CH643945A5 - Laserstrahl-nivellierinstrument. - Google Patents

Description

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PATENTANSPRÜCHE ist, welche die Stromzuführung zur Diode verringert, wenn

1. Laserstrahl-Nivellierinstrument mit einer Laserlicht er- das von der Diode abgegebene Licht ein vorgewähltes Maxizeugenden Quelle einschliesslich Mitteln zur Erzeugung eines mum überschreitet.

Laserstrahles und mit drehbaren Reflexionsmitteln, mit wel- 14. Nivellierinstrument nach einem der Ansprüche 11 bis chen der Laserstrahl in die Waagerechte umlenkbar und in ei- 513, dadurch gekennzeichnet, dass die Diode (23) an einem ner waagerechten Ebene verschwenkbar ist, gekennzeichnet Gehäuse (31) angeordnet ist, dem ein Temperaturfühler zuge-durch eine Festkörperlichtquelle (23) als Laserlicht erzeu- ordnet ist, der die Energiezufuhr zur Diode bei Erreichung ei-gende Quelle und eine ihr zugeordnete Kollimationsvorrich- ner vorbestimmten Maximaltemperatur abschaltet.

tung (25) für die Zusammenfassung des aus der Festkörper- 15. Nivellierinstrument nach einem der Ansprüche 11 bis lichtquelle kommenden, rasch divergierenden Lichtstrahls io 14, gekennzeichnet durch eine Schaltvorrichtung (63), die die und dessen genau senkrecht nach unten auf die Reflexions- Energiezufuhr zur Diode (23) in Abhängigkeit davon abmittel (27) gehende Ausrichtung. schaltet, dass die Sammellinse (25) aus dem Bereich der

2. Nivellierinstrument nach Anspruch 1, gekennzeichnet Selbsthorizontierung herausschwingt.

durch eine unter der Festkörperlichtquelle (23) im Brennwei- 16. Nivellierinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis tenabstand angeordnete Sammellinse (25). 1515, dadurch gekennzeichnet, dass alle Betriebsteile in einem

3. Nivellierinstrument nach Anspruch 2, gekennzeichnet wasserdicht abgeschlossenen Gehäuse (13) angeordnet sind durch eine Pendelaufhängung (29,51, 53) der Sammellinse mit Ausnahme eines abgeschlossenen, aufladbaren Batterie-(25). satzes (95), der an dem Gehäuse als Teil des Instrumentes (11)

4. Nivellierinstrument nach Anspruch 3, dadurch gekenn- angeordnet ist.

zeichnet, dass die Sammellinse (25) unter der Festkörperlicht- 20

quelle (23) an einer Mehrzahl von dünnen Drähten (49) auf-

gehängt ist, deren Aufhängungslänge grösser als der Brennweitenabstand zwischen der Sammellinse (25) und der Fest- Die Ërfmdung bezieht sich auf ein Laserstrahl-Nivellierin-körperlichtquelle (23) ist. strument mit einer Laserlicht erzeugenden Quelle einschliess-

5. Nivellierinstrument nach Anspruch 4, dadurch gekenn- 25 lieh Mitteln zur Erzeugung eines Laserstrahles und mit drehzeichnet, dass die Sammellinse (25) in einer Buchse (47) ange- baren Reflexionsmitteln, mit welchen der Laserstrahl in die ordnet ist und die Drahtaufhängung (49,51, 53) in Längser- Waagerechte umlenkbar und in einer waagerechten Ebene Streckung der Drähte (49) wirkende Federmittel (51,53) verschwenkbar ist. Nivellierinstrumente dieser Art werden enthält. z.B. für Vermessungs- und Bauzwecke verwendet. Sie arbei-

6. Nivellierinstrument nach einem der Ansprüche 2 bis 5, 30 ten so, dass ein im Gerät erzeugter Laserstrahl in einer waagegekennzeichnet durch eine Femeinstellvorrichtung (29,71,73, rechten Ebene verschwenkt wird, um eine waagerechte Ebene 75), die zur gesteuerten Versetzung des Lichtstrahles zwischen festzulegen. Als Lichtquelle werden vielfach röhrenartige der Festkörperlichtquelle (23) und der Sammellinse (25) ange- Gaslaser benutzt. Der Ausgangsstrahl des Gaslasers wird geordnet ist. wohnlich senkrecht ausgerichtet und dann in die Waagerechte

