CH672839A5

CH672839A5 -

Info

Publication number: CH672839A5
Application number: CH179/87A
Authority: CH
Inventors: Hans Rudolf Ammann
Original assignee: Ammann Lasertechnik
Priority date: 1987-01-19
Filing date: 1987-01-19
Publication date: 1989-12-29
Also published as: JPS63265111A; DE3738954A1; SE8800094D0; DE3738954C2; US4854703A; SE8800094L; FR2609797A1; FR2609797B1

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft ein Laserstrahl-Nivelliergerat mit Mitteln zur Erzeugung eines Laserstrahles und mit drehbaren Reflexionsmitteln, mit welchen der senkrecht ankommende Laserstrahl in die Waagerechte umlenkbar und in einer waagerechten Ebene verschwenkbar ist, wobei Mittel zur selbsttätigen Horizontierung der Laserebene vorhanden sind und diese Laserebene in zwei Achsen neigbar ist.

Laserstrahl-Nivelliergeräte der oben genannten Art dienen dazu, eine waagerechte Ebene, bzw. eine in mindestens einer Richtung um einen gewünschten Prozentsatz geneigte Ebene festzulegen. Dabei wird der meistens unsichtbare aus dem Gerät austretende Laserstrahl durch einen Drehkopf in eine waagerechte Rotation versetzt. Der rotierende Laserstrahl kann dann an beliebiger Stelle rund um das Nivelliergerät von einem Empfänger empfangen und sichtbar gemacht werden. Ein solches Laserstrahl-Nivelliergerät ermöglicht es, eine Vielzahl verschiedenartiger Mess- und Kontrollarbeiten durchzuführen. Die hier angesprochene Geräteart, bei der die Laserebene in zwei Achsen neigbar ist, findet vor allem im Tiefbau sowie beispielsweise bei der Nivellierung von grossen landwirtschaftlichen Flächen Verwendung. Da sich die vom Laser ausgesendete Bezugsebene in zwei Achsen, d. h. in einem Quer- und in einem Längsgefälle, nach Wunsch neigen lässt, kann eine Bodenfläche, sei es nun für einen Parkplatz, ein Fussballfeld oder ein landwirtschaftliches Feld, beispielsweise um die Drainage sicherzustellen, in eine vorbestimmte Quer- und Längsneigung gebracht werden. Hierbei kann entweder mit Hilfe des an einer Messlatte befestigten Laserstrahl-Empfängers Kontrollarbeit geleistet werden oder noch besser, mittels einem direkt an der Planiermaschine angebrachten Empfänger, die Planierarbeit gesteuert werden.

Bei bisherigen neigbaren Laserstrahl-Nivelliergeräten erfolgt das Neigen der Laser-Bezugsebene meist mittels einem Zwischenstück zwischen Stativ und Gerät. Dabei wird das ganze Gerät geneigt, wobei die Neigung nur in einer Richtung erfolgen kann. Um nun auch die Querneigung messen zu können, wird das Gerät auf dem Zwischenstück um 90 ° gedreht. Bei dieser Drehung führt das Gerät eine pendelartige Bewegung durch, wobei die tiefste Stelle der Pendelbewegung in der Mitte, d. h. bei 450 liegt. Soll aber die Querneigung um einen anderen Wert als die Längsneigung erfolgen, muss am Gerät eine dritte, der tiefsten Stelle der besagten Pendelbewegung entsprechende Neigung eingestellt werden. Je nach den beiden gewünschten Quer- bzw. Längsneigungswerten wird sich dieser dritte Wert nicht mehr in der Mitte des 90 "-Winkels, sondern entweder näher beim einen oder beim anderen Ende befinden. Um die jeweils gewünschte Quer- und Längsneigung zu erzielen, muss anhand einer Tabelle errechnet werden in welcher Winkelstellung welcher dritte Hilfs-Neigungswert eingestellt werden muss. Dies ist natürlich etwas umständlich.

