
Gemäß einer Ausführungsform weist dann der entlang des Strahlengangs zwischen Okular und Objektiv näher bei dem Okular angeordnete O-Ring eine größere Shore-Härte auf, als der in axialer Richtung des ersten bzw. zweiten Körpers näher bei dem Objektiv angeordnete O-Ring.
Gemäß einer Ausführungsform weist dann der entlang des Strahlengangs zwischen Okular und Objektiv näher bei dem Okular angeordnete O-Ring eine Shore-Härte von wenigstens 90 und der in axialer Richtung des ersten bzw. zweiten Körpers näher bei dem Objektiv angeordnete O-Ring eine Shore-Härte von kleiner 90 auf.
Da der Ring mit der größeren Shore-Härte in der Nähe der Zielmarke angeordnet ist, wird eine hohe Präzision des Lots sichergestellt.
Gemäß einer Ausführungsform weist derjenige Körper, welcher die beabstandeten koaxialen ringförmigen Ausnehmungen aufweist, zwischen den Ausnehmungen einen zylindrischen Vorsprung auf. Weiter weist die zylindrische Außenfläche des Körpers, welche die beiden ringförmigen Ausnehmungen und Ringe entlang des Strahlengangs zwischen Okular und Objektiv koaxial durchdringt, eine axiale Nut oder Ausnehmung auf, in welcher der zylindrische Vorsprung geführt ist. Gemäß einer Ausführungsform weist derjenige Körper, welcher die beabstandeten koaxialen ringförmigen Ausnehmungen aufweist, zwischen den Ausnehmungen eine radiale Bohrung mit Innengewinde auf, welche die Wandung des Körpers durchdringt und eine Schraube aufnimmt, deren eines Ende einen Werkzeugangriff aufweist und deren anderes Ende einen koaxialen zylindrischen Vorsprung (mit oder ohne Gewinde) aufweist. Weiter weist die zylindrische Außenfläche des Körpers, welche die beiden ringförmigen Ausnehmungen und Ringe entlang des Strahlengangs zwischen Okular und Objektiv koaxial durchdringt, eine axiale Nut oder Ausnehmung auf, in welcher der zylindrische Vorsprung der Schraube geführt ist.
Auf diese Weise kann eine Verdrehung der beiden ersten und zweiten Körper relativ zueinander verhindert werden. Dies ist hilfreich, um eine gewünschte Orientierung der Zielmarke sicherzustellen.
Gemäß einer Ausführungsform weist das optische Lot weiter ein Prisma auf, welches den Strahlengang um 90° faltet, wobei das Objektiv im Strahlengang zwischen der Zielmarke und dem Prisma angeordnet ist. Gemäß einer Ausführungsform bewirkt das Prisma durch Verwendung einer Dachkante zudem eine Bildumkehr, so dass die Abbildung des Bodenpunkts durch das optische Lot seitenrichtig und aufrecht erfolgt.
Hierdurch wird eine Beeinträchtigung der Bedienbarkeit eines geodätischen Instruments oder Dreifußes, in welchem das optische Lot verwendet wird, vermieden. Weiter wird so eine bequeme Anordnung eines Benutzers relativ zum optischen Lot während der Verwendung des Lots ermöglicht.
Gemäß Ausführungsformen ist das vorstehend beschriebene optische Lot in einen Dreifuß für ein geodätisches Instrument integriert. Dieser Dreifuß kann gemäß einer Ausführungsform weiter Mittel zum horizontalen Ausrichten eines vom Dreifuß getragenen geodätischen Instruments, wie beispielsweise zueinander orthogonal angeordnete Libellen oder eine Dosenlibelle, aufweisen.
Gemäß alternativer Ausführungsformen ist das vorstehend beschriebene optische Lot in ein geodätisches Instrument integriert. Dieses kann gemäß einer Ausführungsform weiter Mittel zum horizontalen Ausrichten des Instruments wie beispielsweise zueinander orthogonal angeordnete Libellen aufweisen. Eine horizontale Feinausrichtung kann dabei im Gerät auf elektronischem Wege erfolgen.
