DE2607280B2 - Vorrichtung zum ausrichten eines laser-leitstrahlgeraetes zu einem an anderem ort aufgestellten richtgeraet - Google Patents
Vorrichtung zum ausrichten eines laser-leitstrahlgeraetes zu einem an anderem ort aufgestellten richtgeraetInfo
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Description
obere Gerät in einer Neigung zur Horizontalen aufgestellt ist, weil beispielsweise der Zielpunkt nicht in
einer horizontalen Ebene mit dem oberen Richtgerät steht, so wird die Ausrichtung der beiden Geräte
außerordentlich erschwert.
Ein weiterer Nachteil besteh ί darin, daß die Empfangsdetektoren optoelektronisch arbeiten. Elektronische
Geräte sind aber im rauhen Baustellenbetrieb außerordentlich störanfällig.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu
schäften, die ohne komplizierte Elektronik ein schnelles
und präzises Ausrichten der beiden Geräte auch unter ungünstigen Aufstellungsbedingungen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Erzeugungseinrichtung mittels einer feststehenden
Optik einen Strahlfächer erzeugt und daß die Empfangseinrichtung ein Okular zur gemeinsamen
Betrachtung der beiden Fenster über geeignete Strahlumlenkeinrichtungen aufweist Der Strahifächer
erzeugt an seinem Auftrefforl eine gut sichtbare Linie. Fällt der Strahlfächer auf die Oberfläche des auszurichtenden
Gerätes, so ergibt sich auf dessen Oberfläche eine Linie, die sehr einfach zur Grobausrichtung des
Gerätes herangezogen werden kann. Da der Strahlfäeher bei dem üblichen Abstand von mehreren Metern
zwischen den beiden Geräten am Auftreffpunkt eine gut sichtbare Linie von mehreren Metern erzeugt, müssen
die Geräte nicht wie bei der bekannten Konstruktion senkrecht übereinander aufgestellt werden. Die Geräte
können gegeneinander versetzt oder auch in einem Neigungswinkel zueinander aufgestellt werden. Dadurch
wird das Ausrichten außerordentlich vereinfacht und beschleunigt. Die Empfangseinrichtung ist gegenüber
der bekannten elektronisch arbeitenden Empfangsvorrichtung wesentlich robuster, da sie nur eine
passive Optik aufweist.
Die erfindungsgemäße Empfangseinrichtung zeichnet sich ferner dadurch vorteilhaft aus, daß sie über das
Okular die gemeinsame Betrachtung der beiden Empfangsfenster gestattet. Der Bedienungsmann sieht
durch das Okular also gleichzeitig den Fächer an beiden Fenstern und kann unter Ausnutzung der hohen
Genauigkeit des Auges gegenüber relativen Verschiebungen der beiden sichtbaren Linien hochgenau
ausrichten. Diese Ausrichtung ist einer Ausrichtung mittels elektronischer Empfangseinrichtungen zumindestebenbürtig.
Die Erzeugung eines Strahlfächers aus einem Laserstrahl ist zwar an sich aus der DT-OS 24 03 239
bekannt. Die dort beschriebene Konstruktion erzeugt den Strahlfächer mittels eines elektromotorisch angetriebenen
rotierenden Spiegels. Diese Konstruktion repräsentiert den bisher üblichen Stand der Technik auf
dem Baulasergebiet. Allerdings ist diese Konstruktion mit rotierendem Spiegel nur dann vorteilhaft, wenn der
große nutzbare Winkelbereich von 360° ausgenutzt werden muß. Bei der vorliegenden Konstruktion wird
dieser Winkelbereich nicht benötigt. Außerdem wäre eine Konstruktion mit rotierenden Spiegeln zu aufwen- on
Weiterhin vorteilhaft ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die feststehende Optik eine in dem
Strahlengang eines Laserstrahlgenerators angeordnete Zylinderlinse ist. Gegenüber den bekannten rotierenden in
Fächererzeugungsvorrichtungen zeichnet sich eine Zylinderlinse durch außerordentlich einfachen Aufbau
und große Robustheit aus.