7. Nivellierinstrument nach Anspruch 6, dadurch gekenn- 3S durch Drehköpfe abgelenkt, die den waagerechten Strahl in zeichnet, dass die Feineinstellvorrichtung eine zwischen der einer waagerechten Ebene verschwenken. In dem US-Patent Festkörperlichtquelle (23) und der Sammellinse (25) angeord- 4 062 634 ist ausführlich ein Laser-Nivellierinstrument be-nete Glasplatte (29) aufweist, die in einem Träger (71) sitzt, schrieben, das mit einer Gaslaserröhre als Lichtquelle arder niit zwei Stellschrauben (73,75) in zwei rechtwinklig zu- beitet.

einander gehenden Richtungen kippbar ist. 40 Ein Laser-Nivellierinstrument muss ein bestimmtes Mass

8. Nivellierinstrument nach einem der Ansprüche 3 bis 7, an selbsttätiger Horizontierung ermöglichen, um den Strahl gekennzeichnet durch eine Dämpfungseinrichtung (47,57) für in einer waagerechten Ebene zu halten, nachdem das Instru-die Schwingungsbewegung der pendelartig aufgehängten ment anfänglich aufgestellt und eingeschaltet worden ist. Die Sammellinse (25). Basis oder das Untergestell, auf dem das Gerät im Feld steht,

9. Nivellierinstrument nach Anspruch 8, dadurch gekenn- 45 kann angestossen oder auf andere Weise veranlasst werden, zeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung einen die Sammel- während der Messarbeiten geringfügig zu schwanken; durch linse (25) haltenden, ersten, inneren Zylinder (47) und einen eine selbsttätige Horizontierung erübrigt es sich dann, bei ei-zweiten, äusseren Zylinder (57) aufweist, der den ersten Zylin- ner solchen Störung jedes Mal die Horizontierung von Hand der mit einem engen Luftspalt umgibt. nachzustellen.

10. Nivellierinstrument nach Anspruch 9, gekennzeichnet 50 Durch eine selbsttätige Horizontierung kann das Gerät durch eine Spaltbreite zwischen dem inneren und dem äusse- anfanglich auch schneller aufgestellt werden, da Präzisionsren Zylinder (47,57) im Bereich von 0,2 bis 0,4 mm, bezogen einstellungen dann nicht erforderlich sind.

auf eine zentrische Anordnung des inneren im äusseren Zy- Die Helium-Neon-Laser, die als Lichtquelle in den be linder. kannten Laser-Nivelliergeräten benutzt werden, sind verhält-

11. Nivellierinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 55 nismässig gross, so dass dementsprechend die bekannten La-10, dadurch gekennzeichnet, dass die Festkörperlichtquelle ser-Nivelliergeräte verhältnismässig grosse und schwere Ineine infrarotes Laserlicht erzeugende Diode (23) ist. straniente mit Servomotoren und grossen Netzteilen oder

12. Nivellierinstrument nach Anspruch 11, dadurch ge- Energiequellen für die Versorgung der Plasmaröhre und für kennzeichnet, dass eine Schaltvorrichtung für die Erregung die gewünschte selbsttätige Horizontierung sind. Viele dieser der Diode (23) eine die Leistungsdichte begrenzende Vorrich- 60 bekannten Laser-Nivelliergeräte sind so gross, dass sie nicht tung (99) aufweist, welche die Drehgeschwindigkeit der Dreh- von einer Person allein von einem Messort zum nächsten ge-spiegelanordnung (27) abtastet und die Abhängigkeit davon bracht werden können. Sie sind ausserdem verhältnismässig bei Unterschreitung einer Minimumgeschwindigkeit die teuer in der Herstellung.

Stromzufuhr zur Diode abschaltet. Die Erfindung bezweckt daher, ein verhältnismässig leich-

13. Nivellierinstrument nach Ansprach 12, dadurch ge- 65 tes, tragbares Laser-Nivellierinstrument zu schaffen, das eine kennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung einen Detektor (81) abgeschlossene Einheit bildet und von einem Mann getragen aufweist, der die von der Diode abgegebene Lichtmenge werden kann und innerhalb eines bestimmten Bewegungsbe-wahrnimmt und dem eine Servo-Schaltung (103) zugeordnet reiches des Instrumentes eine selbsttätige Horizontierung er-

