DE7305185U - Vorrichtung zur feststellung der relativen lage einer vorrichtung bezueglich einer lichtbezugsebene - Google Patents

Description

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Abholfach

Laser Alignment, Inc., 633Ο - 28th Street, S,E. Grand Rapids, Michigan (USA)

Vorrichtung zur Feststellung der relativen Lage einer Vorrichtung bezüglich einer Lichtbezugsebene

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Keßeinrichtung und richtet sich insbesondere auf eine neue Ortungseinrichtung welche aine Lichtbezugsebene aufnimmt, um visuell anzuzeigen, ob das Ziel zu hoch, zu niedrig oder zentriert liegt.

Die Verfahren zur genauesten Steuerung bei den verschiedensten Umgebungsbedingungen, beispielsweise beim Ziehen von Gräben, wurden in den letzten Jahren weiter entwickelt mit dem Vorzug der Verwendung hochgebündelter Lichtquellen, wie sie beispielsweise als Laser bekannt sind. Bei der Entwicklung des Laser wurde

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j ^2ό

dieses Verfahren im weitesten Umfange eingeführt. Weitere Verbesserungen befassen sich mit der Projektion einer Lichtbezugsebene anstelle eines einzigen stationären Strahles zur Verbesserung der Anpassungsfähigkeit und Genauigkeit im Ortungsteil dos Systems.

Es gibt drei Hauptnachteile der vorhandenen Ortungssysterne, nämlich

1) man kann sie nicht ausreichend genau einstellen;

2) sie sind hinsichtlich der Ablesung nicht einfach genug zu handha' en und ermöglichen keine genauen Zwischeneln·· Stellungen, beispielsweise bei Grabenziehanlagen, auf denen die übungsvorrichtung montiert ist; und

3) sie sind zu kompliziert und damit zu teuer.

Es gibt somit auf diesem Gebiete der Technik ein Bedürfnis nach einer verbesserten Ortungsvorrichtung, die einen beweglichen Lichtstrahl von einem Lichtgenerator aufnimmt und ihn auf ein einfaches Ablesesystera überträgt, welches dem das Gerät steuernden unmittelbar anzeigt, ob das Ziel zu hoch, zu niedrig oder zentriert bezüglich der Lichtbezugsebene liegt.

Da-s 0rtungssy3teß) gemäß der vorliegenden Erfindung eignet sich insbeisondere im Zusammenhang mit einer Laserfächervorrichtung, bei der ein oszillierender Last:strahl dazu Verwendung findet, eine genaue Lichtbezugsebene zu entwickeln. Das System arbeitet Jedoch gleich gut mit Jeder anderen Lichtquelle, welche eine Lichtbezugsebene definiert.

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Das Ortungssystem gernäß der Erfindung liefert eine Anzeige, ob das Ziel in der Mitte liegt oder zur Seite oder in anderer Richtung bezüglich der Bezugsebene verschoben ist.

Gemäß der Erfindung ist ein Orbungsgerät mit einer Ortungsfläche auf einem Träger montiert und er enthält wenigstens zwei Fotodetektcren auf der Ortimgsf lache, die mit einer Anzeigevorrichtung du rc Vi eino elektrische Einrichtung verbunden sind, welche die Anzeigevorrichtung so betätigt, daß ein Signal entsteht, das die relative-Lage der; Ortungsgeräte·;.* bezüglich der Lichtebene 3r.~e.igt. Dan Ortungegerät i;.--L drohbar, uns einen Teil der Fotodetektoren derart einzustellen, daß der Empfang dos Lichtsignals durch nur einen oder den anderen Fotodetektor anzeigt, daß das Ziel nach der einen oder anderen Seite der Beaugsebene verschoben ist. Die Fotodetektoren sind außerdem relativ zu ι Lichtquelle ausrichtbar derart, daß bei zentrierter Ort.ungse.inrichtung relativ zur Bezugsebene der Lichtstrahl gleichzeitig von beiden Detektoren aufgenommen wird odo:- auf einen Raum zwischen den beiden Detektoren trifft»