Weiterhin vorteilhaft ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die Lrzeugungseinrichtung eine ir
dem Strahlengang eines Laserstrahlgenerators mit ihrer Schichtkante parallel zur Richtachse des zugehöriger
Gerätes ausgerichtete eindimensionale Phasenplatte aufweist. Phasenplatten dienen der Erzeugung eines
Phasensprunges entlang einer Kante, an der die Phasenplatte einen Dickesprung der Größenordnung
λ/2 der Lichtwellenlänge aufweist. Bei kohärenten" Licht, wie es ein Laserstrahl besitzt, ergibt sich eine
äußerst scharfe Linie der Intensität 0, die auch ir größerer Entfernung noch außerordentlich scharl
wiedergegeben wird. Die Anwendung der Phasenplatte auf Laserstrahlen ist beispielsweise in der DT-OS
16 73 846 detailliert beschrieben. Vorteilhaft bei dei Verwendung einer Phasenplatte ist die Tatsache, daC
durch den Beugungseffekt an der Kante diese Linie ir Richtung der Nullinie verhältnismäßig lang ist. Auch
ohne zusätzliche Zylinderlinse ist eine Phasenplatte allein schon zur Erzeugung eines geeigneten Strahlfächers
mit präziser Nuliinie geeignet. Bei der Hintereinanderschaltung von Zylinderlinse und Phasenplatte
ergibt sich eine vorteilhaft verlängerte Nullinie. Irr vorliegenden Anwendungsfall erhöht sich die Ausrichtgenauigkeit
bei Verwendung der Phasenplatte, da die Nulünie sehr viel schärfer ist als der meist verwaschene
verhältnismäßig breite Laserstrahl.
Weiterhin vorteilhaft ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlumlenkeinrichtungen der
Empfangseinrichtung ein winkelgetreu umlenkende« System bilden. Die Verwendung eines winkelgetreu
umlenkenden Systems ermöglicht dem Betrachter die genaue Beurteilung, um wieviel er ausrichten muß, urr
eine Parallelstellung der Geräte zu erhalten.
Weiterhin vorteilhaft ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsfenster mit Mattscheiben
versehen sind. Auf einer Mattscheibe läßt sich durch die Schaffung eines reellen Bildes auch der extrerr
schräg bzw. außermittig einfallende Strahlfächer gui beobachten. Dabei tragen die Mattscheiben vorteilhaft
parallel zur Richtachse des zugehörigen Geräte; angeordnete Markierungen, die außer der Schrägstellung
außerdem noch die Parallelabweichungen dei Richtachsen der beiden Geräte erkennen lassen.
Weiterhin vorteilhaft ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenksystem ein Pentapris
ma und ein 90°-Prisma aufweist, die mit fluchtender Umlenkachsen senkrecht zur Richtachse des zugehöri
gen Gerätes stehen und jeweils eine Hälfte de; Gesichtsfeldes des Okulars um 90° in zueinandei
entgegengesetzten Richtungen auf je einen, di« Betrachtung eines der Fenster ermöglichenden Spiege
richten. Ein Pentaprisma hat die Eigenschaft, daC Einfall- und Ausfallrichtung stets unter 90° stehen. Be
einer Verschwenkung der Einfallrichtung wird die Ausfallrichtung also urr. denselben Winkel und ir
derselben Richtung verschwenkt. Bei einem 90°-Prism; wird bei Verschwenkung des Eingangsstrahles um einer
bestimmten Winkel der Ausgangsstrahl in entgegenge setzter Richtung, jedoch ebenfalls um denselbet
Winkelbetrag verschwenkt. Wandert also bei Schräg stellung der Empfangseinrichtung zum Strahlfächer au
den Mattscheiben der Fenster das Strahlbild it entgegengesetzten Richtungen aus, so wird auch be
Betrachtung der Mattscheiben vom Okular her durcl das eine bzw. andere Prisma ein Auseinanderwanden
bemerkt, Eine Paralielverschiebung der Empfangsein
richtung zum Strahlfächer wild als gemeinsame
Auswandern beider durch das Okular sichtbaren Strahlbilder in dieselbe Richtung angezeigt. Die
Ablesung ist daher auch für ungeschulte Laien sehr einfach, da sich insbesondere bei einer Winkelabweichung
der Ausrichtung eine Relativbewegung der beiden Bilder zueinander ergibt.