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möglicht. Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfin- dreht. Damit wird vermieden, dass ein Grenzwert der Energiedung ein Laserstrahl-Nivellierinstrument mit den Merkmalen dichte an einer bestimmten Stelle überschritten wird, was des Anspruches 1 geschaffen. sonst zu einer Augengefährdung führen könnte. Eine Hoch-

Das erfindungsgemässe Laser-Nivellierinstrument ver- temperatur-Abschaltung ist ebenfalls vorzugsweise in der ziehtet auf Plasmaröhren und elektrische Servomotoren und 5 elektrischen Steuerschaltung vorgesehen, die die Temperatur die dadurch erforderlichen grossen Netzteile der bekannten der Diode abtastet und die Energiezufuhr in dem Fall ab-Laser-Nivelliergeräte. statt dessen wird durch Verwendung ei- schaltet, dass die Temperatur der Diode in einen Bereich ner Festkörper-Lichtquelle ein wesentlich leichteres Instru- steigt, in der die Lebensdauer der Diode durch Diffusion bernent geschaffen, dessen Leistungsfähigkeit gegenüber bisher einträchtigt wird.

üblichen Geräten keinesfalls verringert ist. Das Gerät wird io Die Steuerschaltung enthält vorzugsweise auch einen vorteilhaft mit selbsttätiger Horizontierung ausgestattet und Lichtaustrittsdetektor, der die Lichtabgabe der Diode wahrersetzt damit optische, automatische Nivelliergeräte in allen nimmt und mittels einer Servoschaltung die Verringerung des wesentlichen Funktionen. zur Diode fliessenden Stromes bewirkt, um eine konstante Vorzugsweise ermöglicht eine pendelartig angeordnete Leistungsabgabe für die Abtastung zu ermöglichen und da-Sammellinse, die unter der Festkörper-Lichtquelle mittels ei- 15 durch die Lebensdauer des Instruments zu verbessern und einer mechanischen leichten Aufhängung angeordnet ist, in ei- nen optischen Schaden an der Diode zu vermeiden, nem begrenzten Bereich eine selbsttätige Horizontierung, Weitere Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den ab-ohne dass die leichte, kompakte Konstruktion damit aufgege- hängigen Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreiben wurde. bung und den Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Aus-

Der Kraftverbrauch des erfindungsgemässen Instrumen- 20 führungsform der Erfindung beispielsweise erläutert und dar-

tes ist verhältnismässig klein, so dass das Instrument einschl. gestellt ist. Es zeigen:

einem abgeschlossenen Batteriesatz leicht tragbar ist. Fig. 1 eine Seitenansicht eines die Erfindung verkörpern-In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist den Laser-Nivellierinstrumentes, das teilweise entlang der Lidie Festkörperlichtquelle eine Diode, die einen intensiven nie 1-1 der Fig. 2 aufgeschnitten ist,

Strahl aus infrarotem Laserlicht erzeugt. Der aus der Diode 25 Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Schnitt entlang der Linie austretende Lichtstrahl, der rasch divergiert, wird durch die 2-2 der Fig. 1 und im Brennweitenabstand unter der Diode angeordnete Sam- Fig. 3 ein Blockschaltbild der elektrischen Steuerung des mellinse praktisch im Unendlichen abgebildet, so dass der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Instruments.

Lichtstrahl beim Austritt aus der Linse parallelisiert ist. Ein Laser-Nivellierinstrument 11, siehe Fig. 1 und 2, hat

Die Sammellinse ist an mehreren feinen Drähten pendei- 30 ein Gehäuse 13 mit einem oberen Handgriff 15, um das Inartig unter der Diode aufgehängt, so dass die Linse sich unter strument 11 von einer Einsatzstelle zur anderen zu tragen, dem Einfluss der Schwerkraft im Fall einer geringfügigen Das Instrument 11 ist mittels einer Grundplatte 17 oben Verschiebung oder Kippung der Gesamtanordnung nach Ar-. auf einem Dreifuss angeordnet. Die Platte 17 ist hierzu mit ei-beitsbeginn in eine genau vertikal unter der Diode befind- ner Gewindebohrung 19 versehen, mit der die Platte auf einer liehen Lage bewegt. Diese besondere Aufhängung ermöglicht 35 entsprechenden Schraube des Dreifusses aufgeschraubt wird, ausserdem, dass eine genaue Horizontierung bei der anfing- Von Hand einstellbare Schrauben 21 ermöglichen die anfänglichen Aufstellung des Instruments nicht erforderlich ist. Un- liehe Einstellung, mit der das Instrument 11 in den Bereich erwünschte Schwingungen der Pendel-Linse werden durch der selbsttätigen Horizontierung gebracht wird. In Verbin-eine Luft- oder Magnet-Dämpfung unterdrückt. dung mit der Einstellung der Schrauben 21 werden Blasenli-Zwischen der Diode und der Linse ist eine Glasplatte ein- 40 bellen 22 benutzt, um das Gerät 11 in den Bereich der selbstgefügt, die auf einem Träger angeordnet ist, der in zwei recht- tätigen Horizontierung zu bringen.

