DE1294035B

DE1294035B - Vorrichtung zum Festlegen einer Bezugsflaeche im Raum

Info

Publication number: DE1294035B
Application number: DE1966P0039836
Authority: DE
Inventors: Studebaker Robert H
Original assignee: Process Equipment Co
Current assignee: Process Equipment Co
Priority date: 1965-07-01
Filing date: 1966-07-01
Publication date: 1969-04-30
Also published as: NL6609210A; GB1156072A; CH456968A; BE683422A

Description

geometrischen Bezugsfläche beim Umlaufen nicht ab- 30 gen (nicht gezeigt) imter jedem gewünschten Winkel weicht. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, bezüglich des Gabelträgers 47 einstellen; in der gleichen Weise kann der Gabelträger 47 bezüglich der Basis 50 eingestellt werden,

daß der Laser stationär und bezüglich einer Bezugsachse einstellbar angeordnet ist, und daß als Ablenkeinrichtung ein rotierendes Pentaprisma vorgesehen ist.

Das Pentaprisma hat im Gegensatz zu einem einfachen Spiegel die Eigenschaft, daß es einen ankommenden Strahl genau um den für das Pentaprisma charakteristischen Winkel umlenkt, und zwar unabhängig von kleinen Änderungen des Anstellwinkels zwischen dem ankommenden Strahl und der Eintrittsfläche des Pentaprismas. Es versteht sich für den Fachmann von selbst, daß an Stelle des Pentaprismas auch ein anderes Prisma konstanter Ablenkung (ein Praktische Versuche mit der vorstehend beschriebenen Vorrichtung haben ergeben, daß einwandfreie Höhenmessungen durchgeführt werden können, wenn der Laserstrahl auf einer Kreisbahn mit einer Drehgeschwindigkeit zwischen 250 und 1000 Upm umläuft.

Wie die F i g. 2 und 3 zeigen, ist es für die Anwendung dieser Erfindung nicht erforderlich, daß die durch den Laserstrahl definierte Bezugsebene waagerecht verläuft. Wie z. B. die Fig. 2 zeigt, kann zum Planieren einer schiefen Ebene die Drehachse des

Prisma also, das die gleichen optischen Eigenschaften 45 Laserstrahls 14 bezüglich der Lotrechten geneigt wie das Pentaprisma hat) verwendet werden könnte. werden, so daß die durch den Laser 16 definierte

Durch die Erfindung wird also sichergestellt, daß Bezugsebene parallel zur schiefen Ebene verläuft, der vom Laser erzeugte Laserstrahl während des Wie andererseits die Fig. 3 zeigt, kann der Lasergesamten Umlaufs des Pentaprismas um genau den .strahl auch eine kegelige Bezugsfläche festlegen, für das Prisma charakteristischen Winkel umgelenkt 5° Der Laser läßt sich natürlich auch zum Festlegen wird, wobei etwaige Laufungenauigkeiten der Penta- einer vertikalen Bezugsfläche verwenden, indem man prismalagerung ohne Einfluß auf die vom rotierenden
Laserstrahl definierte Bezugsebene bleibt.

Es ist zwar bereits bekannt, bei großen Scheinden Laserstrahl um eine horizontale Achse rotieren läßt.

In den F i g. 4 und 5 ist ein praktisches Ausfüh-

werfern die Lichtquelle stationär anzuordnen und die 55 rungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung Ablenkeinrichtung rotieren zu lassen. In diesem Fall dargestellt. Ein Rahmen 70 in Form eines runden wählt

man diese Anordnung jedoch nur deshalb, weil der Scheinwerfer sehr schwer ist und es konstruktiv einfacher ist, lediglich die Optik rotieren zu lassen. Überdies besteht in diesem Fall die Ablenkeinrichtung aus einfachen Spiegeln, so daß sich die Laufungenauigkeiten der Lagerung der Ablenkeinrichtung auf das rotierende Lichtbündel übertragen. Dieser bekannten Vorrichtung ist somit keine Anregung zur Lösung des erfindungsgemäßen Problems zu entnehmen.