Weiterhin vorteilhaft ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugungseinrichtung an dem
Laser-Leitstrahlgerät angeordnet ist und dessen Strahl mit einer in den Strahlengang schwenkbaren Vorrichtung
um 90° umlenkt und anschließend auffächert. Auf diese Weise wird nur ein Lasergenerator, nämlich der im
Laser-Leitstrahlgerät ohnehin vorhandene Generator benötigt. Die Umlenkvorrichtung wird nur während des
Ausrichtvorganges benötigt und sodann weggeschwenkt, worauf das Laser-Leitstrahlgerät in üblicher
Weise nach vorn strahlt. Vorteilhaft hierbei ist ferner, daß die Empfangseinrichtung an dem Richtgerät,
beispielsweise einem Richtfernrohr, angeordnet ist, so daß dessen Ausrichtung und die Parallelstellung der
beiden Geräte an einem Ort überwacht werden können.
Alternativ ist die Vorrichtung vorteilhaft dadurch gekennzeichnet, daß eine die Geräteriehtachse automatisch
parallel zum Strahlenfächer nachregelnde Empfangseinrichtung am Laser-Leitstrahlgerät angeordnet
ist. Bei dieser Konstruktion braucht nur noch das Richtgeräl, also beispielsweise das Richtfernrohr,
überwacht zu werden, da sich das Laser-Leitstrahlgerät, das beispielsweise an verhältnismäßig schwer zugänglicher
Stelle in einer Grube steht, automatisch ausrichtet. Die automatische Ausrichtung ist auch konstruktiv
leichter am Laser-Leitstrahlgerät durchführbar, da an diesem Gerät ohnehin diverse Justiermöglichkeiten
vorgesehen sind.
Schließlich ist die Vorrichtung vorteilhaft so ausgebildet, daß das Laser-Leitstrahlgerät eine automatische
Nivelliervorrichtung aufweist. Die automatische Nivelliervorrichtung, die das auf bewegtem Grund aufgestellte
Gerät stets automatisch waagerecht ausrichtet und so den eingestellten Neigungswinkel des Strahles gewährleistet,
ermöglicht es dem Bedienungsmann, sich allein auf die Ausrichtung des Richtfernrohres und die
Parallelstellung der beiden Geräte zu konzentrieren. Bei schwierigem Baustellenbetrieb wird durch den Wegfall
der Überwachung eines der Richtparameter die Arbeit wesentlich erleichtert, so daß sich eine höhere
Genauigkeit der Vermessungsarbeit ergibt.
In den beispielsweisen und schematischen Darstellungen der Zeichnung wird die Erfindung erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Schnitt nach Linie 1-1 in Fig.2 durch eine auf einem Stativ angeordnete Empfangseinrichtung
mit darauf montiertem Zielfernrohr und einen Schnitt durch ein darunter aufgestelltes Laser-Leitstrahlgerät
mit einer Einrichtung zur Erzeugung des Strahlfächers, F i g. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 in F i g. i,
F i g. 3a — c drei verschiedene Strahlbilder, wie sie bei Betrachtung durch das Okular der in den Fig. 1 und 2
dargestellten Empfangseinrichtungen bei verschiedenen Ausrichtfehlern erscheinen, und
Fig.4 eine schematische Darstellung des Strahlenganges
in den Umlenkprismen der Empfangseinrichtung.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist ein Laser-Leitstrahlgerät
1 mit Füßen 2 auf dem Boden beispielsweise eines Kanalschachtes aufgestellt. Mittels höhenverstellbarer
Füße od. dgl. ist das Gehäuse 3 des Laser-Leitstrahlgerätes in der Waagerechten justiert. Durch Justierung des
Lasergenerators 4, beispielsweise einer Helium-Neon-Laserröhre, gegenüber dem Gehäuse 3 läßt sich de
Neigungswinkel des normalerweise aus einem Austritts fenster 5 austretenden Laserstrahles auf den gewünsch
ten Wert einstellen, der beispielsweise für die Verlegunj einer Rohrleitung gewünscht wird.
An der Oberfläche über dem beispielsweise 5 m tiefer Schacht steht auf einem winkeleinstellbaren Dreibein
stativ 6 ein Richtfernrohr 7. In Fig. 1 ist der vertikal«
Abstand zwischen den beiden Geräten aus zeichnen sehen Gründen stark verkürzt. Das Richtfernrohr /
dient zum Anpeilen eines entfernten Zielpunktes, dei beispielsweise über dem Endpunkt der Rohrverlegung
liegt. Das Laser-Leitstrahlgerät 1 muß mit seiner Richtachse, also mit der Richtung des Laserstrahles bei
eingestelltem Neigungswinkel 0 parallel zur Richtachse, also der Visierlinie, des Richtfernrohres 7 ausgerichtet
werden.
