DE2633391A1 - Optische anordnung zur erzeugung von lichtstrahlen, die genau im rechten winkel zueinander stehen - Google Patents

Optische anordnung zur erzeugung von lichtstrahlen, die genau im rechten winkel zueinander stehen

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DE2633391A1 DE19762633391 DE2633391A DE2633391A1 DE 2633391 A1 DE2633391 A1 DE 2633391A1 DE 19762633391 DE19762633391 DE 19762633391 DE 2633391 A DE2633391 A DE 2633391A DE 2633391 A1 DE2633391 A1 DE 2633391A1
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Description

Firma Äktiebolaget SAMEPA, Karlbergsvägen 77 S 113 35 Stockholm, Schweden
Optische Anordnung zur Erzeugung, ,von Lichtstrahlen, die genau im rechten Winkel zueinander stehen
Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer optischen Anordnung zur Erzeugung von Lichtstrahlen, die genau im rechten Winkel zueinander stehen. Die genannte Anordnung umfaßt ein optisches Prisma mit einer speziellen Vorrichtung, um Justierung und/oder Winkelabweichung zu kompensieren.
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Letzteres besteht vorzugsweise aus einem viereckigen Prismas welches aus zwei halb-viereckigen Prismen besteht, um abzulenken oder zu reflektieren. Ein Lichtstrahl, der auf das zusammengesetzte Prisma einfällt und vorzugsweise vollständig durch das Prisma hindurchgelassen wird, erzeugt einen Teilstrahl im rechten Winkel zu diesem einfallenden oder durchgehenden Strahl. In die optische Anordnung, gemäss der Erfindung, ist eine passende Strahlenquelle eingebaut, vorzugsweise ein Laser, und mittels der genannten Kompensiervorrichtung wird sichergestellt, daß der Teilstrahl immer exakt um 90 ° abgelenkt wird, mit solch einer Genauigkeit, daß die Abweichung von diesem Wert kleiner ist, als eine halbe Winkelminute.
Bei Winkelmessungen, z.B. zur Prüfung von Rahmen wie Fahrzeugchassis und Radachsen, die daran befestigt sind, aber auch Gebäudekonstruktionen und ähnliches, werden oft optische Prismen benützt in Verbindung mit einer Lichtquelle, welche einen engen intensiven Lichtstrahl erzeugt. Die modernen Laser sind speziell für diesen Zweck geeignet. Das Prisma ist dabei gewöhnlich so angeordnet, daß der einfallende Lichstrahl geradlinig durch das Prisma ohne merkbare Brechung hindurch kann, während ein Teil des Strahles gleichzeitig gegen eine oder mehrere Oberflächen im Prisma refkiektiert wird, und es im rechten Winkel zum einfallenden Strahl verläßt. Eine gewöhnliche Prismakonstruktion ist viereckig, wie oben beschrieben. Es ist ein Prisma, welches aus zwei halb-quadratischen Prismen bestehen, die entlang ihrer Hypotenusen^ - Oberflächen vereinigt sind, was dadurch eine Diagonal-Oberfläche im vereinigten Prisma ergibt.
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Ein Lichtstrahl, der im rechten Winkel zu einer der
Seiten einfällt, wird teilweise gerade durch das Prisma
hindurchfallen, teilweise an der diagonalen Vereinigungs- '
oberfläche.reflektieren. Der reflektierte Teil des. Strahls
verläßt das Prisma im Winkel'von-90 ° zum einfallenden gebrochenen Strahl. -.."■".. ■ . -
Prismen dieser Art können durch unbedeutende Winkelfehler
gestört werden, auch sind sie beim Zusammenbauen und im Gebrauch unkorrigierbar . justiert . Ein derartiger unbedeutender Winkel- oder Justierfehler wirkt sich unbedeutend auf den Strahl aus, der: gerade durch das zusammengesetzte
Prisma hindurchgeht, aber auf der anderen Seite bewirkt der Fehler eine große Winkelabweichung des reflektierten Strahls.. Sogar die kleinste, unbedeutende Störung, beispielsweise in der festen Justierung des Prismas, bedingt eine Abweichung
vom rechten Winkel zwischen dem einfallenden und reflektierten Strahl, was nicht akzeptierbare Fehler in der Messung ergibt.
Die Erfindung hat daher zum Ziel, eine optische Einrichtung vorzusehen, welche eine Lichtquelle und eine Prismeneinheit zusammen mit einer Kompensiervorrichtung umfaßt, in welcher das Prisma, dank der Kompensiervorrichtung, einen Strahl, der von der Lichtquelle aus gesendet wird, ablenken oder reflektieren kann, wenn er auf die Prismeneinheit fällt und vorzugsweise achsparallel gebrochen wird, um genau einen rechten Winkel mit dem einfallenden Strahl zu bilden, und zwar mit solcher Genauigkeit, daß die Abweichung von 90 ° kleiner ist als eine halbe Winkelminute.
