DE3838357C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 32 05 610 A1 bekannt.

Aus der US 35 18 005 ist es bekannt, die Achslage zweier Systeme mit Hilfe zweier Pentaprismen und eines Autokollimators auf Parallelität zu überprüfen. Zunächst wird festgestellt, wo der vom am Tubusrand des Autokollimators angebrachten Planspiegel reflektierte erste Strahl auf das Fadenkreuz im Visier des Autokollimators fällt.

Ein zweiter Teil des Meßstrahls wird über ein am Tubusrand des Autokollimators befestigtes erstes Pentaprisma um 90° zu einem am zweiten System, einer Radarantenne, befestigten zweiten Pentaprisma umgelenkt. Unterhalb des zweiten Pentaprismas ist an dem zweiten System ein Planspiegel befestigt, welcher den vom zweiten Pentaprisma nochmals um 90° umgelenkten zweiten Teil des Meßstrahls über beide Pentaprismen zu dem Autokollimator zurückspiegelt. Im Visier des Autokollimators wird der zurückgespiegelte zweite Teil des Meßstrahls mit dem ersten reflektierten Strahl zur Deckung gebracht. Ein dritter Teil des Meßstrahls, der in der Optik des ersten Systems eines optischen Instruments, reflektiert wird, wird im Visier des Autokollimators auch mit dem ersten reflektierten Strahl zur Deckung gebracht. Damit sind die beiden Systeme achsparallel.

Eine Abhilfe hinsichtlich solcher ständiger Überprüfungen von jeder Messung bietet die in der DE-OS 32 05 610 A1 beschriebene Prüfvorrichtung mit zwei scherenförmig über ein mittiges Gelenk verbundenen optischen Ablenksystemen. In jeder Scherenstellung versetzen die Ablenksysteme einen einfallenden Lichtstrahl (der z. B. von einer in einem Waffenrohr achsparallel adaptierten Lichtquelle ausgesendet wird) exakt parallel, so daß der austretende Lichtstrahl (der z. B. in ein Zielfernrohr des Waffensystems einfällt) entsprechend exakt parallel zur Waffenrohrachse verläuft, und zwar unabhängig davon, unter welchem Scherenwinkel die beiden Ablenksysteme positioniert sind. Der gewünschte Parallelversatz läßt sich somit durch Verstellen des Scherenwinkels erzielen. Jedes der beiden Ablenksysteme besteht aus einem Trägerrohr mit Ein- und Austrittsfenstern an den Enden des Rohrmantels. Hinter dem Eintrittsfenster des vorderen Ablenksystems sind ein bezüglich der Rohrachse um 45° geneigter Planspiegel angebracht, dem ein 45°-Dachkantprisma am Austrittsfenster gegenüberliegt. Bei dem hinteren Ablenksystem ist das 45°-Dachkantprisma durch einen zweiten, um 45° geneigten Planspiegel ersetzt. Die Lichtstrecken zwischen den beiden Planspiegeln bzw. zwischen Planspiegel und Dachkantprisma verlaufen durch das hohle Rohrinnere. Da die Rohrlängen bzw. die Länge jeder Lichtstrecke zwischen Planspiegel und Dachkantprisma relativ groß sein müssen, um z. B. bei Flugabwehr-Panzerfahrzeugen die erforderlichen Versatzstrecken von bis zu etwa 1,50 m zu erzielen, tritt in der Praxis das Problem auf, daß bereits eine geringe Dejustage von Planspiegel zu Planspiegel bzw. von Planspiegel zu Dachkantprisma und umgekehrt (z. B. durch Verbiegung des Trägerrohrs infolge ungleichförmiger Temperaturverteilung, Gewichtsverlagerung der beiden Ablenksysteme bei unterschiedlichen Scherenwinkeln oder infolge von Materialsetzungen) zu Abweichungen in der Achsparallelität von Eintritts- zu Austrittsstrahl und damit zu Meßfehlern führt. Um derartige Abweichungen feststellen zu können, ist bei der bekannten Prüfvorrichtung eine Justierstellung vorgesehen, in welcher die beiden Ablenksysteme so zueinander verdreht werden, daß das Austrittsfenster des hinteren Ablenksystems über einem gegenüber dem Eintrittsfenster des vorderen Ablenksystems angebrachten Prüffenster zu liegen kommt. Vor dem Prüffenster wird ein Autokollimator angeordnet, mit welchem die sich ergebende Überlagerung des austretenden Lichtstrahls mit dem eintretenden Lichtstrahl überprüfen läßt. Im Falle einer fehlenden Überlagerung liegt eine Dejustage unbekannter Größenordnung vor; die Prüfvorrichtung muß in diesem Falle werksseitig völlig neu geeicht werden. Hinzu kommt, daß die Justierstellung eine Überprüfung der Achsparallelität nur in dieser speziellen Scherenstellung beider Ablenksysteme gestattet, nicht dagegen in allen anderen Scherenstellungen, in denen infolge geänderter Gewichtsverlagerungen und daraus resultierenden Verbiegungen der Trägerrohre Dejustierungen gegenüber der einen Justierstellung möglich sind. Derartige Dejustierungen in den übrigen Scherstellungen bleiben unerkannt.