Im Gehäuse3 des Laser-Leitstrahlgerätes 1 ist an der
Innenwand eine Welle 8 gelagert, an der ein Hebel 9 befestigt ist, der ein 90° -Umlenkprisma 10 trägt. Die
Welle 8 ist in nicht dargestellter Weise zur Gehäuseaußenseite durchgeführt und dort mit einem Handhebel
versehen. Mit diesem Handhebel läßt sich das Prisma 10 in die in der Figur dargestellte durch Rastmittel od. dgl.
gesicherte Stellung und eine aus dem Bereich des Laserstrahles geschwenkte untere Stellung verstellen.
Der Verschwenkmechanismus kann auch in anderer Weise, beispielsweise zur seitlichen Verschwenkung aus
dem Laserstrahl heraus, ausgebildet sein. Ferner kann
jo das lediglich zur 90°-Umlenkung des Laserstrahles
dienende Prisma 10 durch einen einfachen Umlenkspiegel ersetzt sein.
Der von dem Umlenkprisma 10 nach oben geworfene Laserstrahl fällt durch eine in einer Austrittsöffnung der
Oberseite des Laser-Leitstrahlgerätes angeordnete Zylinderlinse 11. Diese im dargestellten Beispiel
plankonvex geschliffene Zylinderlinse ist in der Gehäuseöffnung derart eingebaut, daß sie mit ihrer
Achse in der Waagerechten senkrecht zum durchtretenden Laserstrahl ausgerichtet ist (also senkrecht zur
Zeichenebene). Der hindurchtretende Laserstrahl wird zu einem Strahlfächer 12 aufgeweitet, der in einer
lotrechten Ebene durch die Richtachse des Laser-Leitstrahigerätes 1 nach oben divergiert. Auf einer an
beliebiger Stelle in den Strahlfächer 12 gebrachten Fläche erscheint ein dünner Strich, der stets senkrecht
über der Richtachse des Laser-Leitstrahlgerätes 1 liegt und in beliebiger Höhe über diesem Gerät zur
Ausrichtung herangezogen werden kann.
Der Strahlfächer 12 kann in einfachster Weise z. B. mit einer über die Grube, auf deren Grund sich das
Leitstrahlgerät befindet, gelegten Meßlatte aufgefangen werden, deren Richtung somit an der Erdoberfläche mit
der Richtung des Laser-Leitstrahlgerätes verglichen werden kann. Da der von dem Strahlfächer beim
Auftreffen auf beliebige Gegenstände erzeugte Strich sehr dünn ist und über eine größere Strecke verfolgt
werden kann, kann das Laser-Leitstrahlgerät mit hoher Genauigkeit ausgerichtet werden.
Wi D;e vom Strahlfächer erzeugte Linie kann beispielsweise
auch mit einem an der Unterseite des Richtfernrohres 7 angeordneten Strich, der parallel zu dessen
Richtachse angebracht ist, verglichen werden. Einfacher und präziser geschieht diese Beobachtung des Strahlfä-
(.-. chers jedoch mit einer Empfangseinrichtung 13, die, wie
aus Fig. 1 ersichtlich, auf dem drehbaren Stativ 6 befestigt ist und an ihrer Oberseite das Richtfernrohr
trägt.
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Die Empfangseinrichtung 13 besitzt an der Unterseite ihres Gehäuses 14 zwei Eintrittsfenster mit darin
angeordneten Mattscheiben 15 bzw. 16. Über den Mattscheiben sind Umlenkspiegel 17 bzw. 18 angeordnet,
die unter Umlenkung um im wesentlichen 90° die Betrachtung der Mattscheiben durch zwei in der Mitte
zwischen den Spiegeln übereinander auf dem Gehäuseboden befestigte Prismen erlauben. Von diesen Prismen
ist das in der Ausführungsform der Figuren oben angeordnete ein 90°-Prisma 19 und das andere ein
Pentaprisma 20. Die Prismen sind so angeordnet, daß sie bei Betrachtung von einer Seite her (in F i g. 2 unten) die
Blickrichtung auf jeweils einen der Spiegel 15 bzw. 18 im rechten Winkel umlenken.