winklig zueinander liegenden Richtungen kippbar ist, so dass damit eine Feineinstellung der optischen Zentrierung der Zu den Hauptkomponenten im optischen Weg des Gerä-

Linse mit Bezug auf die Diode ermöglicht wird. Das Laser- tes 11 gehört eine Festkörperübergangsschicht 23, eine pen-

Nivellierinstrument kann damit im Feld und auch anfänglich 45 delartige Sammellinse 25, Drehspiegel 27 und eine Glasplatte beim Zusammenbau leicht justiert werden. 29, die für die Feineinstellung gekippt werden kann.

Das Laser-Nivellierinstrument nach der Erfindung ist Die Festkörperübergangsschicht 23 erzeugt einen intensi-

vorzugsweise mit einem drehbaren Fünfkant-Prisma oder ei- ven Strahl eines rasch divergierenden Laserlichtes,

ner gleichwertigen Kombination von zwei Spiegeln ausgestat- Die pendelartige Sammellinse 25 bündelt das aus der tet, um den genau vertikalen Strahl in einen genau horizonta- 50 Schicht 23 austretende, divergierende Laserlicht. Die Linse 25

len Strahl umzulenken und den horizontalen Strahl zur Er- schwingt auch aufgrund der Schwere innerhalb des Selbstho-

zeugung einer horizontalen Ebene (innerhalb der durch die rizontierungsbereiches derart, dass die optischen Elemente

Drehung des Prismas oder der Spiegelkombination gegebe- der Linsenanordnung genau und richtig unter der Trenn-

nen Grenzen) zu schwenken. Schicht 23 liegen. Die Linse richtet dadurch den parallelisier-

Alle wesentlichen Betriebsteile des Laser-Nivellierinstru- 55 ten Lichtstrahl in eine genau senkrechte Richtung.

ments sind vorzugsweise in einem wasserdichten Lampenge- Die drehbaren Reflexionsmittel 27 lenken den senkrecht häuse untergebracht und ein aufladbarer Batteriesatz ist als gerichteten Lichtstrahl um 90° ab und schwenken den abge-

integraler Teil des Instruments in dem Instrument mit einge- lenkten Lichtstrahl in einer waagerechten Ebene innerhalb baut. Die Batterie ist nicht in dem wasserdichten Teil mit un- der Grenzen, die sich durch das drehende Fünfkant-Prisma tergebracht und kann zur Aufladung herausgenommen 60 oder eine gleichwertige Kombination von zwei Spiegeln werden. ergeben.

Die elektrische Steuerschaltung des Instruments weist eine Das Licht in dieser waagerechten Ebene wird durch DeAnzahl von Sicherheitsmerkmalen auf. Der Laser wird selbst- tektoren wahrgenommen, die auf Zielvorrichtungen oder tätig abgeschaltet, falls das Instrument über den Bereich der Peillatten angeordnet sind. Diese sind in den Zeichnungen selbsttätigen Horizontierung hinaus gekippt wird. Auch wird 65 nicht mit dargestellt, aber an sich bekannt.

die Energiezufuhr zur Diode selbsttätig abgeschaltet, falls das Die Glasplatte 29 kann in zwei rechtwinklig zueinander drehbare Fünfkant-Prisma oder die entsprechende Spiegel- liegenden Einstellrichtungen gekippt werden, um eine Fein-

anordnung angehalten wird oder sich nicht schnell genug abstimmung des Ausmasses zu ermöglichen, um das das von

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der Trennschicht 23 zur Sammellinse 25 gehende Licht ausge- der Schwerkraft, wobei die Linsenelemente parallel zur Diode rückt wird. gehalten werden. Damit wird eine selbsttätige Horizontierung