Aus der DE-AS 25 36 903 ist es ferner bekannt, dem Kollimator einer Prüf- und Justiervorrichtung für optoelektronische Systeme und Geräte eine Tripelstreifenoptik zuzuordnen, welche den Abstand zwischen einer Sendeoptik und einer der übrigen Optiken überbrückt. Die Tripelstreifenoptik gewährleistet, daß ein am einen Ende in sie eintretender Lichtstrahl am anderen Ende parallel zum eintretenden Lichtstrahl wieder austritt, wobei die Parallelität unabhängig von der Dreh- und Kipplage der Tripelstreifenoptik ist. Der Ersatz der vorderen und hinteren Ablenkspiegel der Vorrichtung nach der DE 32 05 610 A1 durch eine solche bekannte Tripelstreifenoptik würde indessen nur das Problem beseitigen, daß innerhalb desselben Ablenksystems eine Dejustage auftritt, nicht aber eine Dejustage zwischen dem hinteren und vorderen Ablenksystem, wie sie z. B. durch Verbiegungen beider Trägerrohre relativ zueinander entsteht. Hinsichtlich der fehlenden Erkennungsmöglichkeiten einer Dejustage außerhalb der einen Justier- Scherenstellung würde auch eine derartige Verwendung von Tripelstreifenoptiken nichts verändern.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche eine Justierung ohne zusätzliche Meßmittel an Ort und Stelle erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Eine vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung ergibt sich aus dem Unteranspruch.

Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Prüfvorrichtung in Justierstellung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines ver­ größerten Details der Prüfvorrichtung nach Fig. 1 in deren Betriebsstellung "Funktionstest", und

Fig. 3 eine schematische Darstellung ähnlich wie in Fig. 2 für die Betriebsstellung "Justiertest".

Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform einer erfindungs­ gemäßen Prüfvorrichtung 1 setzt sich aus zwei Längsarmen in Form von Trägerrohren 2, 3 zusammen, welche über ein Gelenk 4 scherenförmig miteinander verbunden sind. Über das Ver­ bindungsgelenk 4 läßt sich die Gesamtlänge der Prüfvorrichtung 1 je nach Bedarf stufenlos verstellen, wobei unter Gesamt­ länge der Versatz zwischen ein- und austretendem Lichtstrahl verstanden wird. An dem Gelenk 4 ist eine nicht dargestellte Winkelskala angebracht, um den Scherenwinkel zwischen den beiden Trägerrohren 2, 3 definiert einstellen zu können.

Die in jedem Trägerrohr 2, 3 gehalterte Ablenkoptik umfaßt eine Anzahl von Tripelelementen 5, von denen jedes Tripel­ element drei im rechten Winkel zueinander stehende Reflexions­ flächen aufweist. Die Ablenkelemente 5 können aus Vollglas (Tripelprismen), Oberflächenspiegeln (Tripelspiegel), z. B. in Form von Glasrohren bestehen, bei denen das vordere Ende einfach abgeschrägt und das hintere Ende zweifach (Scheitel 90°) abgeschrägt ist, wobei diese Schrägflächen mit Oberflächen- Planspiegeln versehen sind (Tripelspiegel). Anstelle eines Tripelelementes 5 kann auch ein Rhomboid- oder Z-Element vorgesehen werden, welches im Falle von Fig. 1 aus einem Glasrohr mit zwei ange­ spitzten Enden besteht, die wiederum mit Oberflächen-Plan­ spiegeln versehen sind. Wie Fig. 1 zeigt, ersetzt das Rhomboid-Element zwei Tripelelemente 5 im Trägerrohr 2.

Im Mantel der Trägerrohre 2, 3 sind im Bereich der Stirnseiten Fensteröffnungen 12a, 12b (Trägerrohr 2) und 13 (Trägerrohr 3) angebracht, um den Strahleneintritt bzw. -austritt in bzw. aus den Trägerrohren 2, 3 zu gestatten. Dabei liegen sich die Fenster­ öffnungen 12a und 12b radial gegenüber, wobei für den Normal­ betrieb der Prüfvorrichtung 1 nur die Fensteröffnung 12a benutzt wird. Die Fensteröffnung 12b wird nur in der Selbstprüfstellung der Vorrichtung 1 benutzt, wie noch näher erläutert werden soll.