Der Einbau des optischen Lots in das geodätische Instrument weist den Vorteil auf, dass durch Umschlagen des geodätischen Instruments mit dem Lot um 180° innerhalb der Horizontalen ein maximaler Fehler des Lots offenbar wird.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Ansprüchen sowie den Figuren. Die einzelnen Merkmale können bei einer Ausführungsform gemäß der Erfindung auch in unterschiedlicher Anzahl und Kombination als bei den untenstehend angeführten Beispielen verwirklicht sein. Bei der nachfolgenden Erläuterung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung wird auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen, von denen
1A schematisch ein optisches Lot gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung im Querschnitt zeigt;
1B schematisch ausgewählte Elemente des optischen Lots aus 1A vergrößert im Querschnitt zeigt;
2A schematisch ein geodätisches Instrument, in welches ein optisches Lot gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung integriert ist, in teilweise aufgeschnittener Ansicht zeigt;
2B schematisch einen Dreifuß, in welchen ein optisches Lot gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung integriert ist, in teilweise aufgeschnittener Ansicht zeigt;
3A schematisch ein optisches Lot gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung im Querschnitt zeigt; und
3B schematisch ausgewählte Elemente des optischen Lots aus 3A vergrößert im Querschnitt zeigt.
In den Figuren sind Elemente die im Wesentlichen gleiche technische Funktionen erfüllen, mit gleichen Bezugszeichen versehen. Verschiedene Ausgestaltungen dieser Elemente weisen ähnliche Bezugszeichen auf.
Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform eines optischen Lotes anhand von 1A und 1B beschrieben.
Das optische Lot 1 besteht im wesentlichen aus einem ersten Körper 6 und einem zweiten Körper 7, welcher zweite Körper 7 den erste Körper 6 teilweise aufnimmt.
Der erste Körper 6 wird von einem weitgehend rotationssymmetrischen Metallkörper aus Aluminium gebildet, der einen Hohlraum umschließt, welcher innen durch Eloxieren mit einer lichtabsorbierenden Beschichtung versehen ist. Dieser Hohlraum nimmt eine Zielmarke 3 auf und wird an einem Ende von einem Okular 2 mit zwei Linsen 21, 22 verschlossen. Das Okular 2 ist über ein Gewinde 23 mit dem ersten Körper 6 verbunden, so dass durch Verdrehen des Okulars 2 eine Dioptrieanpassung durch einen Benutzer möglich ist. Die Zielmarke 3 besteht aus zwei benachbarten planen Glasscheiben, zwischen denen eine Strichmarke, z. B. ein Ring, mehrere konzentrische Ringe und/oder ein Kreuz angeordnet ist. Die Zielmarke kann über Madenschrauben justiert werden. Das dem Okular 2 abgewandte Ende des Hohlraums des ersten Körpers 6 ist offen. An seinem dem Okular 2 abgewandten Ende weist der erste Körper 6 eine zylindrische Außenfläche 9 auf, in welche eine Nut 15 eingebracht ist. Die Nut 15 ist in Längsrichtung des ersten Körpers 6 orientiert und erstreckt sich über ein Viertel der zylindrischen Außenfläche. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf derartige Abmessungen der Nut oder das Vorhandensein der Nut beschränkt. Beispielsweise kann die Nut durch eine Ausnehmung ersetzt werden, oder es kann ganz auf die Nut verzichtet werden. Durch die Nut 15 wird die Rotationssymmetrie des ersten Körpers 6 gestört.
Der zweite Körper 7 ist in der gezeigten Ausführungsform aus drei Elementen 71, 72 und 73 aus Aluminium zusammengesetzt, welche miteinander verklebt sind. Jedes Element 71, 72, 73 ist für sich genommen ein weitgehend rotationssymmetrischer Metallkörper. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf einen mehrteiligen zweiten Körper oder eine bestimmte Verbindungsart der den zweiten Körper bildenden Elemente beschränkt. Beispielsweise können die Elemente auch miteinander verschraubt oder verschweißt oder der zweite Körper einstückig ausgebildet sein.