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Festkörper- innerhalb eines begrenzten Bereiches im Fall einer Kippung Übergangsschicht 23 eine Diode und erzeugt eine elektro-ma- des Gehäuses 13 ermöglicht. Die pendelartige Aufhängung gnetische Strahlung, die sichtbar ist und infrarotes Licht ent- 5 gestattet demnach der Linse 25, in eine genau senkrechte Stel-hält. Die Diode selbst ist ein Plättchen von etwa 2 um hoch lung unter der Diode 23 im Fall einer geringfügigen Verschie-und etwa 10 bis 15 um lang und erscheint daher als Schlitz der bung oder Kippung des Gerätes 11 zu schwenken. Bodenfläche eines Gehäuses 31, an dem die Diode angeordnet Der Bereich der Selbsthorizontierung ist bei der darge-ist. stellten Ausführungsform ± 10 min. Dieser Bereich wird be-

In dieser speziellen Ausführungsform erzeugt die Diode io grenzt durch den im Fünfkant-Prisma auftretenden Fehler, ungefähr zwei bis vier mW Licht, das kegelförmig abstrahlt Ein wesentliches Merkmal besteht darin, dass die Länge mit einem Winkel von etwa 90° in einer Richtung und etwa 9° der Drähte 49 zwischen den Klemmarmen 51 und 53 ausrei-in der anderen Richtung. Das Licht hat eine sehr hohe Inten- chend grösser als der Brennweitenabstand zwischen der sität und divergiert sehr rasch. Die Diode selbst ist ein han- Diode 23 und 25 ist, so dass ein Ausgleich für den Elastizitäts-delsüblicher Teil, für den verschiedene Hersteller am Markt 15 moduli der Drähte möglich wird. Die Drahtlänge ist gegensind. über der Brennweite um eine solche Strecke grösser, die aus-

Das Gehäuse 31 ist auf einem thermoelektrischen Kühler reicht, um den Biegewiderstand der Drähte zu überwinden 33 angeordnet, der in Abhängigkeit einer bestimmten am Ge- und zu ermöglichen, dass die Linse 25 durch die Schwerkraft häuse 31 abgetasteten Temperatur eingeschaltet wird. Der um die genaue Strecke bewegt wird, die erforderlich ist, um Kühler 33 kühlt das Gehäuse und die Diode und verhindert 20 die Linse in einer genau senkrechten Lage unter der Diode zu Schäden an der Diode aufgrund von Diffusion, die bei Be- halten.

trieb mit zu hoher Temperatur auftreten könnte. Das Ausmass der Selbsthorizontierung wird durch einen

Das Gehäuse 31 und der thermoelektrische Kühler 33 zweiten Zylinder 57 begrenzt. Dieser Zylinder 57 umgibt den sind auf einer Trägerplatte 35 angeordnet, deren seitliche Stel- inneren Zylinder 47 auf dem grössten Teil seiner Länge; sein lung eingestellt werden kann, um eine Zentrierung der Diode 25 Innendurchmesser ist etwas grösser als der Aussendurchmes-mit Bezug auf die Linse 25 zu ermöglichen. Die Platte 35 wird ser des Zylinders 47, so dass dieser in einem begrenzten Mass dann mit Feststellschrauben 37 in der eingestellten Lage fi- innerhalb des Aussenzylinders 57 schwingen kann, um die xiert. Die Platte 35 wird in der fixierten Lage mit Bezug auf Selbsthorizontierung zu ermöglichen. Der Unterschied zwi-den Hauptrahmen 13 durch einen damit verbundenen Teil- sehen dem Aussendurchmesser des Zylinders 47 und dem In-rahmen 39 gehalten. 30 nendurchmesser des Zylinders 57 beträgt vorzugsweise etwa

Die Sammellinse 25 hat einen Aufnahmewinkel von etwa 0,3 mm.