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ortungsvorrichtung auf einer Einrichtung, beispielsweise einer Grabenzieheinrichtung derart montiert, daß die Ortimgsflache in Richtung d<=r Lichtquelle gerichtet ist, die im Abstand von der Ortungsvorrichtung angeordnet ist. Zeigt die Orcungsvorrichturig on, daß sie zentriert ist_s dann beginnt die Grabenzieharbeit und der Arbeiter richtet sieheinfach nach einen Liit dre.i I,wuchten o?~

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stückten .Ablesepult, welches ihm anzeigt, ob das Ziel zentriert, zu hoch oder zu niedrig ist. In Abhängigkeit von der von der Ortungsvorrichtung gewünschten Genauigkeit wird die Ortungsfläche gedreht, um die Dicke des Spaltes zwischen den beiden Fotodetektoren oder ihren überlappenden Teil zu ändern. Die Einfachheit der Vorrichtung wird begünstigt, durch das Fehlen von verhältnismässig teueren Bauteilen, da nur zwei Fotozellen, ein verhältnismässig einfacher elektrischer Schaltkreis und Batterien als Stromquelle sowie nur drei Lainp-en auf dem. Ablesepult erforderlich sind.

Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert v/erden.

Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine Vorderansicht der erfindungsgeniäßen Ortungsvorrichtung;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 vier alternative Lagen der Ortungsvorrichtung relativ zu einer Lichtbezugsebene zur Angabe, ob das Ziel zu hoch, zentriert oder zu niedrig liegt;

Fig. 4 zwei andere Alternativen z\i Fig. J3>

Fig. 5 ein Blockschaltbild des elektrischen Schaltkreises;

„

Fig. 6 eine Alternative zu den Fig. 3 und 4 unter Verwendung von drei Fotodetektorzellen; und in

Fig. 7 ein auseinandergezogenes Blockschaltbild der Signalkoordinierungseinheit, die Verwendung findet, damit nur auf einen einzigen pulsierenden Lichtstrahl angesprochen werden muß.

Die Fig. 1und 2 zeigen eine Ortungseinrichtung 10 bestehend aus einem zylindrischen Gehäuse 12, welches von einem Rahmen 14 gehalten wird, der die Seitenwände 16 des Gehäuses umgibt. Der Rahmen 14 ist an einem Träger 18, beispielsweise dem Aufbau einer nicht gezeichneten geraden Ziehmaschine befestigt. Der Rahmen 14 legt sich klammernd um die Ortungsvorrichtung und kann gelöst werden, so daß eine Drehung der Ortungsvorrichtung relativ zum Rahmen zur Einstellung des Zielbereiches möglich wird, wie spätechoen näher erläutert werden sol].

Die folgende Beschreibung bezieht sich allgemein nur auf eine Grabenziehvorrichtung, so daß die Terminologie "hoch", "zentriert" und "niedrig" aus Gründen der Zweckmässigkeit gewählt wurde. Es ist jedoch selbstverständlich, daß die erfindungsgemäße Ortungsvorrichtung die relative Lage eines Zieles nach der einen oder anderai Seite der Bezugslichtebene liefert und daher die Ausdrücke "hoch" und "niedrig" keineswegs im Sinne einer Einschränkung der Erfindung verstanden werden können.

Die Ortungsfläche 20 enthält ein Paar von Fotozellen 22a und 22b, die auf der Fläche 20 derart angeordnet sind, daß

eine Laserlichtebene L (Fig. 3 und 4), die durch die oszillierende Bewegung eineu Laserstrahles erzeugt wird, eine, beide 'oder zwischen beide Fotozellen auf treffen kann, so daß ein Sichtsignal entsteht, das dem Arbeiter angibt, ob die Ortung svor rieht'ing zu hoch, zu niedrig oder zentriert ist. Die Abtastung der Fotozellen wird durch einen elektrischen Kreis 24 (Fig. 5) in ein Ausgangssignal übertragen, welches eine der drei Lampen 34a, 34b oder 34c auf dein Dreilatnpenpult 26 betätigt, so daß für den Arbeiter eine einfache Ablesungsmöglichkeit entsteht. Die L^chtebene, die durch den oszillierenden Leserstrahl oder eine andere Lichtquelle erzeugt wird, h?vt eine endliche Dicke.

Die Ortungsfläche £0 der Ortungsvorrichtung 10 kann einer nicht gezeichneten Lichtquelle ausgesetzt werden, die eine gebündelte Lichtebene erzeugt. Die verwendete Lichtquelle ist vorzugsweise ein Laserstrahlgenerator, der auf einem Uberwachungsniveau oberhalb eines Überwachungsbereiches montiert ist, um den Laserstrahl in die gewählte Richtung auszusenden. Im allgemeinen sind die Achse des Bereiches und des Laserstrahles parallel und daher ist, obwohl die Mitte des Lichtstrahles auf die Mitte 28 der Ortungsfläche 20 gerichtet ist, wie sich aus Fig. 1 ergibt, der Richtung 30 auf der Ortungsflache 20 vertikal unter di^ Richtstrahlmitte 2β versetzt, um den senkrechten Abstand zwischen Lasergenerator und Durchgangsbereich zu kompensieren.

Ein Paar lichtempfindlicher fotoelektr.lscher Zellen 22a und 22b ist auf der Ortungsfläche 20 des Ortungsgerätes

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10 zum Empfang des Laserstrahles montiert. Vorzugsweise hat jed3 Zelle eine in vertikaler Richtung langgestreckte rechteckige Gestalt und ist von der anderen Fotozelle seitlich bezüglich der Mitte 28 vorsetzt.

' Die normale "Sinstellung dieser Zellen ist derart, daß

die linke Zelle 22a (Fig. 1) mit einein wesentlichen Teil im unteren linken Quadranten der Ortungaüäche 20 liegt,

• wobei sich der restliche Teil durch und über die Ebene

\ der Mitte des Ortungsgerätes in den oberen linken

Quadranten erstreckt. Umgekehrt liegt die rechte Fotozelle 22b ini Asresentlichen im oberen rechten Quadranten, \ · wobei der restliche Teil sich "bis in den unteren

|.j rechten Quadranten erstreckt. Ist somit der Laserstrahl

Ί zentriert oder im Ziel, dann wird er von beiden Fotozellen 22a und 22b empfangen, wie man aus Fig. 3A er-" . kernen kann. Es ist ferner erkennbar, daß die Zielmitte

in diesem Falle die durch die überlappenden vertikalen Teile der Zellen 22a und 22b definiert ist, eine endliche Dicke oberhalb und unterhalb des Mittelpunktes dee Ortungsgerätes aufweist. Darüber hinaus sind mit der einzigen DreLeinstellmöglichkeit, die später noch näher beschrieben werden soll, die überlappenden senkrechten Teile der Zellen 22a und 22b in Dim-ensionshinsicht nicht kritisch oder ein absolutes Erfordernis. Die Überlappung findet jedoch Verwendung, um die ursprüngliche Einstellung der Abtastvorrichtung für die Bequemlichkeit des Arbeiters zu unterstützen.

Wird der Laserstrahl nur durch die Zelle 22b empfangen, wie es in Fig. J5B dargestellt \st, dann ist das Ziel

und niedriger, was bedeutet, daß die Ortungs-

vori-ichtung und das zugeordnete Instrument angehoben werden müssen, um sie wieder mittig zu machen. Nimmt man an, daß die Ortungsvorrichtung auf einer Grabenziehvorrichtung montiert ist, dann muß, wenn der Arbeiter feststellt, daß die Ortung zu niedrig ist, die Grabenziehvorrichtung nach oben gestellt werden. Wird der Laserstrahl nur von der Fotoselle 22a empfangen, wie man aus Fig. 3C erkennt, dann zeigt die Ortungsvorrichtung an, daß die Grabenziehvorrichtung abgseenkt werden muß, um die Ortungsvorrichtung· zurück in die Ebene des Lichtstrahles zu bringen.