Die Erfindung wird nachstehend zum Zwecke der Erläuterung im Detail beschrieben, wobei auf die anliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in welchen
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Pig. 1 schematisch den hinteren Teil eines
Fahrzeugchassis mit Rädern zeigt, und veranschaulicht, wie Überprüfungsmessungen des Chassis und der Radachsen mit der bekannten Technik schwierig durchzuführen sind;
Fig. 2 u. 3 sind detaillierte Ansichten der Apparate, die
für die Messungen verwendet werden, und zwar in den Ebenen gesehen, die durch die Linien II - II und III - III gezeigt sind.
Fig. 4 u. 5 zeigen schematisch ein bekanntes Doppelprisma, welches für die Messungen verwendet werden kann, die Figuren z.eigen das Prisma in zwei verschiedenen Stellungen.
Fig. 6 zeigt ein Doppelprisma, an dem eine Kompensier
vorrichtung gemäss der Erfindung vorgesehen ist,
Fig. 7 u. 8 veranschaulichen, wie diese Vorrichtung in verschiedenen Stellungen des Prismas funktioniert.
Fig. 9 zeigt die Strahlkonstruktion in einer weiteren
Methode der Anwendung des kompensierten Prismas,gemäss der Erfindung.
Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht der inneren
optischen Anordnung, gemäss- der Erfindung, und
Fig. 11 zeigt schließlich, wie die Anordnung nach
Fig. 10 einzeln verwendet wird und mit der erhaltenen Genauigkeit gebraucht wird.
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Um den Hintergrund der Erfindung klarzustellen, ist in Pig. 1 der hintere Teil eines Fahrzeugchassis ge-, zeigt, welches einen Rahmen 10 mit einer Mittelachse X-X enthält, es sind auch schematisch linke und rechte Hinterräder 12 und lh angedeutet, mit der Drehachse Y - Y. Es sei angenommen, daß die Geradheit des Rahmens und auch seine Position im Verhältnis zu den Drehachsen der beiden Hinterräder, sowie die Achsparallelität der Rachachsen geprüft werden soll.
Abnehmbare Zentriervorrichtungen 16 und 16 werden an beide Hinterräder 12 und Ik für die Messungen montiert, die genannten Vorrichtungen sind mit hervorstehenden Bolzen l8 und 18 versehen, und sind so angeordnet, daß die Bolzen durch einfaches Justieren genau in Achsparalellität mit den Drehachsen der betreffenden Räder gebracht werden können. Eine geeignete Zentriervorrichtung dieser Art ist in der deutschen OS ( AS) 25 16 504 beschrieben, wohin für eine detailliertere Besehreibung verwiesen wird.
An geeigneten Stellen des Fahrzeugrahmens 10 werden Meßbalken 20 angebracht, welche so konstruiert sind, daß sie mit Hilfe einer Skala, Visierdorn oder etwas ähnlichem, einen Punkt anzeigen, der eine genaue Entfernung X von der Mittelachse X-X des Rahmens hat, unabhängig davon, wo der Meßbalken entlang des Rahmens angebracht ist. Ein einfacher und nützlicher Meßbalken für diesen Zweck ist in der deutschen OS ( AS) 25 49 355 beschrieben, wohin für eine nähere Beschreibung verwiesen wird.
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Eine Strahlenquelle 24 ist nun an dem Zentrierbolzen 18 auf einem Hinterrad, z.B. dem rechten Hinterrad 12, befestigt. Die Strahlenquelle ist vorzugsweise ein Laser, der einen gebündelten, scharf begrenzten Strahl abgibt. Die Strahlenquelle ist auf einem Fuß 26 befestigt, der mit einer geeigneten Führung 28 versehen ist, die es der Strahlenquelle 24 erlaubt, so auf dem Bolzen zu biegen, daß ihr ausgesendeter Strahl 30 genau im rechten Winkel zur Achse des Bolzens steht.
Der Fuß 26 ist mit einer Basis verbunden, z.B. in Form eines Balkens 32, der an seinem anderen Ende ein Doppelprisma 34 trägt, wie in der Einteilung beschrieben. Das Prisma ist so angeordnet, um den Strahl 30 zentral von der Strahlenquelle 24 zu erhalten, und um den Strahl auf bekannte Art aufzuteilen in einen Strahl 31, der gerade durch das Prisma hindurchgeht und in einen abgelenkten oder reflektierten Strahl 36, der im rechten Winkel zum einfallenden Strahl 30 steht.
Ein Meßbalken 40 ist angebracht im Zusammenwirken mit dem Zentrierbolzen 18 ', der am linken Hinterrad 14 , s. Fig. 2, befestigt ist, um mit dem Bolzen mit Hilfe einer Führung 42 zusammenzuarbeiten, ähnlich wie die Führung 28 im Fuß 26 der Strahlenquelle, so daß der Meßbalken 40 im rechten Winkel zur Mittelachse des Bolzens 18 ' absteht und damit zur Achse des linken Hinterrades 14. Eine Skala 44 ist am gegenüberliegenden Ende des Maßbalkens 40 angeordnet, und so vorgesehen, daß sie von dem Strahl 36, der vom Prisma 34 abgelenkt ist, erreicht werden kann, wie in Fig. 1 gezeigt. Sowohl der Balken 32 der Strahlenquelle als auch der Meßbalken 40 sind vorzugsweise mit einem Neigungsanzeiger oder Wasserwaage und 46 , je nach Seite, versehen, mit dessen Hilfe die Strahlenquelle 24 veranlasst werden kann, einen horizontalen Strahl 30/ 31 auszusenden, gleichzeitig wird der Meßbalken 40 in waagrechter Position gehalten, welcher dadurch parallel zu dem S.trahl ist.
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Unter den oben angeführten Bedingungen kann eine Reihe von Überprüfungsmessungen durchgeführt werden. Der Strahl 36, der vom Prisma im rechten Winkel zum Strahl 30 abgelenkt oder reflektiert ist, trifft auf die Skala des Meßbalkens 40 in einem Punkt,, der zur Mittelachse des linken Rades 14 den Abstand Aj2^ hat, und der Strahl 36 tritt selbst aus dem Prisma 34 in einem Abstand ΜΛ von der Mittelachse des rechten Rades 12 aus. Beim Vergleich der Maße V^ und V2,ist es klar, daß die Achsparallelität der Räder überprüft werden kann, d.h., daß die Achse Y-Y beiden gemein ist, wobei die Messung vorzugsweise in anderen Positionen um die Bolzen 18 und l8 ' . durchgeführt wird, z.B. mit dem Meßbalken 40 und der Strahlenquelle 24 direkt nach oben zeigend, oder allgemein in einer solchen Stellung, in der die Sicht zwischen dem Prisma 34 und der Skala 44 des Meßbalkens 40 frei ist.
Unter Betrachtung der Geradheit des Rahmens 10, kann eine mögliche schräge mit dem durchgehenden Strahl 30,31 , welcher parallel zum Rahmen verläuft, nachgewiesen werden, durch Anzeigepunkte an der Skala 22 der verschiedenen Meßbalken 20, welche entlang des Rahmens angeordnet sind. Die Meßbalken sind, wie erwähnt, so konstruiert, daß die Abstände X7 X2^ etc. des Anzeigepunktes des Strahls 31 auf den Skalen 22 von der Mittelachse X - X des Fahrzeugrahmens beobachtet und verglichen werden können. Mögliche Schrägen oder Deformationen im Rahmen sind an verschiedenen Werten für das Maß X erkennbar.
Um die größtmögliche Genauigkeit zu erreichen, müssen die Einzelteile, die für die verschiedenen Messungen verwendet werden, natürlich mit hoher Präzision hergestellt werden, und in der Praxis hat es sich herausgestellt, daß es möglich ist, ohne große Schwierigkeiten oder Kosten die Teile, z.B.
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korrekt angeordnete Skalen, Führungen 28 und 42 für den Strahlenquellenfuß 26 und den Meßbalken 40, jeweils betreffend, etc. mit hinreichender Präzision für ihre Ausrichtung vorzusehen, um eine zufriedenstellende Genauigkeit zu erhalten. Es ist jedoch ein extrem kritischer Punkt im System, nämlich die Justierung des Doppelprismas (welches im Prinzip durch einen schrägen, halb durchlässigen Spiegel ersetzt werden kann), so daß der Reflexionsoder Ablenkwinkel «^ genau 90° beträgt. Tatsächlich sind die Ansprüche an die Genauigkeit der Justierung des Prismas so groß, daß sie praktisch unmöglich zu erreichen sind, zumindest sind sie so, daß die anfänglich exakte Justierung beibehalten bleibt. In Fig.4 ist das Prisma 34 schematisch in einer Stellung gezeigt, in der der reflektierte Strahl 36 genau senkrecht zum einfallenden Strahl 30 steht. Anschließend ist aus Fig.5 ersichtlich, daß, wenn das Prisma etwas gestört wird, z.B. wenn es um einen Winkel ψ um eine Achse im rechten Winkel zur Zeichenebene gedreht ist, die Ab-
o '
lenkung von 90 des reflektierten Strahles 36 doppelt so groß ist wie dieser "Störwinkel", d.h. 2 γ. Wenn angenommen wird, daß die Entfernung z, s. Fig.l, vom Strahl 30, 31, der von der Strahlenquelle kommt, zur Skala 44 des Meßbalkens 40 in der Größenordnung von 2 m liegt, ist es erforderlich, daß die Stelle des Lichtpunktes des abgelenkten Strahles 36 auf der Skala 44 innerhalb 1 - 2 mm abgelesen werden kann, um einen genauen Vergleich der Achsparallelität der Radachsen durchzuführen. Aus einer Proberechnung ist es jedoch sofort ersichtlich, daß das Prisma nur um eine Winkelminute gestört zu werden braucht, d.h.^ =1'; diese Störung veranlaßt den Lichtpunkt, sich auf der Skala 44 um 1mm zu bewegen.
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In der Praxis ist es jedoch unmöglich, solch eine schöne Justierung des Prismas 34 beizubehalten und Meßapparaturen, die gegenwärtig erhältlich sind, können, weil sie mit einem rechtwinklig abgelenkten oder gebrochenen Lichstrahl arbeiten, nicht in Betracht kommen, die Genauigkeitsanforderungen zu erfüllen, welche gestellt werden müssen, um z.B, Radachsen zu überprüfen.
Gemäß der Erfindung ist eine optische Vorrichtung vorgesehen, deren Hauptteile im Groben übereinstimmen mit dem, was in Fig. 1 und 3 gezeigt ist, diese umfassen eine Strahlenquelle, vorzugsweise ein Laser, welche auf einer Basis befestigt ist, die von der Strahlenquelle ausgeht, und diese Basis trägt am anderen Ende ein Doppelprisma, welches es einem einfallenden Strahl erlaubt, teilweise geradeaus durch das Prisma hindurchzutreten, und gleichzeitig wird ein Teil des Strahls seitlich um 90 ° reflektiert. Gemäß der Erfindung ist das Doppelprisma mit einer Kompensiervorrichtung ergänzt, welche das Prisma unempfindlich gegen Störungen in seiner Justierung macht, welche in früheren optischen Anordnungen ernste Beeinträchtigungen verursacht haben, wie sie in Verbindung mit Fig. 5 beschrieben worden sind.
Das kompensierte Doppelprisma oder die Prismeneinheit gemäß der Erfindung wird in seiner Gesamtheit mit der Nummer 50 bezeichnet, s. Fig. 6, und ist zusammengesetzt;aus zwei halb-viereckigen Prismen 52 und 5^. Angrenzend an eine Seite des so geformten Doppel-Prismas, mit 55 bezeichnet,'=" ist eine reflektierende Oberfläche 56 parallel zur Prismenoberfläche angeordnet, entweder in Form einer reflektierenden Oberfläche direkt auf dem Prisma, oder vorzugsweise ein separater Spiegel, der angrenzend an das Prisma 55 angebracht ist.
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Im Verhältnis zu den einfallenden und austretenden Strahlen wird das Prisma 55, wie in Fig.6 gezeigt, gedreht, so daß ein einfallender Strahl 58 teilweise durch das Prisma hindurchtritt als ausfallender Strahl 60, und teilweise an der diagonalen Zwischenfläche 53 zwischen den beiden halb-viereckigen Prismen 52 und 51J reflektiert wird, um den Spiegel 5& zu erreichen, der angrenzend an die Außenseite des Prismas befestigt ist.Nachdem er an dem Spiegel reflektiert worden ist, tritt der Strahl als reflektierter Strahl 62 gerade durch das Prisma hindurch, welches dadurch mit dem einfallenden Strahl 58 einen rechten Winkel formt. Das folgerichtig angeordnete Doppelprisma 55 und der Spiegel 56 haben den Zweck, s. Fig. 7 und 8, daß der verlassende, reflektierte Strahl 62 seine Richtung nicht ändert, wenn das Prisma als ganzes gestört oder gedreht wird, wie in Fig.5 gezeigt. Der Grund dafür ist, daß der Strahl vor dem Verlassen am Spiegel 56 reflektiert worden ist. Unabhängig davon, wie das Prisma 55 in die eine oder andere Richtung (Fig. 7 und 8, · je nach Richtung) gedreht wird, wird ein einfallender Strahl 58 zuerst an der diagonalen Oberfläche 53 als kurzer Strahl 59 oder 59' reflektiert, der den Spiegel 56 erreicht, um durch ihn reflektiert zu werden und dann durch das Prisma als austretender, abgelenkter Strahl 62 rechtwinklig zum einfallenden Strahl 58 hindurchzutreten. Unter Benutzung allgemeiner optischer Gesetze kann leicht gezeigt werden, daß die Strahlenkonstruktion, wie in Fig.7 und 8 gezeigt, richtig ist, und daß der reflektierte Strahl 62 immer genau einem rechten Winkel zum einfallenden Strahl 58 bildet, und dadurch auch zum vollständig gebrochenen oder durchtretenden Strahl 60.
Eine Voraussetzung für die oben erwähnte genau rechtwinklige Ablenkung oder Reflexion des Strahles 62 ist natürlich, daß die halbviereckigen Prismen 52 und 54, welche im Prisma 55 vereinigt sind, exakt eben sind, d.h. genau plane Oberflächen und
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exakte Eckwinkel 45° - 90° - 45 haben. Unglücklicherweise sind die meisten optischen Prismen, die auf dem Markt erhältlich sind, nicht ausreichend exakt hergestellt für den Zweck der Erfindung, aber die Fehler können leicht abgestellt werden, indem der Spiegel 56 justierbar im Verhältnis zur angrenzenden Oberfläche des Prismas 55 ausgeführt wird. Der Spiegel ist so ohne direkte Berührung mit dem Prisma angeordnet und etwas von ihm entfernt, wie es in den Figuren übertrieben gezeigt ist. Mit geeigneten (nicht gezeigten) Mitteln wird die Position des Spiegels 56 im Verhältnis zum Prisma 55 justiert, so daß die Reflexion ihren gewünschten Weg nimmt, und der reflektierte Strahl 62 mit dem einfallenden Strahl 58 genau einen rechten Winkel bildet.
Fig. 9 zeigt eine alternative Strahlenkonstruktion durch die kompensierte Prismeneinheit 50, welche in den Fällen angewendet werden kann, in denen ein gebrochener austretender Strahl achsparallel mit dem einfallenden Strahl nicht erforderlich ist. Wie ersichtlich, wie ein einfallender Strahl 64, der etwas gegen die Prismeneinheit geneigt ist, von der diagonalen Oberfläche 53 des Doppelprismas 55 sowohl durchgelassen, wie auch reflektiert, der reflektierte Teil des Strahls wird abgeschirmt. Der durch die diagonale Oberfläche durchgehende Strahl wird am Spiegel .56 zu einem Zwischenstrahl 65 reflektiert, welcher wiederum an der diagonalen Oberfläche 53 reflektiert wird, und verläßt das Prisma als austretender Strahl 66 genau senkrecht zum einfallenden Strahl 64, aus den gleichen Gründen, wie vorher vorausgesetzt.
In Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht einer geeigneten Verwirklichung einer optischen Anordnung gem. der Erfindung gezeigt, welche in ihrer Gesamtheit mit der Nr.70 bezeichnet ist. Die Anordnung enthält nun eine Strahlenquelle 72, vorzugsweise ein Laser, und ist mit einem geeigneten Fußteil 74 ver-
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sehen, der geeignete Führungen für verschiedene Meßzwecke hat, z.B. Nuten oder Rillen 76 mit genau bearbeiteten Oberflächen zum Zusammenwirken mit axialen Bolzen, wie z.B. Bolzen 18 in Pig.l, ansonsten wie oben beschrieben. Der Pußteil wird geeigneterweise mit Klammern versehen (nicht gezeigt), mit denen der Pußteil und damit die ganze Anordnung an den Bolzen angeklemmt werden kann, um sich um ihn unter Reibung zu drehen. Der Pußteil JU ist mit einer Basis 78 verbunden, die an ihrem anderen Ende eine Ablenkeinheit 80 trägt, welche eine Prismeneinheit 50, wie in Pig. 6-8 gezeigt, trägt, diese hat einen Spiegel 56, der mit dem Doppelprisma 55 verbunden ist. Die Ablenkeinheit 80 umfaßt ein Gehäuse 82, welche an die Prismeneinheit 50 angepreßt ist, das Gehäuse ist mit einem Rohrstück 84 verbunden, welches mit gutem Sitz drehbar auf einem Zylinderkörper oder Sockel 86 angepaßt ist.Der Körper 86 ist mit der Basis 78 auf geeignete Weise verbunden. Ein Strahl, der von der Quelle 72 ausgeht, und durch das hohle Rohrstück 84 der Ablenkeinheit 80 hindurchgeht, wird teilweise direkt durch die Einheit hindurchtreten, und teilweise als genau rechtwinkliger Strahl zum einfallenden Strahl refiktiert werden, wie oben beschrieben, wobei mögliche Irrtümer in der Ausrichtung der Einheit 80 auf der Basis 78 ohne Bedeutung sind für die Richtung des Strahls. Es wurde erwähnt, daß die Ablenkeinheit 80 mit dem Gehäuse 82 und der Prismeneinheit 50 drehbar auf dem Körper 86 ist, ein kleines Spiel zwischen Rohrstück 84 und dem Körper hat auch keine Bedeutung, und der austretende Strahl kann rund um den einfallenden Strahl gedreht werden, dabei liegt er die ganze Zeit in einer Ebene, die genau rechtwinklig zum einfallenden Strahl ist. Diese Möglichkeit, mit der Anordnung gem. der Erfindung einen Strahl, der genau um 90° zum einfallenden/
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direkt austretenden Strahl abgelenkt ist, zu schwenken, ist von großer praktischer Wichtigkeit. Dies Basis 78 ist mit einer Wasserwaage 88 für horizontale Justierung versehen, und ferner hat die Basis eine Skala 90, die sich unter dem Gehäuse 82 befindet. Wenn das Gehäuse so gedreht wird, daß der reflektierte Strahl die Skala trifft, kann die genaue Distanz u des Strahles zur Mittelachse des Bolzens abgelesen werden.
Die Ablenkeinheit mit ihrem Gehäuse 82 und der Prismeneinheit 50 ist vorzugsweise einfach abnehmbar von der Basis 78, z.B. durch das Rohrstück 84, das aus dem Körper herausdrehbar ist. Wenn dies getan wird, kann ein zum Strahl 30, 31 in Pig. I korrespondierender Strahl erhalten werden, aber nun vollständig ungestört. So ein Strahl ist passend, wenn ein genau geradliniger Strahl entlang des Rahmens gewünscht ist, z.B. um exakte Rahmenprüfungen durchzuführen.
Der Gebrauch der optischen Anordnung gem. der Erfindung ist natürlich nicht darauf beschränkt, RadJustierungen, Rahmengeometrie und ähnliches zu prüfen und zu messen. Die Anordnung hat auch andere Anwendungsgebiete, z.B. Prüfung von Gebäuden u.a. Fig.ll erläutert die einzigartigen Möglichkeiten der Anordnung zur Messung über längere Entfernungen, und wo es notwendig ist, ein rechtwinkliges System zu überprüfen, z.B. bei der Überwachung und Erstellung von Gebäuden. Gem. Fig. 11 wurde die Anordnung 70 auf einen festen Untergrund aufgebaut, wonach das Prismengehäuse 82 mit seinem Rohrstück 84 vom Körper 86 entfernt wurde und auf einem Gestell in beträchtlicher Entfernung von der Strahlenquelle der Anordnung aufgestellt wurde. Wenn allein sichergestellt wird, daß der Strahl davon in das Rohrstück 84 eintritt,
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und daß das Gehäuse 82 ungefähr in Richtung des Strahles ausgerichtet ist, wird ein Strahl das Gehäuse verlassen, welcher innerhalb einer halben Winkelminute rechtwinklig zum einfallenden Strahl ist.
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Claims (9)

  1. Patentansprüche
    1/ Optische Anordnung zur Erzeugung von Lichtstrahlen, die zueinander genau rechtwinklig sind, umfassend eine Lichtoder Strahlenquelle, vorzugsweise ein Laser, zur Aussendung eines gebündelten, konzentrierten Lichtstrahls, eine optische Prismeneinheit, angeordnet zum Empfang des Lichtstrahls von der Lichtquelle und um ihn um 90 abzulenken und zu reflektieren, und eine Basis, die die Lichtquelle und die Prismeneinheit trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Prismeneinheit (50) ein viereckiges Prisma
    (55) umfaßt, welches aus zwei halbviereckigen Prismen (52, 54) besteht, mit einer reflektierenden Oberfläche (56), die an einer Seite des Prismas (55) angebracht ist, wobei die Prismeneinheit (50) so ausgerichtet ist, daß der einfallende Lichtstrahl (58, 64) von der Lichtquelle (72) im Prisma (55) für seine" Ablenkung zweimal reflektiert wird, nämlich sowohl an der genannten reflektierenden Oberfläche-
    (56) ab auch an der diagonalen Zwischenfläche (53) der halbviereckigen Prismen (52, 54).
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  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Oberfläche (56) von der angrenzenden Fläche des Prismas (55) getrennt ist in einer justierbaren Position im Verhältnis zur genannten Prismaoberfläche.
  3. 3. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prismeneinheit (50) so ausgerichtet ist, daß der einfallende Strahl (58) der Lichtquelle (72) teilweise durch das Prisma (55)» das mit der Einheit vereinigt ist, hindurchtreten kann, ohne reflektiert zu werden, um es dann in Form eines Strahles (60) im wesentlichen achsparallel zum einfallenden Strahl (58) zu verlassen.
  4. 4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prismeneinheit (50) in ein Gehäuse (82) eingepaßt ist, welches ein Teil der Ablenkeinheit (80) ist, die drehbar in einem Körper (86) auf der Basis (78) der optischen Anordnung (70) befestigt ist, wobei die Drehachse der Ablenkeinheit (80) im wesentlichen mit dem einfallenden Lichtstrahl (58), der von der Lichtquelle (72) kommt, zusammenfällt.
  5. 5· Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (78) mit einer Skala (90) versehen ist, die so angebracht ist, daß sie vom abgelenkten Lichtstrahl (62) in einer bestimmten gedrehten Stellung der Ablenkeinheit (80) erreicht werden kann.
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  6. 6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,· dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zur Neigungsanzeige, beispielsweise eine Wasserwaage (88) vorzugsweise auf der Basis (78) der Anordnung (70) angeordnet ist.
  7. 7· Anordnung nach einem der Ansprüche 4 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkeinheit (80) abnehmbar auf der übrigen Anordnung angeordnet ist.
  8. 8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (70) auf einem Fuß oder einem anderen länglichen Gegenstand angeordnet ist, und mit einer Führung (76) versehen ist, die vorzugsweise in die Basis (78) der Anordnung eingearbeitet ist, oder mit einem Teil (74) versehen ist, welches mit der Lichtquelle (72) der Anordnung verbunden ist, und so angeordnet ist, daß es mit der Welle od. dgl. zusammenarbeitet, so daß der Lichtstrahl (58), der von der Lichtquelle (72) ausgesendet wird, rechtwinklig zur Richtung der Welle od. dgl. liegt.
  9. 9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (70) mit Befestigungsmitteln versehen ist, wie z.B. Klammern od. dgl., mit welchen die Anordnung entfernbar unter Ausrichtung mit Mittel der genannten Führung (76) mit der Welle od.dgl. verbunden und darauf drehbar ist.
    Der P
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SE (1) SE393464B (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2923346A1 (de) * 1978-06-08 1979-12-13 Fmc Corp Vorrichtung zum messen der einstellung von raedern eines kraftfahrzeugs und verfahren zum einjustieren der vorrichtung auf das fahrzeug
DE2924743A1 (de) * 1978-06-23 1980-01-10 Muller & Cie Ets M Vorrichtung zum ueberpruefen der parallelitaet bzw. spur von fahrzeugraedern
FR2467385A1 (fr) * 1979-10-12 1981-04-17 Samefa Ab Appareil et son utilisation en vue de controler l'alignement d'essieux de roues

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2723095C3 (de) * 1977-05-21 1980-04-17 Hochtief Ag Vorm. Gebr. Helfmann, 4300 Essen Vorrichtung zur fortlaufenden Messung des Abstandes eines Bauwerkes von einer Vertikalen
JPS5466205U (de) * 1977-10-20 1979-05-11
US4330945A (en) * 1980-03-31 1982-05-25 Kansas Jack, Inc. Vehicle frame and body alignment apparatus
SE420947B (sv) * 1980-04-23 1981-11-09 Pharos Ab Anordning for att minst tva dimensioner kontrollera mattriktigheten hos och/eller utrona speciellt matt hos stora foremal sasom bilkarosser
FR2507768A2 (fr) * 1981-06-10 1982-12-17 Facom Appareillage pour controler la geometrie des roues d'un vehicule
JPS58119985A (ja) * 1982-01-08 1983-07-16 Nissan Motor Co Ltd 外接平歯車ポンプ
US4466196A (en) * 1982-02-17 1984-08-21 Woodruff James L Laser alignment system for vehicles
JPS60220807A (ja) * 1984-04-17 1985-11-05 Agency Of Ind Science & Technol ロ−リングも測定できるオ−トコリメ−タ用反射鏡
SE442916B (sv) * 1984-06-28 1986-02-03 Nicator Ab Anordning for uppmetning av hjulinstellning och styrgeometri hos en bil
JPS634388U (de) * 1986-06-28 1988-01-12
SE459615B (sv) * 1986-10-01 1989-07-17 Torgny Hoervallius Saett och anordning foer uppmaetning av hjulvinklar i ett motorfordons framvagn
US4726122A (en) * 1986-11-03 1988-02-23 Nicator Ab Wheel alignment apparatus for vehicles
JPH0747683Y2 (ja) * 1987-04-27 1995-11-01 三菱自動車工業株式会社 操向輪の舵角検出装置
KR890701989A (ko) * 1987-11-17 1989-12-22 원본미기재 휴대용 액슬 및 프레임 정렬공구
US4918821A (en) * 1988-07-15 1990-04-24 Nicator Ab Method of determining wheel alignment
US5048954A (en) * 1989-07-07 1991-09-17 Miradco Laser-based wheel alignment system
EP0593066B1 (de) * 1992-10-16 1996-12-04 SCHENCK KOMEG GmbH Vorrichtung zum Kalibrieren von Messeinheiten zur Spur-, Sturz- und Dackellaufmessung an Rädern von Kraftfahrzeugen in einem Fahrwerkstand
DE59306100D1 (de) * 1992-10-16 1997-05-15 Schenck Komeg Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Orientierung und Lage von Objekten mit Hilfe von Laserstrahlen
SE9504360L (sv) * 1995-12-06 1997-04-28 Torgny Hoervallius Sätt och anordning för att mäta ett fordons hjullutning eller camber
US5694214A (en) * 1996-01-08 1997-12-02 Hitachi Electronics Engineering Co., Ltd. Surface inspection method and apparatus
US6226879B1 (en) 1999-04-23 2001-05-08 Saturn Machine & Welding Co., Inc. Method of and means for establishing vehicle datum
GB2410565B (en) * 2004-02-02 2007-12-05 S E S Quicktrak Ltd Wheel alignment apparatus
US7611105B1 (en) 2006-02-08 2009-11-03 Kenneth Carazo Corner prism pole and stand

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR892413A (fr) * 1942-04-15 1944-04-06 Zeiss Ikon Ag Prisme-miroir à déviation constante
GB569118A (en) * 1943-10-15 1945-05-04 Scophony Ltd Improvements in or relating to optical apparatus
DE1994157U (de) * 1967-07-18 1968-09-19 Eltro G M B H & Co Ges Fuer St Vorrichtung zum ausrichten der richtfernrohre fuer die aussenmessung von anspreng-werkzeugen.
DE2516504A1 (de) * 1974-04-23 1975-12-18 Samefa Ab Zentriergeraet
DE2549355A1 (de) * 1974-11-06 1976-05-13 Samefa Ab Messlineal fuer rahmengestelle

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2937560A (en) * 1955-05-05 1960-05-24 Keuffel & Esser Co Optical square
US3563633A (en) * 1968-06-27 1971-02-16 Eastman Kodak Co Phase-compensated trihedral reflectors for interferometer systems
DE2018397B2 (de) * 1970-04-17 1972-07-06 Fernseh Gmbh, 6100 Darmstadt Strahlenteilerprismensystem fuer ein geraet der farbfernsehtechnik, insbesondere fuer eine farbfernsehkamera

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR892413A (fr) * 1942-04-15 1944-04-06 Zeiss Ikon Ag Prisme-miroir à déviation constante
GB569118A (en) * 1943-10-15 1945-05-04 Scophony Ltd Improvements in or relating to optical apparatus
DE1994157U (de) * 1967-07-18 1968-09-19 Eltro G M B H & Co Ges Fuer St Vorrichtung zum ausrichten der richtfernrohre fuer die aussenmessung von anspreng-werkzeugen.
DE2516504A1 (de) * 1974-04-23 1975-12-18 Samefa Ab Zentriergeraet
DE2549355A1 (de) * 1974-11-06 1976-05-13 Samefa Ab Messlineal fuer rahmengestelle

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Naumann: "Optik für Konstrukteure", 1970, 3. Aufl., S. 73-74 *
Pohl: "Einführung in die Optik", 1940, S. 19 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2923346A1 (de) * 1978-06-08 1979-12-13 Fmc Corp Vorrichtung zum messen der einstellung von raedern eines kraftfahrzeugs und verfahren zum einjustieren der vorrichtung auf das fahrzeug
DE2924743A1 (de) * 1978-06-23 1980-01-10 Muller & Cie Ets M Vorrichtung zum ueberpruefen der parallelitaet bzw. spur von fahrzeugraedern
FR2467385A1 (fr) * 1979-10-12 1981-04-17 Samefa Ab Appareil et son utilisation en vue de controler l'alignement d'essieux de roues
DE3038469A1 (de) * 1979-10-12 1981-04-23 Aktiebolaget Samefa, 73600 Kungsör Vorrichtung und deren anwendung zur ueberpruefung und ausrichtung von radachsen

Also Published As

Publication number Publication date
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SE393464B (sv) 1977-05-09
CA1067323A (en) 1979-12-04
SE7508469L (sv) 1977-01-26
NL166130C (nl) 1981-06-15
US4135823A (en) 1979-01-23
FR2319141B1 (de) 1980-06-06
NL166130B (nl) 1981-01-15
JPS5216241A (en) 1977-02-07
GB1496754A (en) 1978-01-05
DE2633391C2 (de) 1982-05-06

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