Auch der zweite Körper 7 umschließt einen im Wesentlichen zylindrischen Hohlraum, der innen durch Eloxieren mit einer lichtabsorbierenden Beschichtung versehen ist. Der zylindrische Hohlraum des zweiten Körpers 7 nimmt eine Objektivlinse 4 auf. An einem Ende des Hohlraums des zweiten Körpers 7 ist ein Prisma 16 mit Dachkante angeordnet, welches den von dem Objektiv 2, der Zielmarke 3 und dem Objektiv 4 geführten Strahlengang 5 um 90° faltet und gleichzeitig eine Seitenvertauschung des Bildes vornimmt. Es wird betont, dass das Vorsehen des Prismas 16 nur optional ist. An seinem dem Prisma 16 abgewandten Ende des Hohlraums des zweiten Körpers 7 nimmt dieser einen Teil des ersten Körpers 6 auf.
An seiner Innenseite weist das Element 71 des zweiten Körpers 7 zwei ringförmige Ausnehmungen 81, 82 auf, die in radialer Richtung durch Konusflächen 80, 89 begrenzt werden, welche sich in Richtung des Strahlengangs zwischen Okular 2 und Objektivlinse 4 in zueinander abgewandten Richtungen hin zu größeren Innendurchmessern öffnen. Zwischen den beiden Ausnehmungen 81 und 82 weist das Element 71 des zweiten Körpers 7 eine zylindrische Innenfläche auf, deren Durchmesser größer als der Durchmesser der zylindrischen Außenfläche 9 des ersten Körpers 6 ist. In den Ausnehmungen 81 und 82 nimmt das Element 71 des zweiten Körpers 7 zwei O-Ringe 83, 84 aus Elastomer auf. Die O-Ringe 83 und 84 werden durch Halteringe 85, 86 gehaltert, welche Halteringe 85, 86 über Gewinde 87, 88 mit dem Element 71 verbunden sind und die jeweils benachbarten O-Ringe 83 und 84 parallel zum Strahlengang zwischen Okular 2 und Objektivlinse 4 unter Druck setzen. Die Gewinde 87, 88 grenzen unmittelbar an die zugehörigen Ausnehmungen 81, 82 an. Der in Richtung des Strahlenganges zwischen Okular 2 und Objektivlinse 4 näher bei dem Okular 2 angeordnete O-Ring 83 besteht aus Polytetrafluorethylen und weist eine Shore-Härte von 95 auf, und der in axialer Richtung näher bei der Objektivlinse 4 angeordnete O-Ring 84 besteht aus Polypropylen und weist eine Shore-Härte von 80 auf. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Werte für die Shore-Härte oder die Verwendung von O-Ringen aus Elastomer begrenzt. Bei der Verwendung von O-Ringen aus Elastomer kann der näher bei dem Okular angeordnete O-Ring beispielsweise eine Shore-Härte von wenigstens 90 und der näher bei der Objektivlinse 4 angeordnete O-Ring eine Shore-Härte von unter 90 aufweisen. Alternativ können die O-Ringe auch die gleiche Shore-Härte aufweisen.
Die zylindrische Außenfläche 9 des ersten Körpers 6 durchdringt die O-Ringe 83, 84 koaxial und wird durch die O-Ringe 83, 84 geführt. Mittels der Halteringe 85, 86 ist das Spiel dieser Führung einstellbar, so dass zwischen den O-Ringen 83, 84 und der zylindrischen Außenfläche 9 eine spielfreie Führung besteht.
Das Element 71 des zweiten Körpers 7 weist weiter eine Bohrung 10 mit Innengewinde auf, welche Bohrung 10 die Wandung des Elementes 71 durchdringt und eine Schraube 11 aufnimmt, deren eines Ende einen Werkzeugangriff 12 aufweist und deren anderes Ende 13 einen koaxialen zylindrischen Vorsprung 14 ohne Gewinde aufweist, welcher in der Nut 15 des ersten Körpers 6 geführt ist, um eine Verdrehung des ersten Körpers 6 gegenüber dem zweiten Körper 7 zu vermeiden und die Relativbewegung des ersten und zweiten Körpers 6, 7 durch Anschläge zu begrenzen. Anstelle der Schraube 11 können jedoch auch andere Maßnahmen vorgesehen sein, um ein Verdrehen des ersten und zweiten Körpers relativ zueinander zu verhindern und die Relativbewegung des ersten und zweiten Körpers 6, 7 zu begrenzen. Durch die Bohrung 10 mit der Schraube 11 wird die Rotationssymmetrie des Elements 71 des zweiten Körpers 7 gestört.