An Hand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt Metalltellers ist mit mehreren Auslegern 71 versehen, die an dem Metallteller angeschweißt sind und zur Halterung von Bolzen dienen, die durch die gegabelten Enden 73 α von ausziehbaren Stativfüßen 73 verlaufen. Auf diese Weise läßt sich der Rahmen 70 mittels der Stativfüße 73 auf jeder Art von Gelände in angenähert waagerechter Stellung aufstellen, wobei eine ungefähre Höheneinstellung des Rahmens 70 durch entsprechende Höhenverstellung der Stativfüße 73 erfolgen kann, die dann durch Klemmschrauben 73 b fixiert werden.
Am Rahmen 70 ist außerdem ein zylindrischer

Aufsatz 70 α angeschweißt, während ein ähnlicher zylindrischer Aufsatz 70 b, der aus zwei halbkreisförmigen Teilen besteht, durch mehrere Schrauben 70 c mit der Oberfläche des Rahmens 70 verbunden ist. Die Aufsätze 70 α und 70 b sind in der Mitte mit Aussparungen versehen, durch die ein innerer Gelenkabschnitt 70 d gebildet wird. Der Gelenkabschnitt 70 d hat eine teilkugelige Form und ist präzise bearbeitet.

Ein Gehäuseteil 75, das hohl ausgebildet ist, weist einen Gelenkabschnitt 75 α mit einer äußeren Lagerfläche 756 auf. Der Gelenkabschnitt 75 α paßt mit dem Gelenkabschnitt 70 d zusammen, so daß das Gehäuseteil 75 in den Rahmen 70 in senkrechter Stellung eingepaßt werden kann. *5

Im mittleren Abschnitt des Gehäuseteils 75 befindet sich ein radial vorstehender Flansch 75 c, der über den Durchmesser des zylindrischen Aufsatzes 70 b hinausragt und oberhalb des Rahmens 70 liegt. Über den Umfang des Flansches 75 c verteilt sind in gleichen Abständen mehrere Gewindebohrungen 75 d vorgesehen, die zur Aufnahme von Verstellschrauben 76 dienen. Die Verstellschrauben 76 besitzen jeweils einen Einstellflansch 76 & und ein flaches Kopfstück 76 c, mit dem sie auf der Oberfläche des Rahmens 70 aufliegen. Die Verstellschrauben 76 lassen sich jeweils durch eine Feststellmutter 76 d in der endgültigen Stellung verriegeln. Mit Hilfe der Verstellschrauben

76 läßt sich daher das Gehäuseteil 75 genau senkrecht einstellen, so daß bei einer Drehung des Gehäuseteils 75 um die Achse der entsprechenden Lagerflächen 70 d und 15 b eine genau senkrechte Lage gewährleistet ist.

Der Oberteil des Gehäuseteils 75 ist in axialer Richtung mit einem senkrecht liegenden Einschnitt versehen, wodurch Einklemmflansche 75 / entstehen, die durch mehrere Klemmbolzen 75 e gegeneinander gedrückt werden. Außerdem ist zwischen den Einklemmflanschen 75 / ein Zahnrad 75 k vorgesehen, das durch ein Handrad 75 7 betätigt werden kann.

Das Gehäuseteil 75 weist eine senkrecht verlaufende zylindrische Ausnehmung 75 g auf. In dieser zylindrischen Ausnehmung 75 g ist ein rohrförmiges Gehäuseteil 77 mittels eines zylindrischen Abschnitts

77 a verschiebbar gelagert. An der Außenseite des Gehäuseteils 77 befindet sich eine axial verlaufende Zahnstange 77 c, die zwischen den Einklemmflanschen 75/ liegt und vom Zahnrad 75 k erfaßt wird. Auf diese Weise läßt sich eine Höheneinstellung des Gehäuseteils 77 bezüglich des Gehäuseteils 75 durch Drehen des Handrads 75 7 vornehmen. Durch Feststellschrauben 75 h läßt sich dann das Gehäuseteil 77 in jeder Lage festlegen. Dabei bleibt jedoch die Achse genau senkrecht, daß die Lage der Achse nur durch die Einstellung des Gehäuseteils 75 bezuglieh des Rahmens 70 festgelegt wird.