Die Erfindung bezweckt ein Laserstrahl-Nivelliergerät zu schaffen, bei dem problemlos eine Quer- und eine Längsneigung eingestellt werden kann und wobei beim Verstellen der einen Neigung die andere umbeeinflusst bleibt.

Das erfindungsgemässe Laserstrahl-Nivelliergerät entspricht dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1.

Nachfolgend wird anhand von vier Zeichnungsfiguren ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Laserstrahl-Nivelliergerätes beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch das Gerät,

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt nach der Linie I-I in Fig. 1,

Fig. 3 zeigt schematisch einen teilweisen Längsschnitt durch das Gelenk,

Fig. 4 zeigt schematisch einen teilweisen Querschnitt durch das Gelenk.

In einem zylinderförmigen Gehäuse 1 sind die wesentlichen Funktionsbestandteile untergebracht. Im unteren Gehäuseteil 2 befinden sich elektrische Batterien als Stromversorgung für das Gerät. Im Deckel 4 des oberen Gehäuseteils 3 führt ein Rohrstück 6 vertikal durch ein mittig angeordnetes Loch. Dieses Rohrstück 6, d. h. die Laser-Rota-tionsachse, ist im Deckel 4 kardanisch aufgehängt, so dass

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das Rohrstück 6 mit seinem Ende kreuzweise schwenkbar ist. laufen. Diese beiden Elektromotoren 20 und 21 sind auf der Die Laserlicht erzeugende Lichtquelle ist im unteren Teil des Unterseite des Deckels 4 vom oberen Gehäuseteil 3 befestigt. Rohrstücks 6 untergebracht. Unterhalb des Endes vom Rohr- Die Elektromotoren 20 und 21 weisen je eine exzentrische stück 6 befindet sich eine indirekt an dieser befestigte hori- Welle auf, welche Wellen mit der Umfangfläche des Rohrzontale Messplatte 7. s stücks 6 in Berührung kommen.

Auf dieser Messplatte 7 sind zwei rechtwinklig vonein- Die Messplatte 7 soll immer horizontal liegen. Weicht die ander weisende Achsen 8 und 9 angeordnet. Im Schnittpunkt Messplatte 7 von der Horizontalen ab, dann sorgt der elek-dieser beiden Achsen ist ein Gelenk 10 vorhanden, das im trische Strom über die beiden Libellen 18 und 19 und über wesentlichen aus einem horizontal und um die erste Achse 8 die Elektromotoren 20 und 21 dafür, dass die Messplatte 7 angeordneten rohrstückförmigen Mantel 15 besteht. Dieser io wieder in die Horizontale zurückgebracht wird.

Mantel 15 ist mindestens oben offen und in ihm ist ein um Im oberen Ende des Rohrstücks 6 ist ein weiteres Rohr-

die zweite Achse 9 drehbares Mittelstück 16 gelagert. Dabei stück drehbar gelagert, welches an seinem freien Ende einen ist der Mantel 15 an der selbsthorizontierenden Messplatte 7 Kopf 22 mit einem Fenster 23 für den Austritt des Lasergelagert und das Mittelstück 16 mit der Laser-Rotationsachse strahles trägt. Im Kopf 22 befindet sich ein Pentagonprisma, bzw. mit dem Rohrstück 6 verbunden. Die Achse 9 ist am is um den von unten nach oben vertikal ankommenden Laser-Mantel 15 mittels zweier Flansch-Kugellager kugelgelagert. strahl in die Horizontale umzulenken. Das weitere Rohr-

An den dem Gelenk 10 entgegengesetzten Enden 12 der stück mitsamt dem Kopf 22 ist mittels einem dritten Elektro-beiden Achsen 8 und 9 sind Mittel vorhanden, um die Nei- motor 24 über ein endloses Gummiband in ständige Umdre-gung dieser Achsen im Verhältnis zur Ebene der Messplatte 7 hung versetzbar. Mit einem Empfänger wird der unsichtbar zu verändern. Diese Mittel bestehen zweckmässig aus je 20 aus dem Fenster 23 in horizontaler Richtung austretende einer an der Messplatte 7 gelagerten Gewindestange 13, an Laserstrahl sichtbar gemacht.

der das Achsende 12 vertikal verfahrbar ist. Die beiden Um die Laserebene zu neigen, werden die beiden Gewin-

Achsen 8 und 9 sind in ihrem jeweiligen Achs-Endstück 12 destangen 13 unabhängig voneinander gedreht, wobei sich frei drehbar und in Längsrichtung verschiebbar gehalten. die Achsen 8 und 9 um das der Drehung entsprechende Mass Zum richtigen Funktionieren, sollte die Schwenkachse des 25 mit ihren Enden 12 nach unten oder oben bewegen. Die Dre-Gelenk-Mantels 15 gleich sein der Schwenkachse des äus- hung der Gewindestangen 13 kann dabei mittels je eines hier seren beweglichen Kardanringes 5 der kardanischen Aufhän- nicht dargestellten Elektromotors erfolgen, der über eine gung der Laser-Rotationsachse, bzw. des Rohrstücks 6. Tastatur am Gehäuse 1 angesteuert wird. Es kann nun für

Das Mittelstück 16 des Gelenks 10 ist mittels eines Zapfens jede der beiden Achsen 8 und 9 separat der gewünschte Nei-14 und dem Zwischenteil 11 mit dem Rohrstück 6 ver- 30 gungswert, meist zwischen 0 und 10%, eingegeben werden,

bunden, wobei der Zapfen 14 in dem Gelenk-Mittelstück 16 Die Neigung der Achsen 8 und 9 überträgt sich auch auf die kugelgelagert und dadurch das Gelenk-Mittelstück 16 Messplatte 7. Die Messplatte 7 wird aber, durch die vorge-

beschränkt um den Zapfen 14 drehbar ist, indem die Löcher hend beschriebene selbsttätige Horizontierung, immer in der 25 im Gelenk-Mittelstück 16, durch welches die zweite Achse Waagerechten gehalten. Die gewünschte Neigung wird also 9 durch das Gelenk-Mittelstück 16 und den Zapfen 14 hin- 35 schlussendlich über die Laser-Rotationsachse 6 auf die vom durchgeführt ist, in ihrem Durchmesser grösser sind, als der rotierenden Laser ausgesendete Bezugsebene übertragen. An Durchmesser der Achse 9 und somit die am Gelenk-Mittel- dieser, beispielsweise in ein Längsgefälle von 5% und in ein stück 16 befestigte erste Achse 8 gegenüber der zweiten Quergefälle von 3% ausgerichteten Laserebene, kann nun

Achse 9 beschränkt schwenkbar ist und dadurch die beim Bezug genommen werden und die zu bearbeitende oder zu Verstellen der Neigung dieser beiden Achsen 8,9 auftretende 40 kontrollierende Bodenfläche daran verglichen werden. Verschiebung der Lage der beiden Achsen 8,9 zueinander Die beschriebene Gelenk-Konstruktion gewährleistet, dass abgefangen wird. Der Mantel 15 des Gelenks 10 ist kugelgela- beim verstellen der einen Neigungsachse, die andere Nei-gert und an senkrechten Schenkeln 17 an der Messplatte 7 gungsachse in ihrer Neigung und Richtung unbeeinflusst befestigt. und stabil bleibt. Da die einzelnen Bauteile immer kraft-

An der Messplatte 7 sind zwei Wasserwaage-Libellen 18 45 schlüssig miteinander verbunden sind, können Erschütte-und 19 im rechten Winkel zueinander angebracht. Diese rungen beim Transport des Gerätes weder zur Veränderung

Libellen sind mit einer den elektrischen Strom leitenden der eingegebenen Werte noch zur Beschädigung oder Abnüt-

Flüssigkeit gefüllt. In jeder Libelle 18 und 19 befinden sich zung der Bauteile führen. Da das Gelenk 10 seitlich neben elektrische Kontaktstellen zur Bedienung von zwei Strom- der Laser-Rotationsachse angeordnet ist, ist die Laserlichtkreisen. Der Strom der zwei Stromkreise jeder Libelle lässt je so quelle leicht zugänglich und kann problemlos ausgewechselt Libelle einen Elektromotor 20 bzw. 21 vor und rückwärts werden.

1 Blatt Zeichnungen

Claims

672839 PATENTANSPRÜCHE

1. Laserstrahl-Nivelliergerät mit Mitteln zur Erzeugung eines Laserstrahles und mit drehbaren Reflexionsmitteln, mit welchen der senkrecht ankommende Laserstrahl in die Waagerechte umlenkbar und in einer waagerechten Ebene verschwenkbar ist, wobei Mittel zur selbsttätigen Horizontie-rung der Laserebene vorhanden sind und diese Laserebene in zwei Achsen neigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Neigung der Laserebene in zwei rechtwinklig voneinander weisende Achsen (8,9), im Schnittpunkt dieser beiden Achsen ein Gelenk (10) vorhanden ist, das im wesentlichen aus einem horizontal und um die erste Achse (8) angeordneten Mantel (15) besteht, welcher mindestens oben offen ist und in dem ein um die zweite Achse (9) drehbares Mittelstück (16) gelagert ist, wobei der Mantel (15) entweder an einer selbsthorizontierenden Messplatte (7) oder an der Laser-Rotationsachse (6) gelagert ist und umgekehrt das Mittelstück (16) entweder mit der Laser-Rotationsachse (6) oder mit der selbst horizontierenden Messplatte (7) verbunden ist.

2. Laserstrahl-Nivelliergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk-Mittelstück (16) mittels einem Zapfen (14) und einem Zwischenteil (11) mit der Laser-Rotationsachse (6) verbunden ist, wobei der Zapfen

(14) in dem Gelenk-Mittelstück (16) kugelgelagert und dadurch das Gelenk-Mittelstück (16) beschränkt um den Zapfen (14) drehbar ist, indem Löcher (25) im Gelenk Mittelstück (16), durch welche die zweite Achse (9) durch das Gelenk-Mittelstück (16) und den Zapfen (14) hindurchgeführt ist, in ihrem Durchmesser grösser sind, als der Durchmesser der zweiten Achse (9) und somit die am Gelenk-Mit-telstück (16) befestigte erste Achse (8) gegenüber der zweiten Achse (9) beschränkt schwenkbar ist und wodurch die beim Verstellen der Neigung dieser beiden Achsen (8,9) auftretende Verschiebung der Lage der beiden Achsen (8,9) zueinander abgefangen wird.

3. Laserstrahl-Nivelliergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den, dem Gelenk (10) entgegengesetzten Enden der beiden Achsen (8,9), Mittel vorhanden sind, um die Neigung dieser Achsen im Verhältnis zur Ebene der Messplatte (7) zu verändern.

4. Laserstrahl-Nivelliergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel aus je einer an der Messplatte (7) gelagerten Gewindestange (13) bestehen, an der das Achsenende (12) vertikal verfahrbar gelagert ist.

5. Laserstrahl-Nivelliergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laser-Rotationsachse (6) karda-nisch am Geräte-Gehäuse aufgehängt ist.

6. Laserstrahl-Nivelliergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse des Gelenk-Mantels

(15) gleich ist, der Schwenkachse des äusseren beweglichen Kardanringes.

7. Laserstrahl-Nivelliergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gelenk-Mantel (15) kugelgelagert an senkrechten Schenkeln (17) an der Messplatte (7) befestigt ist.