Auch wenn in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die Verwendung von zwei O-Ringen 83, 84 aus Elastomer zur Führung des ersten Körpers 6 in dem zweiten Körper 7 beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung hierauf nicht beschränkt.
Sowohl der erste als auch der zweite Körper 6, 7 sind in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform aus Metall gebildet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf ein bestimmtes Material beschränkt. Beispielsweise können die Körper auch aus Kunststoff gebildet sein und aus gleichen oder unterschiedlichen Materialien bestehen.
Weiter nimmt in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der zweite Körper 7 einen Teil des ersten Körpers 6 auf. Die vorliegende Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt. Alternativ kann auch der erste Körper einen Teil des zweiten Körpers aufnehmen. Dies ist in 2 schematisch gezeigt.
2A zeigt die Verwendung eines optischen Lots 1' in einem geodätischen Instrument 100. Das optische Lot 1' weist den vorstehend im Zusammenhang mit den 1A und 1B beschriebenen Aufbau auf, mit dem Unterschied, dass nicht der die Objektivlinse 4 aufweisende zweite Körper 7 den die Zielmarke 3 aufweisenden ersten Körper 6 teilweise aufnimmt, sondern umgekehrt der das Okular 2 tragende und die Zielmarke 3 aufnehmende erste Körper 6' den die Objektlinse 4 aufweisenden zweiten Körper 7' teilweise aufnimmt. Hierfür sind im ersten Körper 6' entsprechend der in 1A und 1B gezeigten Ausführungsform Ausnehmungen 81 und 82 vorgesehen, welche jeweils Ringe aufnehmen, die jeweils durch einen zugehörigen Haltering unter Druck gesetzt werden. Anders als in 1A, 1B gezeigt weisen diese Ausnehmungen jedoch keine Konusfläche auf, sondern werden durch eine radiale Wand und einen axialen Boden gebildet. Eine zylindrische Außenfläche des zweiten Körpers 7' wird von diesen beiden Ringen geführt.
Wie in 2A gezeigt, ist das optische Lot 1' so in dem geodätischen Instrument 100 angeordnet, dass der Strahlengang 5 des optischen Lots 1' in einer Linie mit einer Messachse 101 eines Messteils 102 des geodätischen Instruments und einem nicht gezeigten Detektor des Messteils 102 liegt. Durch eine solche Anordnung des optischen Lots 101 in dem geodätischen Instrument 100 ist sichergestellt, dass die Messachse 101 und der Detektor des Messteils 102 genau über einer Zielmarke 300 angeordnet werden können.
In der gezeigten Ausführungsform kann das Messteil 102 entweder mittels Motoren 104, 106 oder Einstellrädern 103 um zwei Achsen verschwenkt werden, wobei das Mai der Verschwenkung mittels Lichtschranken 105 und 107 messbar ist.
Das geodätische Instrument 100 ist über einen Dreifuß 204 mit einer Basisplatte 200 eines Stativs verbunden, welches außer der Basisplatte 200 drei in ihrer Länge verstellbare Beine 201, 202, 203 aufweist. Der Dreifuß 204 ist gegenüber der Basisplatte 200 des Stativs in der Horizontale verschiebbar und in einer gewünschten Position fixierbar. Die Basisplatte 200 des Stativs weist eine Aussparung auf, welche von dem Strahlengang 5 des optischen Lots 1' durchsetzt wird. Mittels Einstellschrauben 205, 206 und 207 des Dreifußes 204 ist eine horizontale Ausrichtung des geodätischen Instruments 100 möglich. Zur Bestimmung der Horizontalen weist der Dreifuß 204 zwei orthogonal zueinander angeordnete Libellen 208 auf. Der Dreifuß 204 weist eine Aussparung auf, welche von dem Strahlengang 5 des optischen Lots 1' durchsetzt wird.
Auch wenn in der vorstehenden Ausführungsform das optische Lot 1' in das geodätische Instrument 100 integriert ist, ist die vorliegende Erfindung hierauf nicht beschränkt. Alternativ kann das optische Lot beispielsweise auch in den Dreifuß 204 integriert sein. Dies ist in 2B schematisch gezeigt.
2B zeigt schematisch die Verwendung eines optischen Lots 1' in einem Dreifuß 204'. Der Dreifuß besteht aus einer ersten Koppelplatte 2041, welche ausgebildet ist, mit einer Basisplatte 200 eines Stativs verbunden zu werden, und einer zweiten Koppelplatte 2042, welche ausgebildet ist, mit einem geodätischen Instrument verbunden zu werden. Zwischen den beiden ersten und zweiten Koppelplatten 2041, 2042 sind Einstellschrauben 205, 206 und 207 vorgesehen, mittels derer die zweite Koppelplatte 2042 horizontal ausgerichtet werden kann. Hierfür weist die zweite Koppelplatte 2042 eine Dosenlibelle 208' auf.
Die zweite Koppelplatte 2042 nimmt in ihrem Inneren das vorstehend im Zusammenhang mit 2A beschriebene optische Lot 1' auf. Die beiden ersten und zweiten Koppelplatten 2041, 2042 weisen jeweils Aussparungen auf, welche von dem Strahlengang 5 des optischen Lots 1' durchsetzt werden.
Eine dritte Ausführungsform eines optischen Lots 1'' ist in den 3A und 3B schematisch gezeigt. Diese dritte Ausführungsform entspricht in wesentlichen Elementen der vorstehend in Verbindung mit den 1A und 1B beschriebenen ersten Ausführungsform, so dass im Folgenden nur auf Unterschiede näher eingegangen wird.
Gemäß der dritten Ausführungsform sind der erste und zweite Körper 6 und 7 nicht aus Metall, sondern Kunststoff gebildet. Weiter ist der entlang des Strahlengangs zwischen Okular 2 und Objektivlinse 4 näher beim Okular 2 liegende Ring anstelle eines O-Rings aus Elastomer ein geschlitzter Ring 83' aus Metall, der eine zur Konusfläche 80 der Ausnehmung 81 komplementäre Seitenfläche aufweist, die an der Konusfläche 80 der Ausnehmung 81 anliegt. Auch der näher bei der Objektivlinse 4 liegende Ring 84' ist ein entsprechender geschlitzter Ring aus Metall. Schließlich ist anstelle der Schraube 11 in das erste Element 71 des zweiten Körpers ein Stift 11' eingepresst, welcher in der Nut 15 des ersten Körpers 6 geführt ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf geschlitzte Ringe aus Metall beschränkt. Die Ringe, welche die zur Konusfläche 80 der Ausnehmung 81 komplementäre Seitenfläche aufweisen, können alternativ auch aus Kunststoff gebildet sein.
Obwohl die voranstehenden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung lediglich beispielhaft erläutert worden sind, werden die Fachleute erkennen, dass zahlreiche Modifikationen, Hinzufügungen und Ersetzungen möglich sind, ohne von dem Schutzbereich und Geist der in den nachfolgenden Ansprüchen offenbarten Erfindung abzuweichen.

Claims

Optisches Lot (1; 1') zur Verwendung in der Geodäsie aufweisend: ein Okular (2); eine Zielmarke (3); und ein Objektiv (4); wobei die Zielmarke (3) im Strahlengang zwischen Okular (2) und Objektiv (4) angeordnet ist, wobei die Zielmarke (3) und das Okular (2) von einem ersten Körper (6) getragen sind und das Objektiv (4) von einem zweiten Körper (7) getragen ist, wobei der erste oder zweite Körper (6, 7) zwei entlang des Strahlengangs (5) zwischen Okular (2) und Objektiv (4) beabstandete zum Strahlengang (5) zwischen Okular (2) und Objektiv (4) koaxiale ringförmige Ausnehmungen (81, 82) aufweist, welche ringförmigen Ausnehmungen (81, 82) jeweils einen Ring (83, 84) aufnehmen, und der andere Körper (7, 6) zumindest abschnittsweise eine zylindrische Außenfläche (9) aufweist, welche die beiden ringförmigen Ausnehmungen (81, 82) und Ringe (83, 84) entlang des Strahlengangs (5) zwischen Okular (2) und Objektiv (4) koaxial durchdringt und durch die Ringe (83, 84) so geführt wird, dass der Abstand zwischen Okular (2) und Objektiv (4) durch Verschieben der beiden Körper (6, 7) entlang des Strahlengangs (5) zwischen Okular (2) und Objektiv (4) relativ zueinander einstellbar ist.
Optisches Lot (1; 1') nach Anspruch 1, wobei die Ausnehmungen (81, 82) zwischen zwei Halteringen (85, 86) angeordnet sind, welche jeweils unmittelbar zu einem der Ringe (83, 84) benachbart sind und diesen einstellbar unter Druck setzen.
Optisches Lot (1; 1') nach Anspruch 1 oder 2, wobei die ringförmigen Ausnehmungen (81, 82) Konusflächen (80, 89) aufweisen, welche sich entlang des Strahlengangs (5) zwischen Okular (2) und Objektiv (4) in zueinander abgewandten Richtungen hin zu größeren Innendurchmessern öffnen.
Optisches Lot (1; 1') nach Anspruch 3, wobei der entlang des Strahlengangs (5) zwischen Okular (2) und Objektiv (4) näher bei dem Okular (2) angeordnete Ring (83) ein radial geschlitzter Ring (83) mit einer konischen Seitenfläche ist, welche konische Seitenfläche zu der Konusfläche (80) der Ausnehmung (81), in welcher der Ring (83, 84) angeordnet ist, komplementär ist und an dieser anliegt, und der entlang des Strahlengangs (5) zwischen Okular (2) und Objektiv (4) näher bei dem Objektiv (4) angeordnete Ring (84) ein O-Ring (83, 84) ist.
Optisches Lot (1; 1') nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Ringe (83, 84) aus Elastomer oder Polytetrafluorethylen gebildete O-Ringe (83, 84) sind.
Optisches Lot (1; 1') nach Anspruch 5, wobei der entlang des Strahlengangs (5) zwischen Okular (2) und Objektiv (4) näher bei dem Okular (2) angeordnete O-Ring (83) eine größere Shore-Härte aufweist, als der in axialer Richtung des ersten bzw. zweiten Körpers (6, 7) näher bei dem Objektiv (4) angeordnete O-Ring (84).
Optisches Lot (1; 1') nach Anspruch 5 oder 6, wobei der entlang des Strahlengangs (5) zwischen Okular (2) und Objektiv (4) näher bei dem Okular (2) angeordnete O-Ring (83, 84) eine Shore-Härte von wenigstens 90 und der in axialer Richtung des ersten bzw. zweiten Körpers (6, 7) näher bei dem Objektiv (4) angeordnete O-Ring (84) eine Shore-Härte von kleiner 90 aufweist.
Optisches Lot (1; 1') nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei derjenige Körper (6, 7), welcher die beabstandeten koaxialen ringförmigen Ausnehmungen (81, 82) aufweist, einen koaxialen zylindrischen Vorsprung (14) aufweist, und wobei die zylindrische Außenfläche (9) des Körpers (6, 7), welche die beiden ringförmigen Ausnehmungen (81, 82) und Ringe (83, 84) entlang des Strahlengangs (5) zwischen Okular (2) und Objektiv (4) koaxial durchdringt, eine axiale Nut oder Ausnehmung (15) aufweist, in welcher der zylindrische Vorsprung (14) geführt ist.
Optisches Lot (1; 1') nach einem der vorangegangenen Ansprüche, weiter aufweisend ein Prisma (16), welches den Strahlengang (5) um 90° faltet, wobei das Objektiv (4) im Strahlengang (5) zwischen der Zielmarke (3) und dem Prisma (16) angeordnet ist.
Dreifuß (200) für ein geodätisches Instrument (100), aufweisend ein optisches Lot (1; 1') nach einem der vorangegangenen Ansprüche.
Geodätisches Instrument (100), aufweisend ein optisches Lot (1; 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 10.