Die Betrachtung erfolgt durch ein in der Seitenwand des Gehäuses 14 neben den Prismen mit der optischen
Achse in der Verbindungsfläche der beiden Prismen angeordnetes Okular 21. Mit der in den Figuren
dargestellten Anordnung ergibt sich bei Betrachtung durch das Okular 21 ein Blickfeld, wie es in den F i g. 3a
bis c mit der kreisförmigen Umrandung angedeutet ist. in der Mitte des Blickfeldes erkennt man rüe
Verbindungsebene 22 der beiden aufeinander befestigten Prismen 19 und 20. Bei Verwendung eines ein
aufrechtstehendes Bild vermittelnden Okulars 21 sieht man in der oberen Hälfte des Blickfeldes, wie sich aus
dem in den Figuren gestrichelt dargestellten Strahlengang ergibt, die Mattscheibe 16 und in der unteren
Hälfte des Blickfeldes die Mattscheibe 15. Mittlere Markierungsstriche 23 bzw. 24 auf den Mattscheiben 15
bzw. 16 erscheinen übereinanderstehend in der Mitte des Blickfeldes.
Wenn in der dargestellten Weise die Empfangseinrichtung 13 über dem Laser-Leitstrahlgerät 1 steht, so
erzeugt der Strahlfächer 12 auf den Mattscheiben 15 und 16 Strichbildet·, die im wesentlichen parallel zu den
Markierungsstrichen 23 und 24 stehen. Diese Strichbilder auf den Mattscheiben werden durch das Okular als
leuchtende Linien parallel zu den Markicrungsstrichen wahrgenommen. Durch Verschieben der übereinanderstehenden
Geräte zueinander können die Bilder mit der Markierungslinie zur Deckung gebracht werden, wodurch
die Geräte zueinander parallel ausgerichtet werden.
Fig.4 zeigt die Wirkungsweise der Prismen 19 und
20. Die Prismen sind mit parallelen Achsen derart übereinander angeordnet, daß die von den Markierungsstrichen
23 bzw. 24 def Mattscheiben 15 bzw. 16 einfallenden Strahlen 25 und 26 im rechten Winkel zum
Okular hin umgelenkt werden. Sie ergeben bei Betrachtung durch das Okular das in den F i g. 3a bis c
dargestellte Bild. Für das Pentaprisma 20 gilt, daß Einfalls- und Ausfallsrichtung stets in rechtem Winkel
zueinander stehen. Wenn also der Einfallsstrahl in einer Richtung, beispielsweise im dargestellten Fall, zu dem
strichpunktierten Strahl 27 hin verschwenkt wird, so wird der Ausfallsstrahl im selben Drehsinn und um
denselben Winkel verschwenkt. Beim 90°-Prisma 19 ergibt eine Verschwenkung des Einfallsstrahles 28 um
einen bestimmten Winkel und in einer bestimmten Drehrichtung eine Verschwenkung des Ausfallsstrahles
um denselben Winkclbetrag, jedoch in umgekehrter Drehrichtung. Dies ist in F i g. 4 dargcsiellt.
Bei einer Verdrehung der über dem Lascr-Lcitstrahlgcrät
1 stehenden Empfangseinrichtung 13 um einen geringen Winkel wandern die Bilder 29 bzw. 30 auf den
Mattscheiben 15 bzw. 16 in der in Fig. 4 dargestellten Weise gegenüber den Markierungsstrichen 23 und 24
seitlich aus. Die von den Strahlbildern 29 bzw. 30 ausgehenden, in F i g. 4 dargestellten Strahlengänge 27
und 28 schwenken dabei in der dargestellten Weise aus. Es ergibt sich dabei durch das Okular 21 gesehen ein
Auswandern der beiden Strahlbilder in unterschiedliche Richtungen. Die natürliche Relativbewegung bleibt also
bei der Anzeige erhalten.
Bei Verwendung zweier 90°-Umlenkprismen oder zweier Pentaprismen anstelle der Kombination des
ίο 90°-Prismas mit dem Pentaprisma ergäbe sich dagegen
für den Betrachter ein Auswandern beider Strahlbilder in derselben Richtung, so daß eine Winkelverschiebung
der Empfangseinrichtung 13 gegenüber dem Lascr-Leitstrahlgerät 1 schwieriger festzustellen wäre.