35°, so dass sie etwas weniger als die Hälfte des aus der Diode Der Innenzylinder 47 weist eine Messingbuchse 59 auf, die 23 austretenden Lichtkegels aufnimmt. Die Linse 25 ist in ei- . die Innenfläche des Zylinders 57 berührt, falls die zur Hori-ner Buchse oder einem Zylindermantel 41 angeordnet, der ein zontierung erforderliche Lageänderung grösser als der Be-Aussengewinde 43 aufweist, das in das Innengewinde 45 eines 35 reich ist, der durch die pendelartige Linsenanordnung für die Zylinders 47 eingeschraubt ist. Die Gewinde 43,45 ermög- selbsttätige Horizontierung vorgesehen ist. Der Zylinder 57 liehen, den Abstand zwischen der Linse 25 und der Diode 23 ist gegen den Rahmen 13 durch eine Isolation 61 isoliert, und zu verändern. Bei Benutzung des Gerätes 11 wird die Linse 25 ein Kontakt zwischen der Messingbuchse 59 und dem Zylin-durch Drehung der Buchse 41 auf die Brennweite der Linse der 57 erdet einen Draht 63. Die Erdung dieses Drahtes 63 mit Bezug auf die Diode 23 gestellt. Dadurch wird die Diode 40 schaltet die Spannung von der Diode 23 ab, siehe die weiter und das von ihr emittierte Licht auf der entgegengesetzten, unten folgende Erläuterung zur Fig. 3.

nach unten gerichteten Seite der Linse 25 nahezu im Unend- Für die Bewegung des inneren Zylinders 47 innerhalb des liehen abgebildet und damit der aus der Sammellinse 25 aus- äusseren Zylinders 57 ist eine Luftdämpfung vorgesehen, tretende Lichtstrahl im wesentlichen parallelisiert. Diese Dämpfung tritt aufgrund des Strömungswiderstandes

Der Zylinder 47 ist so aufgehängt, dass damit eine Pendel- 45 ein, der mit dem Ausgleich verbunden ist, wenn die Luft aus anordnung für die Linse 25 innerhalb des Bereiches der selbst- dem enger werdenden Zwischenraum an der Stelle, an der sich tätigen Horizontierung des Gerätes 11 geschaffen wird. Die die Zylinderflächen aufeinanderzu bewegen, nach dem grös-Aufhängung des Zylinders 47 weist drei feine Drähte 49 auf. ser werdenden Zwischenraum zwischen den Zylinderflächen Jeder Draht 49 ist mit seinem unteren Ende am Zylinder 47 fliesst, die sich voneinander fortbewegen. Während der ver-durch einen Klemmarm 51 befestigt, während das obere Ende 50 hältnismässig geringe Zwischenraum oder der Spalt zwischen des Drahtes durch einen klemmarm 53 mit dem Teilrahmen den zwei Zylindern an den Spaltenden offen ist für den Zu-39 verbunden ist. oder Abfluss von Luft in den bzw. aus dem Spalt, ist die

Das äussere Ende jedes Klemmarmes 51 ist geschlitzt, Länge des Spaltes, die durch Anordnung des einen Zylinders siehe Fig. 2, und innerhalb des Schlitzes wird der Draht 49 in dem anderen sich ergibt, gross genug, um eine merkliche mit einer Schraube 55 eingespannt. Die Klemmarme 53 sprin- 55 Förderung der Dämpfungswirkung zu erreichen, die sich auf-gen vom Teilrahmen 39 vor, an dem sie durch Kopfschrauben grund der Luftbewegung zwischen den zwei Zylindern ergibt. 56 befestigt sind. Die Dämpfung beruht darauf, dass einerseits die Luft, die

Das untere Ende des Zylinders 47 hängt in geringem Ab- zwischen den sich annähernden Flächen herausgedrückt wird, stand über einem zugehörigen Teil des Hauptgehäuses 13. Die auf einen Strömungs widerstand tritt und ebenso auch die vorspringende Anordnung der Klemmarme 53 und 51 wirkt 60 Luft, die in den Raum zwischen den sich auseinanderbewe-federartig und sorgt für ausreichende Federwirkung im Fall genden Flächen einströmt. Dabei hängt die Dämpfung in eines axialen Stosses, so dass der Zylinder 47 gegen den Teil dem Gerät 11 sowohl von der verhältnismässig geringen des Hauptgehäuses 13, der unmittelbar unter dem unteren Breite des Spaltes zwischen dem Innenzylinder 47 und dem Ende des Zylinders 47 sich erstreckt, durchhängen kann, ohne Aussenzylinder 57 und auch von der verhältnismässig grossen dabei eine solche Spannung in den feinen Drähten 49 hervor- 65 Länge ab, mit der der eine Zylinder sich über dem anderen er-zurufen, dass etwa einer der Drähte brechen könnte. streckt.

Die pendelartige Aufhängung mittels der dünnen Drähte Anstatt der hier beschriebenen Luftdämpfung kann auch

49 gestattet eine seitliche Verschiebung des Zylinders 47 unter eine magnetische Dämpfung benutzt werden.

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Beim Zusammenbau des Gerätes 11 wird die Diode 23 Pfosten 94, Fig. 1, der Strahl über jeden Pfosten hinaus um ei-

über der Linse 25 zentriert, bevor die Diode in ihrer Lage nen vollen Winkel von 360° geschwenkt werden kann, ohne durch die Schrauben 37 fixiert wird. Eine genaue Zentrierung dass sich auf dem entfernt liegenden Zielpunkt oder Strahlde-

durch mechanische Einstellung der Diode 23 ist jedoch tektor eine Verminderung in der Beaufschlagung oder ein schwierig. Das Gerät 11 weist eine Feinabstimmungseinstel- s blinder Fleck ergibt. Diese Konstruktion ist grundsätzlich die lung auf, die eine gesteuerte Verrückung des Lichtstrahles er- gleiche wie mit Bezug auf die Fig. 9-11 des US-Patentes möglicht, der aus der Diode 23 austritt. Diese Feinabstim- 4 062 634 beschrieben.

mungseinstellung weist eine Glasplatte 29 auf, die auf einer

Trägerplatte 71 angeordnet ist. Die Trägerplatte 71 kann in Die elektrische Kraft für das Instrument 11 liefert ein Batzwei rechtwinklig zueinanderliegenden Richtungen durch io teriesatz 95. Der Batteriesatz 95 bildet einen verhältnismässig Stellschrauben 73 und 75, siehe Fig. 2, gekippt werden. Eine leichten Netzteil, da für die Selbsthorizontierung keine Servo-festgelegte Schraube 77 bildet einen festliegenden Schwenk- motoren erforderlich sind. Ausserdem ist der Batteriesatz 95 punkt oder Bezugspunkt für die Platte 71 mit Bezug auf den wiederaufladbar. Der abgeschlossene, leichte Batteriesatz ge-Hauptrahmen 13. Die Platte 71 ist ausserdem mit einer Reihe stattet, dass das Instrument 11 von Hand durch eine Person von Schlitzen 79 ausgebildet, die mit nicht dargestellten 15 getragen und im Feld ohne zusätzliche Krafteinheit oder an-Blechstreifen zusammenwirken, um Führungen zu bilden, dere Ausrüstungsteile benutzt werden kann.

welche eine Kippbewegung der Trägerplatte 71 ermöglichen, Ein Ein-Aus-Schalter 97 verbindet die im Blockdiagramm jedoch eine Drehung der Platte 71 vermeiden. in Fig. 3 gezeigte elektrische Schaltung mit dem Batteriesatz Durch Kippung der Glasplatte 29 wird der Strahl beim 95. Wie Fig. 3 zeigt, sind verschiedene Bedingungen vorgese-Durchgang durch die Glasplatte versetzt. Das Ausmass der 20 hen, unter denen die Spannung vom Diodenlaser 23 abge-Versetzung ist eine Funktion der Wellenlänge des Lichtes, der schaltet werden kann. Zu diesen Bedingungen gehört die Ab-Dicke der Glasplatte und des Winkels der Glasplatte. Die Schaltung 63 aufgrund von Fehlhorizontierung, wenn der inSchrauben 73 und 75 gestatten, den Kippwinkel der Glas- nere Zylinder 47 den äusseren Zylinder 57 berührt, weil das platte in sehr geringem Ausmass zu ändern, so dass sich da- Gerät 11 aus dem Bereich der selbsttätigen Horizontierung durch eine Feinabstimmungseinstellung für die Versetzung 25 herausgekippt ist.

des Strahles und die wirksame Zentrierung der Diode 23 mit Eine bei geringer Drehgeschwindigkeit eintretende AbBezug auf die Linse 26 ergibt. Schaltung 99 sorgt dafür, die Spannung vom Diodenlaser 23 Auf der Trägerplatte 71 ist auch ein Detektor 81 angeord- abzuschalten, falls der Drehspiegel 27 überhaupt nicht oder net, der die Intensität des aus der Diode 23 austretenden Lieh- nicht schnell genug dreht, so dass damit verhindert wird, dass tes aufnimmt. Der Detektor 81 ist mit einer Servo- Schaltung 30 der Strahl die aus Sicherheitsgründen gesetzte Grenze für die verbunden, die ein Teil der Steuerung des Leistungsniveaus Leistungsdichte des Lasers überschreitet.

bildet, mit welcher die von der Diode abgegebene Leistung Der Detektor 81 für die Lichtaustrittsleistung ist einer gesteuert wird. Diese Steuerung des Leistungsniveaus verhin- - Leistungshöhensteuerung oder einem Diodentreiber 103 zu-

dert, dass die Diode optisch beschädigt wird, indem der geordnet, um den der Laserdiode 23 zugeführten Strom zu

Stromzufluss zur Diode begrenzt wird, wenn bei Verhältnis- 35 verringern, falls die Lichtabgabe der Diode 23 ein bestimmtes mässig niedrigen Temperaturen gearbeitet wird. Diese Steue- Maximum übersteigt.

rung wird weiter unten mit Bezug auf Fig. 3 ausführlich er- Ein Temperaturfühler, ein thermoelektrischer Kühler so-

läutert. wie eine Abschaltung bei hoher Temperatur können vorgese-

Die Spiegelanordnung 27 ist eine Kombination aus zwei hen werden, um einen Schaden an der Diode 23 zu verhin-

Spiegeln, die einem Fünfkant-Prisma gleichwertig ist, das 40 dern, der bei Betrieb auf zu hohem Temperaturniveau durch aber ebenfalls benutzt werden kann. Diffusion auftreten könnte. Diese Komponenten sind jedoch

Die Spiegelanordnung 27 sitzt in einem Gehäuse 83, das nicht unbedingt erforderlich und deshalb in Fig. 3 nicht dar-

mittels Präzisionslager 85 drehbar innerhalb des Hauptrah- gestellt. Der Lichtabgabedetektor 81 und die Leistungshö-

mens 13 angeordnet ist. Das Lagerspiel muss im Vergleich hensteuerung 103 verhindern einen optischen Schaden an der zum Selbsthorizontierungsbereich klein sein. 45 Diode 23, der entstehen könnte, wenn bei zu niedrigen Tem-

Ein Antriebsmotor 87 dreht das Gehäuse 83 durch mitein- peraturen zu hohe Energie erzeugt wird.

ander kämmende Zahnräder 89 und 91.

Der senkrechte Strahl wird durch den Spiegel 27 inner- Die elektrische Schaltung, siehe Fig. 3, enthält auch einen halb der durch diesen gegebenen Grenzen in einen genau waa- Antriebsmotor 107 für die Drehbewegung, einen Zustandsangerechten Strahl abgelenkt, der über eine waagerechte Ebene 50 zeiger 109 und einen Niederspannungsdetektor 111. verschwenkt wird, während er durch schrägstehende Fenster Wesentlich für den Betrieb des Laser-Nivellierinstruments 93 hindurchgeht. Die Fenster 93 sind so geneigt, dass irgend- 11 ist die pendelartig angeordnete Sammellinse 25, die das welches reflektierte Licht unter einem Winkel reflektiert wird, von der Diode 23 abgegebene, rasch divergierende Laserlicht dass es nicht mit dem nach aussen gerichteten, waagerechten parallel richtet und den parallelisierten Lichtstrahl genau Strahl interferieren kann, der für die Bezugsebene verwendet 55 senkrecht nach unten auf den drehbaren Spiegel 27 richtet, wird. der dann den Strahl um 90° ablenkt und den abgelenkten Das Nivelliergerät 11 ist so gebaut, dass es ein wasserdich- Strahl über eine genau waagerechte Ebene innerhalb des tes Lampengehäuse aufweist, das alle Betriebsteile um- Selbsteinstellungsbereiches des Gerätes 11 schwenkt. Die schliesst. Dadurch wird eine Kondensation von Feuchtigkeit kippbare Glasplatte 29 ermöglicht eine Feinabstimmung, um im Inneren vermieden, die die optischen Einrichtungen des 60 eine genau bemessene, seitliche Absetzung des Strahles in Gerätes stören könnte. zwei rechtwinklig zueinanderliegenden Richtungen und da-

Die Fensterplatten 93 sind an ihren Verbindungsstellen mit eine genaue Einstellung der optischen Zentrierung der La-

ausserdem so ausgebildet und gestellt, dass mit Bezug auf die serdiode mit Bezug auf die Linse 25 zu ermöglichen.

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2 Blatt Zeichnungen