Die Ortungsvorrichtung ist durch Drehen der Gesamtvorrichtung 10 relativ zum Rahmen 14 einstellbar. \I?.e bereits früher erv/ähnt, umgibt der Rahmen 14 die Seitenwände 16 des Gehäuses 12. Der Rahmen ist zweiteilig, wobei jeder Teil einen nach oben vorstehenden Flansch 14a und 14b aufweist. Eine Gewindebefestigungsvorrichtung 28 liefert die Einrichtung zum Festklemmen des Rahmens 14 um die Ortungsvorrichtung 10, Um die Ortungsvorrichtung um eine im allgemeinen hor-'.aurvfcale Achse relativ zum Rahmen 14 und zum Träger 18 verdrehen zu können, wird die Befestigungsvorrichtung 22 gelöst, so daß nunmehr die Ortungsvorrichtung von Hand bewegt werden kann.

Zur Erhöhung der Genauigkeit der Ortung, wird die Ortungsvorrichtung gegen den Uhrzeigersinn gedreht, wie es durch den Pfeil A in Fig. 1 angedeutet ist. Diese Drehung vermindert die Überlappung zwischen den Fotozellen 22a und 22b über die horizontale Ebene der Strahlenmitte. Yie man aus Fig. 4a erkennt, erzeugt die

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richtige Einstellung in dieser Hinsicht einen extrem schmalen Bereich oder ein genaues Ziel derart, daß der Laserstrahl L gleichzeitig die Fotozellen 22a und 22b nur in einer besonders genauen oder feinen Stellung trifft. Ist andererseits eine solche Genauigkeit nicht erwünscht, dann kann die Genauigkeit wesentlich gesenkt werden, indem man die Ortungsvorrichtung im Uhrzeigersinn dreht, wie es durch den Pfeil B in Fig. 1 angedeutet ist, so daß ein immer größer werdender Teil der Fotozellen 22a und 22b sich über die horizontale Ebene des Strahles erstrecken, in welchem Fall, wie aus Fig. 4b ersichtlich, eine extreme Breite· für den Laserstrahl zur Verfügung

zeitig treffen kann.

Man erkennt, daß eine weitere Drehung der Ortun?;svorrichtung 10 gegen d?n Uhrzeigersinn über den in Fig. 4a wiedergegebenen Punkt hinaus die Fotozellen 22a und 22t εο einstellt, daß keine der Zellen gleichzeitig den Laserstrahl L empfangen kann. Es gibt somit einen vertikalen Spalt oder Abstand G zwischen den Zellen (Fig. 3D), welcher die Dicke der Lichtbezugsebene über» schreitet. Diese Form der Orientierung kann als Alternativanzeige verwendet werden, wenn die Ortungsvorrichtung zentriert ist, in welchem FaIIe₅ wie im folgenden noch beschrieben werden wird, die Ortungsvorrichtung so modifiziert wird, daß sie "mittig" anzeigt, wenn der Lichtstrahl L zwischen die Zellen 22a und 22b im Spa3.t B auftrifft. Gleichzeitig zeigt der Empfang des Strahles nur durch die Zelle 22a an, daß die Ortungsvorrichtung zu hoch liegt, während der Empfang des Signals nur durch die Zelle 22b noch anzeigt, daß das Ziel zu niedrig liegt, wie

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sich aus den Fig. 3B und 3C entnehmen läßt. Wiederum vergrößert oder verringert eine Drehung der Ortungsvorrichtung den Genauigkeitsbereich, auf den die Ortungsvorrichtung zentriert ist.

Im allgemeinen wird die Ortungsvorrichtung so angeordnet, daß die Ortungsfläche 26 auf den Arbeiter zu weist. Bei einem normalen Gr'Abenziehvorgang beginnt der Arbeiter diesen Vorgang an einer Stelle in enger Nachbarschaft zur Lichtquelle und entfernt sich von ihr. Bei in richtige] Tiefe stehender Grabenziehvorrichtung leuchtet das Pultlicht 34b auf, da der Laserstrahl es erregt, wodurch angezeigtwird; daß die Ortunesvorrichtung zentriert ist. Bewegt sich di_ Grabenziehr ^?hine und beginnt sie zu tief zu graben, dar;n wird das Licht 34c betätigt, während das Licht 34b erlöscht. Wird der Graben zu flach, dann leuchtet das Licht 34a auf, während die beiden Lichter 34b und 34c erloschen sind. Dies bedeutet in anderen Worten, daß die Lichter 34a, 34b und 34c einander so ausschließen, daß immer nur eines dieser Lichter zu irgendeinem bestimmten Zeitpunkt leuchtet.

In Fig. 5 ist ein Blockschaltbild des elektrischen Kreises wiedergegeben. Man erkennt die Fotozellen 22a ,und 22b, die so gewählt sind, daß sie auf die verwendete Lichtquelle ansprechen. Vorzugsweise verwendet man eine Schaltung, die nur auf Änderungen in der Lichtstärke wie sie durch die Lichtbezugsebene erzeugt wird, die wiederum durch einen sich bewegenden Lichtstrahl hergestellt wird, anspricht. Eine solche Anordnung erlaubt die Verwendung eines stabileren, billigeren Wechselstrorakreises, da sie keine Korrektion zur Verhinderung

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oder Eliminierung des Ansprechens auf Umgebungslicht, beispielsweise Sonnenlicht benötigt. Andererseits kann man teuerere Zellen verwenden, in welchem Fall die Zellen 22a und 22b nur auf eins hoch intensive Lichtquelle, beispielsweise einen Laserstrahl ansprechen. Bei der wiedergegebenen Ausführungsform sind Koordinierungskreise 25 an jede der Zollen 22a und 22b angeschlossen. Dia Signalkoorclinierun^skreise 23, die in! einzelnen in Fig. 7 dargestellt sind, haben die Aufgabe, ein Signal nur dann passieren zu lassen, v/erm ein sich bewegender Lichtstrahl, beispielsweise ein pulsierende:; Licht auf die Zellen 22a und 22b trifft. Von hier wird der elektrisch^ Ausgang auch ein logisches System 3ö übertragen, welches festlegt, welche der Lichter 34a, 34b und 34c erregt wird. Die Einzelheiten der Fotodetektoren und deo logischen Systems sind nicht beschrieben, da iie allgemein üblich sind und es eine Vielzahl von Einrichtungen zur Aufnahme eines Lichteinganges und zur Verwandlung desselben in eine ablesbare Anzeige gibt. So kann man beispielsweise Y/idsrstandsfotodetektoren oder ,Cadmiumsulfid-Fotodetektoren verwenti/n, bei denen der Empfang eines Lichtsignals den wirksamen W -derstand in einem elektrischen Kreis ändert» Es ist auch selbstverständlich, daß offensichtliche Änderungen im logischen System es ermöglichen $ daß die ⁿim Ziel"-Lampe 34b erregt wird., wenn beide Fotozellen 22a und 22b gleichzeitig einen Laserstrahl empfangen oder gleichzeitig einen solchen nicht aufnehmen.

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Der Signalkoordinierungskreis 25 für die Betätigung des Ausfluchtsystems ist im Blockschaltbild in Fig. 7 wiedergegeben. Man erkennt, daf3 der Kreis 25 einen ersten Kanal

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40 aufweist. Außerdem ist ein zweiter Kanal 40a vorgesehen. Die beiden in der Fig. 5 wiedergegebenen Blöcke 40 und 40a sind in Fig. 7 im einzelnen näher dargestellt. Da der obere Kanal dem unteren Kanal ähnlich ist, braucht nur der obere Kanal in seiner Wirkungsweise beschrieben zu werden.