In den Fig. 3a und 3b sind Strahlbilder dargestellt, die
sich bei Verdrehung der Empfangseinrichtung 13 gegenüber dem Laser-Leitstrahlgerät 1 in die eine bzw.
die andere Richtung ergeben. Die Strahlbilder liegen symmetrisch zu den Markierungsstrichen, woraus sich
ergibt, daß die Empfangseinrichtung 13 insgesamt symmetrisch zum Strahlfächer steht. In Fi g. 3c ist eine
Aiisrichtstellung dargestellt, bei der die Empfangseinrichtung
13 parallel, aber geringfügig seitenverschoben zum Strahlfächer steht. Die beiden Strahlbilder stehen
daher übereinander, aber seitlich zu den Markierungsstrichen 23 und 24 verschoben.
Normalerweise spielen geringfügige seitliche Verschiebungen keine große Rolle. Wichtig ist nur die
Gewährleistung einer strengen Parallelstellung. In solchen Fällen können die Markierungsstriche 23 und 24
auf den Mattscheiben entfallen. Es wird dann lediglich die relative Stellung der Strahlbilder 29 und 30
überwacht.
Das Richtfernrohr 7 ist vorteilhaft winkeljustierbar auf dem Gehäuse 14 der Empfangseinrichtung 13
montiert, damit die optische Achse des Richtfernrohres 7 in einer Grundjustierung parallel zur Richtachse der
Empfangseinrichtung 13, d. h. also parallel zu der durch die Markierungsstriche 23 und 24 verlaufenden Längsachse,
ausgerichtet werden kann.
Die Strahlbilder 29 und 30 sind in Fig.4 in der
üblichen in größerer Entfernung leicht verwaschenen Form dargestellt. Zur Erzielung noch größerer Genauigkeit
ist im Strahlengang des von der Laserröhre 4 erzeugten Laserstrahles, also beispielsweise auf einer
Fläche des Umlenkprismas 10, auf einer Fläche der Zylinderlinse 11 oder auf einer dazwischen angeordneten
Glasscheibe eine Phaseneinrichtung angeordnet. Eine eindimensionale Phasenanordnung besteht in
einfacher Weise aus einem eine Hälfte des Strahlenganges bedeckenden Dünnfilm, wobei die Filmkante genau
durch die optische Achse und somit durch den Strahl verläuft. Die Kante ist im vorliegenden Fall in Richtung
des Strahlfächcrs anzuordnen. Es ergibt sich dadurch eine Strukturierung des Strahlbildes, wie sie in der
Fig. 3a bis c dargestellt ist. In der Mitte der durch
Auffächerung des Laserstrahles erhaltenen hellen Link ergibt sich ein scharf begrenztes schmales Minimum, da:
deutlich wahrnehmbar ist und eine hochpräzisi
bo Ausrichtung ermöglicht. Da eine solche Phaseneinrich
Hing auch ohne Zylinderlinse eine erhebliche Strahlauf
Weitung in Richtung der Minimumlinie ergibt, kann de Strahlfächer 12 gegebenenfalls auch ohne Zylindcrlins
11 nur mit der Phaseneinrichtung erzeugt werden.
h5 Die in den Figuren dargestellte Ausführungsforr
bietet den Vorteil, daß die Beobachtung des Richtfcrr rohres 7 und die Beobachtung der Empfangseinrichtur
13 durch deren Okular 21 in rascher Folge von eine
709 550Λ
Mann durchgeführt werden kann. Es wird jedoch noch ein weiterer Mann benötigt, der auf Zuruf das
Laser-Leitstrahlgerät entsprechend um seine lotrechte
Achse verschwenkt. Dem kann dadurch abgeholfen werden, daß die Empfangseinrichtung 13 am Laser-Leitstrahlgerät,
also unten angeordnet ist, während am Richtfernrohr 7 ein zusätzlicher, nach unten strahlender
Lasergenerator entsprechend dem Lasergenerator 4 angeordnet ist. Im Strahlengang dieses Generators ist
dann wiederum eine Zylinderlinse und gegebenenfalls eine Phaseneinrichtung angeordnet. Wenn bei einer
solchen Ausbildung der Geräte die Empfangseinrichtung 13 oder eine in anderer Weise aufgebaute
Empfangseinrichtung mit z. B. optoelektronischen Sensoren ausgebildet ist, die über Regelverstärker und
Stellmotoren das Laser-Leitstrahlgerät 1 um seine senkrechte Achse verschwenken, so muß der Bedienungsmann
nur noch das Richtfernrohr 7 beachten. Die Parallelstellung der beiden Geräte erfolgt automatisch.
Dabei ist die Anordnung einer Einstellautomatik am Laser-Leitstrahlgerät 1 vorteilhaft, da dort ohnehin
Verstellmöglichkeiten für eine Verschwenkung um die lotrechte Achse vorgesehen sind.
Zur weiteren Bedienungsvereinfachung kann das Laser-Leitstrahlgerät 1 mit einer automatischen Nivelliervorrichtung
versehen sein, die das Gehäuse 3 stets in eine waagerechte Stellung nachregelt. Dies ist vor allem
ίο dann erforderlich, wenn der Untergrund, auf dem das
Laser-Leitstrahlgerät 1 aufgestellt ist, durch in der Nähe erfolgende Erdarbeiten Schwankungen unterworfen ist.
Mit einer automatischen Nivelliervorrichtung wird der durch Verschwenken der Laserröhre 4 gegenüber dem
Gehäuse 3 eingestellte Neigungswinkel des Laserstrahles konstant gehalten, so daß der mit der Überwachung
der Ausrichtung beauftragte Bedienungsmann sich ganz auf die übrigen Richtparameter konzentrieren kann.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
1. Vorrichtung zum Ausrichten eines Laser-Leitstrahlgerätes
zu einem an einem anderen Ort aufgestellten Richtgerät mittels einer Erzeugungseinrichtung an einem der Geräte, die Laserstrahlen
in einer durch die Richtachse dieses Gerätes verlaufenden Ebene aussendet, welche Strahlen von
einer an dem anderen Gerät vorgesehenen Empfangseinrichtung mittels zweier in dessen Richtachse
hintereinander angeordneten Empfangsfenstern aufgefangen
werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugungseinrichtung (10,11) mittels
einer feststehenden Optik (11) einen Strahlfächer (12) erzeugt und daß die Empfangseinrichtung (13)
ein Okular (21) zur gemeinsamen Betrachtung der beiden Fenster (15, 16) über geeignete Strahlumlenkeinrichtungen
(17 — 20) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehende Optik eine in dem
Strahlengang eines Laserstrahlgenerators (4) angeordnete Zylinderlinse (11) ist.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugungseinrichtung
eine in dem Strahlengang eines Laserstrahlgenerators (4) mit ihrer Schichtkante parallel zur Richtachse des zugehörigen Gerätes
ausgerichtete eindimensionale Phasenplatte aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlumlenkeinrichtungen
der Empfangseinrichtung (13) ein winkelgetreu umlenkendes System (17-20) bilden.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsfenster
mit Mattscheiben (15,16) versehen sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mattscheiben (15, 16) parallel zur
Richtachse des zugehörigen Gerätes (7) angeordnete Markierungen (23,24) tragen.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenksystem ein
Pentaprisma (20) und ein 90°-Prisma (19) aufweist, die mit fluchtenden Umlenkachsen senkrecht zur
Richtachse des zugehörigen Gerätes (7) stehen und jeweils eine Hälfte des Gesichtsfeldes des O'kulars
(21) um 90° in zueinander entgegengesetzten Richtungen auf je einen, die Betrachtung eines der
Fenster (15, 16) ermöglichenden Spiegel (17, 18) richten.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugungseinrichtung
(4,10, 11) an dem Laser-Leitstrahlgerät (1) angeordnet ist und dessen Strahl min einer
in den Strahlengang schwenkbaren Vorrichtung (10) um 90° umlenkt und anschließend auffächert.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Geräterichtachse
automatisch parallel zum StrahlenFächer nachregelnde Empfangseinrichtung (13) am Laser-Leitstrahlgerät
(1) angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche S oder
9, dadurch gekennzeichnet, daß das Laser-Leititrahlgerät
(1) eine automatische Nivelliervorrichtung aufweist.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausrichten eines Laser-Leitstrahlgerätes zu einem an einem
anderen Ort aufgestellten Richtgerät mittels einer Erzeugungseinrichtung an einem der Geräte, die
Laserstrahlen in einer durch die Richtachse dieses Gerätes verlaufenden Ebene aussendet, welche Strahler
von einer an dem anderen Gerät vorgesehenen Empfangseinrichtung mittels zweier in dessen Richtachse
hintereinander angeordneten Empfangsfenstern ίο aufgefangen werden.