Für die Justierung der Prüfvorrichtung 1 sind, wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, an der ersten Spiegelfläche 6 und an der letzten Spiegelfläche 8 des im Trägerrohr 2 befindlichen Ablenksystems jeweils ein kleines Hilfsprisma 62 bzw. 81 angeordnet, wobei das Hilfsprisma 62 im Strahlengang eines ersten Meßstrahls 152 und das Hilfs­ prisma 81 im Strahlengang eines zweiten Meßstrahls 153 des Autokollimators 150 liegt. Das Hilfsprisma 62 sitzt auf einer halbdurchlässigen Platte 61. Die Platte 61 überdeckt dabei zwei Kreisöffnungen 63, 64 in der Reflexionsfläche 6. Vor dem Autokollimator 150 ist eine verstellbare Blende 151 angeordnet, welche in der Stellung gemäß Fig. 2 die Meßstrahlen 152, 153 abdeckt und in der Stellung gemäß Fig. 3 den Meßstrahl 152 zum Hilfsprisma 62 und den Meßstrahl 153 über die Kreisöffnung 64 zu dem Hilfsprisma 81 durchläßt. In der ersten Stellung der Blende 151 gemäß Fig. 2 wird ein Hilfsstrahlengang 154 freigegeben, welcher an dem Hilfsprisma 62 vorbei durch die Kreisöffnung 64 hindurchtritt, neben dem Hilfsprisma 81 auf die Reflexions­ fläche 8 auftrifft und von dort in das Ablenksystem des hinteren Trägerrohrs 3 (das in Fig. 2 nur durch den Strahlengang ange­ deutet ist) eintritt. Von dort fällt der Hilfsstrahl 154 über die Fensteröffnungen 13, 12b (Fig. 1) auf die Reflexionsfläche 6 und von dort in den Autokollimator 150.

In der Stellung gemäß Fig. 2 erfolgt ein Funktionstest beider Ablenksysteme in den Trägerrohren 2, 3. Eine Nicht-Parallelität kann durch eine entsprechende Ablage zwischen einer ausgesendeten und einer empfangenen Strichmarke erkannt werden. Eine er­ kannte Ungenauigkeit der Prüfvorrichtung 1 wird dadurch beseitigt, daß zuerst mittels der Justiervorrichtung 30a (Fig. 1) das vordere Ablenksystem (Trägerrohr 2) justiert wird. Hierzu wird der in Fig. 3 veranschaulichte Justier­ test durchgeführt, bei welchem die Deckungsgleichheit der von den Hilfsprismen 62, 81 reflektierten Meßmarken des Autokolli­ mators 150 überprüft wird. Um die Parallelität der Reflexions­ flächen 6 und 8 zu überprüfen, genügt es nicht, nur die Reflexionen an den teilverspiegelten Hypothenusenflächen der Hilfsprismen 62, 81 zu überprüfen, sondern es müssen auch die Reflexionen an den Dachkanten der Hilfsprismen 62, 81 überprüft werden, um eine eventuelle Verkantung der Reflexionsflächen 6, 8 gegen­ einander zu erfassen. Die Justiervorrichtung 30a wird gegebenenfalls so lange verstellt, bis der Justiertest keine Abweichungen mehr zeigt. Damit ist nur das vordere Ablenksystem (Trägerrohr 2) justiert. Anschließend wird auch das hintere Ablenksystem (Trägerrohr 3) auf das vordere Ablenksystem justiert, indem in der Stellung "Funktionstest" gemäß Fig. 2 mittels der Justiervorrichtung 30b das hintere Ablenksystem solange verstellt wird, bis die Ablage der Meßmarken entsprechend dem Hilfsstrahlengang 154 verschwindet.

Claims (2)

1. Vorrichtung zum Überprüfen der Achslage zumindest zweier optischer Achsen, insbesondere der Sicht- und Ziellinien eines Waffensystems, mit zwei scherenförmig miteinander verbundenen optischen Ablenksystemen, welche einen einfallenden Lichtstrahl in jeder Scherenstellung parallel versetzen und jeweils ein Trägerrohr für die Halterung der Ablenkoptik aufweisen, wobei das vordere Trägerrohr rechtwinklig zu seinem Lichteintrittsfenster ein weiteres, für Justierzwecke vorgesehenes Lichteintrittsfenster aufweist, vor dem ein Autokollimator angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der ersten (6) und letzten (8) Spiegelfläche des vorderen Ablenksystems (2) jeweils ein kleines Hilfsprisma (62 bzw. 81) angeordnet ist, daß die Hilfsprismen (62, 81) das Meßlicht (152, 153) des Autokollimators (150) längs unterschiedlicher Achslagen reflektieren

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Autokollimator (150) eine verstellbare Blende (151) angeordnet ist, welche in einer ersten Stellung das Meßlicht (152, 153) zu den Hilfsprismen (62, 81) abdeckt und einen Hilfsstrahlengang (154) freiläßt, welcher einer Funktionsprüfung beider Ablenksysteme (2, 3) dient und welche in einer zweiten Stellung das Meßlicht (152, 153) zu den Hilfsprismen (62, 81) freigibt und den Hilfsstrahlengang (154) abdeckt, daß ferner eine Spiegelfläche des vorderen Ablenksystems (2) in ihrer Lage mittels einer Justiervorrichtung (30a) so justierbar ist, daß die im Autokollimator (150) von den Hilfsprismen (62, 81) durch Reflexion erzeugten Abbildungen deckungsgleich sind und daß eine Spiegelfläche des hinteren Ablenksystems (3) in ihrer Lage mittels einer weiteren Justiervorrichtung (30b) so justierbar ist, daß eine Meßmarke mit ihrer vom Hilfsstrahlengang (154) erzeugten Abbildung im Autokollimator (150) deckungsgleich ist.