Eine Fotodetektorzelle 22b ist auf der Ortungsvorrichtung angeordnet und eiapfängt einen Lichtimpuls von der Laserlichtquelle, wenn die Ortungsvorrichtung in der Bahn, dos Laserstrahles liegt, so daß das Licht auf ν en Fotodetektor 22b auf trifft« Das elektrische Ausgängen! r-rial vom Fotodetektor 22b wird auf einen Breitbandverstärker 42 aufgegeben, der den empfangenen Signalimpuls verstärkt und ihn an einen monostabilen Multivibrator 44 weiterleitet. Das Signal an der Auagangsklcmme 45 des Multivibrators 44 ist durch die Wellenform 48 angedeutet und besteht aus konstant breiten Impulsen mit einer Impulsfolge j, die der Impulswiederholungsfolj>;e der· von der Zelle 22b aufgenommenen Liclitircpulse entspricht. Die Impulse 48 vom Multivibrator 44 werden dann auf einen Spannungssägezahngenerator 50 aufgegeben. Der Generator 50 enthält einen Kondensator, der linear über eine hohe Impedanz von einer Spannungsquelle aufgeladen und dann durch einai Silicon gesteuerten Gleichrichter (SCR) rasch entladen wird, der mit einem Gitter Wechselstrom an die Ausgangsklemme 46 des Multivibrators Uh gekoppelt ist. Die Einzelheiten des Generators 40 sind in dtr Zeichnung nicht dargestellt. Bei Jedem empfangener) Impuls 48 wird somit der Kondensator im Generator 50 entladen, -so daß eine Sägez&hnspannunßswelle 52 an der Ausgangsklemme 54 des Generators entsteht. Das

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signal 52 wird einer Trennstufe 56 aufgegeben, welche den Kondensator von einem die Ebene feststellenden Kreis 58. isoliert. Der Kreis 58 kann beispielsweise ein Schmitt-Trigger sein, welcher ein Ausgangssignal an den Ausgangsschaltkreis 60 nur liefert, wenn das Generatorsignal 52 eine Amplitude unterhalb der Schwelle des Schmitt-Triggerkreises aufweist.

Wird kontinuierliches Umgebungslicht empfangen, dann steigt das Ausgangssignal an der Klemme 54 des Generators über die Auslöseschwelle des Schmitt-Triggers, da der SCR nicht leitend gemacht ist, so daß das Ausgangssignal vom Kreis 58 seinen Zustand ändert und kein Ausgangssignal an den Ausgangsschalter 60 liefert. Das gleiche Ei'gebnis erhält man, wenn kein Licht empfangen wird. Während des Empfangs der festgestellten Lichtimpulse von der Laserquelle jedoch liefert der Schmitt-Trigger normalerweise ein Ausgangssignal an den Ausgangsschalter 60, der dadurch betätigt wird und somit ein Ausgangssignal auf die Eingangsklemme 62 eines logischen Kreises 36 aufgibt.

Der monostabile Multivibrator 44 liefert Auslöseimpulse konstanter Spannung und konstanter Zeitbrei^e auf das Gitter des SCR im Generator 50, xim den SCR konstant leitend zu machen unabhängig von der Impulsbreite des Signals, das vom Verstärker 42 geliefert wird. Die Aufladezcitkonstanten des Sägezahngenerators 50 werden so eingestellt, daß sich ein geringer Spannungsanstieg an der Ausgangsklemme 54 ergibt. Die vom entladenen Kondensator zur Wiederaufladung auf die Umschaltschwelle des Detektors 58 erforderliche Zeit ist viel länger als

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das Impulssignal 48, so daß ein Signal ausreichender Zeitdauer auf den Ausgangsschalter 60 aufgebracht wird und damit auf den Eingang 62 des logischen Kreises gelangt. Dieses Signa.lzeitst'reckung erlaubt es dem logischen Kreis so lange j angeschaltet zu sein, um die Lichter 34a, 34b oder 34c

\ " zu erleuchten und erlaubt außerdem die kontinuierliche Be-

J triebsweise der Lampen, wenn der nächste Eingangssignal

impulse von der Fotozelle empfangen wird, bevor der Sägezahnspannungsgenerator 50 die Abschaltschv/elle des Detektorkreises 58 erreicht hac.

Die Sigralkoor-dinierungselektroniken liefern somit ein kontinuierliches Ablesemuster bis zu d^m Zeitpunkt, in dem eine Änderung in diesem Muster erforderlich ist« van eine Änderung der Lage der Ortungsvorrichtung relativ zⁱir Bezugslichtebene anzuzeigen.

Der Kanal 40a enthält ähnliche Kreise, die mit dem gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung von'^fa" angedeutet sind und weist einen Ausgangsschalter 60a auf, dessen Ausgang an die Eingangsklemme 62.a des logischen Kreises 35 geschaltet ist.

Der logische Kreis 36 betätigt die Ableseanzeige 34a nur, wenn an der Eingangsklemme 62 ein Ausgangssignal empfangen wird; die Ableseanzeige 34c nur dann, wenn ein Ausgangssignal an der Singangsklemme 62a vorliegt; und die Anzeige 34b nur dann, wenn beide Eingangsklemmen 60 und 62a Ausgangssignale von den Kreisen 60 bzw. 60a empfangen. Der logische Kreis 36 enthält Zwangsaussperrkreise um sicher ·■· zustellen, daß bei betätigte!" Eingangsklemme. 62 die Ableseanzeige 3Ac nicht betätigt wird und alternativ, wenn

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die Eingangsklemme 62 a betätigt ist, die Ablescanzeige 34a nicht betätigt ist. Der logische Kreis 36 enthält außerdem ein-"UND"-Tor zur Betätigung der Ableseanzeige 34b, wenn beide Eingangsklemmen 62 und CPa durch Signale von den Ausgangsschaltern 60 bzw. 60a betätigt sind.

In Fig. 6 ist eine abgeänderte Ausführvm^sform unter Verwendung von drei Fotozellen 40a, 40b und 40c wiedergegeben. Die Verwendung von drei Zellen ermöglicht die Steigerung der Anzahl der AbleseStellungen. Die Ortungcvorrichtung ist einstellbar, so daß die Bezugslichtebe:i·:; unabhängig von jeder getrennten Zelle (drei Ablesestellungen) oder gleichzeitig durch zwei benachbarte Zellen (zwei Stellungen) empfangen werden kann. Wi rd jedes Anzeigelicht 34a, 34b oder 34c einer entsprechenden Zelle zugeordnet, dann zeigt das Pult eine der fünf Stellungen der Ortungsvorrichtung relativ zur Lichtebens an. Wenn beispielsweise nach Fig. 6 der Lichtstrahl L bei einem Planierungövorgang zentriert ist, leuchtet, nur dao der Zelle 40b zugeordnete Licht auf. Wenn jedoch der Lichtstrah? .von beiden Zellen 40a und 40b bzw, 40b und 40c empfangen wird, dann sich zwei der drei Lichter angeschaltet. Dies kann dazu verwendet worden, urn den Arbeiter zu warnen, daß die Planiervorrichtung ö.Lch einer nicht annehmbaren Planierarbeit annähert, was schließlich die Folge wäre, wenn entweder die Zelle 40a oder die Zelle 40c ausschließlich den Strahl L aufnehmen. Somit liefert die dreizeilige Ortungsvorrichtung eine größere Flexibilität durch Steigerung der Anzahl der Ablese-

! Stellungen. Obwohl die drei Fotozellen nach Fig, 6 in

vertikal und seitlich versetzter Abstandanordnuvi,;; vi.oo.rrgegeben sind, lassen sich eine Vielzahl von verc.cvczten und/

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oder überlappenden Orientierungen entsprechend der vorhergehenden Beschreibung denken.

Aus der Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindungergibt sich, daß die Ortungsvorrichtung gemäß der Erfindung sehr einfach auf einer Tragkonstruktion, beispielsweise einer Grabenziehmaschine oder Planiereinrichtung montiert werden kann, wobei die Ortungsflache in Richtung eines schwingenden Lichtstrahles, beispielsweise eines Laserstrahles gerichtet ist. Βίε-Auf nahmovorrichtung- nimmt das oszillierende Laserlicht von der Quelle auf und überträgt es in ein Dreilampen-Ablesesystem. Der Arbeiter braucht nur das Dreilampen-Pult zu beobachten um den richtigen Planierwinkel aufrechtzuerhalten. Die Einstellung der Genauigkeit erfolgt außerordentlich einfach durch Lösen der Klaumer am Tragrahmen und Drehen der Ortungsvorrichtung im Uhrzeiger» sinn oder gegen den Uhrzeigersinn zur Einstellung des vertikalen Bereiches, innerhalb dess-en die Übungsvorrichtung anzeigt, daß sie zentriert ist. Die Verwendung üblicher Fotozellen, elektrischer Schaltkreise und Anzeigelampen führt zu einer außerordentlich einfachen und billigen Ortungsvorrichtung, die darüber hinaus extrem genau arbeitet.

Obwohl nur zwei Ausführurigsformen im einzelnen beschrieben worden sind, ergibt sich für denEachiaann von selbst, daß sich Einzelheiten der Konstruktion dieser besonderen Ausführungsformen vielfach ändern lassen, ohne daß der Rahmen ö.?r Erfindung verlassen wird.

-Mn Sprüche;

Claims (8)

1. Laser Alignment 7. August 1973

   ■Schutz ensprüche

   v-y 1. Vorrichtung zur Feststellung der relativen Lage einer Vorrichtung bezüglich eher Licht-Bezugsebene mit einem an der Vorrichtung zu befestigenden Träger, einer Orientierungsvorrichtung und einer Ortungsfläche, gekennzeichnet durch wenigstens zwei Fotodetektoren (22a, ?.Z'b) auf der Ortungsfläche; durch auf der Ortungsfläche vorgesehene, mit den Fotodetekt->ren zusammenwirkende Anzeigevorrichtungen zur Anzeige der Relativstellung der Ortungsfläche bezüglich der Lichtebene, v/enn wenigstens einer der Fotodetektoren ein Lichtsignal aufnimmt, wobei die Fotodetektoren längs einer vorbestimmten Ebene im Abstand angeordnet und Einrichtungen zum Drehen der Detektoren um eine gemeinsame Achse zur Änderung der Stellung der Detektoren relativ zueinander und zum Ortungsträger vorgesehen sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ortungsvorrichtung (10) bezüglich der Licht-Bezugs- ebene (L)

   a) zentriert ist, wenn die Fotodetektoren (22a, 22b) gleichzeitig das Lichtsignal empfangen,

   b) auf einer Ebene der Bezugsebene (L) liegt, wenn nur ein — Fotodetektor (22a) Licht empfängt, und

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   c) auf der anderen Seite der Bezugsebene (L) liegt, wenn nur der andere Fotodetektor (22b) Licht empfängt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorenanordnung (22a, 22b^v um die gemeinsame Achse (28* zur Änderung des Bereichs, in welchem beide Detektoren Licht empfangen, verdrehbar ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fotodetektoren (22a, 22b) auf jeder Seite der Lichtbezugsebene (L) unter Bildung eines Zwischenraumes zwischen ihnen versetzt sind, wobei die Ortungsvorrichtung (10)

   a) zentriert ist, wenn die Fotodetektoren (22a, 22b) gleichzeitig das Lichtsignal empfangen,

   b) auf einer Seite der Bezugsebene (L) liegt, wenn nur ein Fotodetektor (22a) Licht empfängt und

   c) auf der anderen Seite der Bezugsebene (L) liegt, wenn nur der andere Fotodetektor (22b) Licht empfängt.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (22a_s 22b) um die gemeinsame Achse» zur Änderung der Dicke des Abstandes zwischen den beiden Fotodetektoren verdr^hbar ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der wenigstens

   drei Fotodetektoren auf der Ortungsfläche vorgesehen sind und die Reletivstellung der Ortungsfläche bezüglich der

   i ι

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   Lichtbezugsebene durch die Anzeigevorrichtung angegeben ist, wenn nur einer der drei Fotodetektoren Licht von Lichtsignal aufnimmt, zwei Fotodetektoren gleichzeitig Licht vom Lichtsignal empfangen oder alle drei Detektoren gleichzeitig das Lichtsignal aufnehmen.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fotodetektoren koplanar sind.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ortungsfläche um die Achse drehbar ist und damit die Stellung der Detektoren zueinander und zum Ortungsflächenträger veränderbar ist.

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