Bei der Verlegung von Rohrleitungen steht in der Baugrube ein Laser-Leitstrahlgerät, dessen auf den
Zielpunkt der Verlegung gerichteter Strahl als Leitstrahl zum Ausrichten der Rohre dient. Dieser Strahl
muß sowohl in der gewünschten Neigung als auch in seiner Richtung ausgerichtet werden. Dabei wird bei
bekannten Geräten die Neigung direkt am Laser-Leitstrahlgerät eingestellt, während die Richtung mit dem
über der Baugrube aufgestellten Richtgerät bestimmt
wird, das meist auf eine oberhalb des Zielpunktes
aufgestellte Fluchtstange od. dgl. eingestellt wird. Das
Laser-Leitstrahlgerät muß sodann in der horizontalen
Ebene parallel zum Richtgerät ausgerichtet werden.
Eine bekannte, diesem Zweck dienende Ausrichtvorrichtung verbindet das unten aufgestellte Lasergerät
durch eine vertikal angeordnete Stange mit dem oben aufgestellten Richtfernrohr. Bei paralleler Befestigung
der beiden Geräte an der Stange bleibt beim Ausrichten des Richtfernrohres auf den Zielpunkt das Lasergerät
parallel ausgerichtet. Nachteilig bei dieser Konstruktion ist jedoch die die beiden Geräte verbindende Stange, die
im Baustellenbetrieb die laufenden Arbeiten stört und den apparativen Aufwand der Ausrichtvorrichtung,
deren Störungsanfälligkeit, den Wartungsaufwand
u. dgl. stark erhöht.
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der US-PS 36 67 849 bekannt. Diese Konstruktion weist
ein oberhalb der Baugrube aufzustellendes Leitstrahlgerät auf, das zum Anpeilen des entfernten Zielpunktes
dient. Aus dem Strahlengang dieses Gerätes werden zwei Strahlen ausgespiegelt, die parallel und in der
Richtachse dieses Gerätes hintereinanderliegend nach unten umgelenkt werden. Das unten in der Baugrube
aufgestellte Richtstrahlgerät empfängt die beiden nach
unten gesandten Strahlen mit in seiner Richtachse hintereinander angeordneten Empfangsfenstern, unter
denen optoelektronische Detektoren angeordnet sind, die zur Überwachung der präzisen Ausrichtung dienen.
Einer der empfangenen Strahlen wird ferner um 90° umgelenkt und als Richtstrahl in der Baugrube benutzt.
Bei dieser Konstruktion wird die Richtungsübertragung auf optischem Wege mittels präzise ausgerichteter
Laserstrahlen erhalten, was eine hochgenaue Parallelstellung ermöglicht. Die störende Verbindungsstange
der vorgenannten bekannten Konstruktion entfällt hierbei.
Nachteilig bei dieser Konstruktion ist jedoch die Tatsache, daß eine Anzeige der elektronischen Empfangseinrichtung
erst dann erhalten wird, wenn die
bo beiden Geräte bereits so genau übereinanderstehen und
parallel ausgerichtet sind, daß die beiden parallelen Strahlen in die Empfangsfenster fallen. Vor allem
müssen die Geräte lotrecht übereinanderstehen, was in der Baustelle oft nur schwierig zu erreichen ist. Die
hr> Bedienungsmannschaft muß insbesondere bei großem
Abstand der beiden Geräte zunächst in zeitraubender Arbeit die Geräie so genau von Hand ausrichten, bis die
beiden Strahlen in die Empfangsfenster fallen. Wenn das
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DE102014005112A1 (de) | 2014-05-22 | 2015-11-26 | Emschergenossenschaft | Messung unterirdischer Bauwerke, insbesonder beim unterirdischen Vortrieb, mit Prismen |
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- 1977-02-23 US US05/770,079 patent/US4175861A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: QUANTE LASERTECHNIK GMBH, 5600 WUPPERTAL, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |