DE2607280C3 - Vorrichtung zum Ausrichten eines Laser-Leitstrahlgerätes zu einem an anderem Ort aufgestellten Richtgerät - Google Patents

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 besteht 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 schaffen, die ohn? 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 Strahlfächer erzeugt an seinem Auftreffort eine gut sichtbar; 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 Strahlfächer 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 DE-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 aufwendig.

Weiterhin vorteilhaft ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet daß die feststehende Optik eine in dem Strahlengang eines Laserstrahlgenerators angeordnete Zylinderlinse ist Gegenüber den bekannten rotierenden Fächererzeugungsvorrichtungen zeichnet sich eine Zylinderlinse durch außerordentlich einfachen Aufbau und große Robustheit aus.

Weiterhin vorteilhaft ist die Vorrichtung dadurch gekennzeLänr.;, daß die Erzeugungseinrichtung eine in dem Strck-ngang eines Laserstrahlgenerators mit ihrer Schichtkante parallel zur Richtachse des zugehörigen 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 kohärentem Licht, wie es ein Laserstrahl besitzt, ergibt sich eine äußerst scharfe Linie der Intensität 0, die auch in größerer Entfernung noch außerordentlich scharf wiedergegeben wird. Die Anwendung der Phasenplatte auf Laserstrahlen ist beispielsweise in der DT-OS 16 73 846 detailliert beschrieben. Vorteilhaft bei der Verwendung einer Phasenplatte ist die Tatsache, daß durch den Beugungseffekt an der Kante diese Linie in Richtung der Nullinie verhältnismäßig lang ist Auch ohne zusätzliche Zylinderlinse ist eine Phasenplatte allein schon zur Erzeugung eines geeigneten Strahlfächers mit präziser Nullinie geeignet Bei der Hintereinanderschaltung von Zylinderlinse und Phasenplatte ergibt sich eine vorteilhaft verlängerte Nullinie. Im vorliegenden Anwendungsfa'l erhöht sich die Ausrichtgenauigkeit bei Verwendung der Phasenplatte, da die Nullinie sehr viel schärfer ist als der meist verwaschene verhältnismäßig breite Laserstrahl.

Weiterhin vorteilhaft ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet daß die Strahlumlenkeinrichtungen der Empfangseinrichtung ein winkelgeireu umlenkendes System bilden. Die Verwendung eines winkelgetreu umlenkenden Systems ermöglicht dem Betrachter die genaue Beurteilung, um wieviel er ausrichten muß, um 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 extrem schräg bzw. außermittig einfallende Strahlfächer gut beobachten. Dabei tragen die Mattscheiben vorteilhaft parallel zur Richtachse des zugehörigen Gerätes angeordnete Markierungen, die außer der Schrägstellung außerdem noch die Parallelabweichungen der Richtachsen der beiden Geräte erkennen lassen.

Weiterhin vorteilhaft ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenksystem ein Pentaprisma und ein 90°-Prisma aufweist, die mit fluchtenden Umlenkachsen senkrecht zur Richtachse des zugehörigen Gerätes stehen und jeweils eine Hälfte des

so Gesichtsfeldes des Okulars um 90° in zueinander entgegengesetzten Richtungen auf je einen, die Betrachtung eines der Fenster ermöglichenden Spiegel richten. Ein Pentaprisma hat die Eigenschaft, daß Einfall- und Ausfallrichtung stets unter 90° stehen. Bei einer Verschwenkung der Einfallrichtung wird die Ausfallrichtung also um denselben Winkel und in derselben Richtung verschwenkt. Bei einem 90°-Prisma wird bei Verschwenkung des Eingangsstrahles um einen bestimmten Winkel der Ausgangsstrahl in entgegenge-

bo setzter Richtung, jedoch ebenfalls um denselben Winkelbetrag verschwenkt. Wandert also bei Schrägstellung der Empfangseinrichtung zum Strahlfächer auf den Mattscheiben der Fenster das Strahlbild in entgegengesetzten Richtungen aus, so wird auch bei

b5 Betrachtung der Mattscheiben vom Okular her durch das eine bzw. andere Prisma ein Auseinanderwandern bemerkt. Eine Parallelverschiebung der Empfangseinrichtung zum Strahlfächer wird als gemeinsames

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 Geräterichtachse automatisch parallel zum Strahlenfächer nachregelnde Empfangseinrichtung am Laser-Leitstrahlgerät angeordnet ist. Bei dieser Konstruktion braucht nur noch das Richtgerät 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 Paraiielsteliung 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. 1,

F i g. 3a — c drei verschiedene Strahlbilder, wie sie bei Betrachtung durch das Okular der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Empfangseinrichtungen bei verschiedenen Ausrichtfehlern erscheinen, und

Fig.4 eine schematische Darstellung des Strahlenganges in den Umlenkprismen der Empfangseinrichtung.

Wie aus Fi g. 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 der Neigungswinkel des normalerweise aus einem Austrittsfenster 5 austretenden Laserstrahles auf den gewünschten Wert einstellen, der beispielsweise für die Verlegung einer Rohrleitung gewünscht wird.

An der Oberfläche über dem beispielsweise 5 m tiefen Schacht steht auf einem winkeleinstellbaren Dreibeinstativ 6 ein Richtfernrohr 7. In F i g. 1 ist der vertikale Abstand zwischen den beiden Geräten aus zeichnerisehen Gründen stark verkürzt Das Richtfernrohr 7 dient zum Anpeilen eines entfernten Zielpunktes, der beispielsweise über dem Endpunkt der Rohrverlegung liegt. Das Laser-Leitstrahlgerät 1 muß mit seiner Richtachse, also mit der Richtung des Laserstrahles bei

is eingestelltem Neigungswinkel 0 parallel zur Richtachse, also der Visierlinie, des Richtfernrohres 7 ausgerichtet

Im Gehäuse 3 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 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-Leitstrahlgerätes 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.

so Der Strahlfächer 12 kann in einfachster Weise z. B. mit einer aber 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 fiber eine größere Strecke verfolgt werden kann, kann das Laser-Leitstrahlgerät mit hoher Genauigkeit ausgerichtet werden.

Die vom Strahlfächer erzeugte linie kann beispielsweise auch mit einem an der Unterseite des Richtfemrohres 7 angeordneten Strich, der parallel zu dessen Richtachse angebracht ist, verglichen werden. Einfacher und präziser geschieht diese Beobachtung des Strahlfä-

6s chers jedoch mit einer Empfangseinrichtung 13, die, wie aus Fig. 1 ersichtlich, auf dem drehbaren Stativ 6 befestigt ist und an ihrer Oberseite das Rktatfernrohr 7 trägt

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 die 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 Strichbilder, 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 Markierungsstrichen wahrgenommen. Durch Verschieben der übereinanderstehenden Geräte zueinander können die Bilder mit der Markierungslinie zur Deckung gebracht werden, wodurch die Geräte zueinander parallel ausgerichtet werden.

F i g. 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 der 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 Ausfallsstrahj 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 Winkelbetrag, jedoch in umgekehrter Drehrichtung. Dies ist in F i g. 4 dargestellt

Bei einer Verdrehung der über dem Laser-Leitstrahlgerät 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 Laser-Leitstrahlgerät 1 schwieriger festzustellen wäre.

In den F i g. 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 Strahibiider Hegen symmetrisch zu den Markierungsstrichen, woraus sich ergibt, daß die Empfangseinrichtung 13 insgesamt symmetrisch zum Strahlfächer steht. In Fig. 3c ist eine Ausrichtsteliung 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

so 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 Strahlfächers anzuordnen. Es ergibt sich dadurch eine Strukturierung des Strahlbildes, wie sie in den

Fig.3a bis c dargestellt ist In der Mitte der durch

' Auffächerung des Laserstrahles erhaltenen hellen Linie ergibt sich ein scharf begrenztes schmales Minimum, das deutlich wahrnehmbar ist und eine hochpräzise

eo Ausrichtung ermöglicht Da eine solche Phaseneinrichtung auch ohne Zylinderlinse eine erhebliche Strahlaufweitung in Richtung der Minimumlinie ergibt, kann der Strahlfächer 12 gegebenenfalls auch ohne Zylinderlinse 11 nur mit der Phaseneinrichtung erzeugt werden.

es Die in den Figuren dargestellte Ausfuhrungsform bietet den Vorteil daß die Beobachtung des Richtfernrohres 7 und die Beobachtung der Empfangseinrichtung 13 durch deren Okular 21 in rascher Folge von einem

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 weiteten 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-Leitstrsihlgerät 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)

Patentansprüche:

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, U) 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. Verrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehende Optik eine in dem Strahlengang eines LaserstraliJgenerators (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 Okulars (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, U) an dem Laser-Leitstrahlgerät (1) angeordnet ist und dessen Strahl mit 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 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Laser-Leitstrahlgerät (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 Strahlen 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

is 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 Ausrichtvor-

richtung 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 Bausteilenbetrieb die laufenden Arbeiten stört und den apparativen Aufwand der Ausrichtvorrichtung, deren Störungsanfälligkeit, den Wartungsaufwand a dgl. stark erhöht

Eine Vo (richtung der eingangs genannten Art ist aus der US-PS! 36 67 849 bekannt Diese Konstruktion weist ein oberhiilb 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°

so 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 eiTnöglicht 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

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

b5 Bedienungsmannschaft muß insbesondere bei großem Abstand eier beiden Geräte zunächst in zeitraubender Arbeit die Geräte so genau von Hand ausrichten, bis die beiden Strahlen in die Empfangsfenster fallen. Wenn das