Im Unterteil des Gehäuseteils 77 befindet sich ein Laser 78, der einen scharf gebündelten und senkrecht nach oben gerichteten Laserstrahl 80 über ein geeignetes Kollimatorobjektiv 79 erzeugt. Der obere Abschnitt 77 & des Gehäuseteils 77, der einen etwas größeren Durchmesser hat, enthält einen Elektromotor 81, der nur schematisch angedeutet ist. Der Elektromotor 81 besitzt eine Hohlwelle 81 a, durch die der Laserstrahl 80 hindurchgeht. Am oberen Ende der Hohlwelle 81 α befindet sich eine optische Ablenkvorrichtung 82, die aus einem den einfallenden Strahl um genau 90° umlenkendes Pentaprisma besteht. Das Pentaprisma 82 ist durch eine Halterung α auf der Hohlwelle 81 α befestigt.

Auf dem oberen Abschnitt 77 & des Gehäuseteils ist ein Flansch 83 befestigt, der eine sehr plane, sich radial erstreckende Bezugsfläche 83 α aufweist. Die Bezugsfläche 83 α verläuft genau senkrecht zur Achse des Gehäuseteils 77 und damit zur Achse der zylindrischen Bohrung 75 g. Auf der Bezugsfläche α sind zwei senkrecht zueinander liegende Nivellierinstrumente 84 (beispielsweise Wasserwaagen) angeordnet. Mit Hilfe der Blasen 84 α der Wasserwaagen läßt sich die Bezugsfläche 83 α waagerecht einstellen, so daß der abgelenkte Laserstrahl 80 a in einer genau waagerechten Ebene verläuft.

Die vom Laserstrahl definierte Bezugsebene läßt sich also durch die Verstellschrauben 76 genau horizontal machen. Die Höheneinstellung des Laserstrahls kann durch das Handrad 75 7 verändert werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Festlegen einer Bezugsfläche im Raum, mit einem in einem Gehäuse angeordneten Laser, mit Mitteln zum Erzeugen eines rotierenden, die Bezugsfläche definierenden Laserstrahls, und mit einer am einen Ende des Gehäuses angeordneten Ablenkeinrichtung, die den durch das Gehäuse verlaufenden Laserstrahl um einen bestimmten Winkel ablenkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser(12;78) stationär und bezüglich einer Bezugsachse einstellbar angeordnet ist, und daß als Ablenkeinrichtung ein rotierendes Pentaprisma (44; 82) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (75,77) ein rohrförmig ausgebildetes inneres Gehäuseteil (77) aufweist, das in eine axiale Bohrung (75 g) eines äußeren Gehäuseteils (75) eingesetzt ist, und daß das äußere Gehäuseteil (75) mit einem sphärischen Gelenkabschnitt (75 a) versehen ist, der in einem entsprechenden sphärischen Gelenkabschnitt (7Od) eines Rahmens (70) gelagert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Gehäuseteil (77) im äußeren Gehäuseteil (75) axial verschiebbar und einstellbar angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Gehäuseteil (77) mit einem senkrecht zur Gehäuseachse verlaufenden Flansch (75 c) versehen ist, der eine Abstützfläche des Rahmens (70) überdeckt, und daß mindestens drei über den Umfang des Flansches (75 c) verteilte, in den Flansch (75 c) eingeschraubte Verstellschrauben (76), die sich an der Abstützfläche des Rahmens (70) abstützen, zur Winkelverstellung des Gehäuses vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pentaprisma (82) durch einen im Gehäuse (75, 77) gelagerten Elektromotor (81) antreibbar ist, dessen Antriebswelle (81 a) hohl ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende des Gehäuses (75,77) eine zur Gehäuseachse senkrechte Be-

zugsfläche (83 α) gebildet ist, auf der mindestens zwei Nivellierinstrumente (84) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden Nivellierinstrumente (84) um eine zur Bezugsfläche parallele Achse schwenkbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen