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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft eine Markier- und/oder Nivelliervorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Zum
Projizieren von vertikalen oder horizontalen Markierungen auf Projektionsebenen
ist es bekannt, sogenannte Rotationslaser einzusetzen. Diese umfassen
eine Lichtstrahlquelle (Laserstrahlquelle) sowie eine in einem Rotationskopf
angeordnete, ein Prisma umfassende Optik, wobei durch Rotieren der
Optik der von der Lichtstrahlquelle erzeugte Lichtstrahl rotiert
wird. Damit die so erhaltene Lichtebene, in der der erzeugte Lichtstrahl
rotiert, horizontal oder vertikal ausgerichtet ist, ist die Einheit,
bestehend aus Lichtstrahlquelle und Optik, pendelnd gelagert oder
wird mit Hilfe von Stellmotoren vertikal oder horizontal unter Berücksichtigung
von Informationen eines Lagesensors ausgerichtet. Ebenso sind Rotationslaser
bekannt, bei denen nicht (nur) die Optik, sondern die Lichtstrahlquelle
rotierend angeordnet ist.
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Damit
eine mit einer zuvor beschriebenen Markier- und/oder Nivelliervorrichtung
erzeugte Lichtebene relativ zu einer Referenzmarkierung oder zu
einem Objekt ausgerichtet werden kann, ist es bekannt, dass zusätzlich zu
der vertikalen oder horizontalen Lichtebene ein im Querschnitt punktförmiger Lichtstrahl
erzeugt wird, der senkrecht auf der durch Rotation eines Lichtstrahls
erzeugten Lichtebene steht.
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Hierzu
wird der von der Lichtstrahlquelle erzeugte Lichtstrahl mittels
eines Strahlenteilers aufgeteilt in den rotierten und den senkrecht
auf der Lichtebene stehenden Lichtstrahl. Insbesondere beim Ausrichten
einer vertikalen Lichtebene ist es problematisch, dass der senkrecht
auf der Lichtebene stehende Lichtstrahl mit Abstand zur Gehäuseunterseite der
Markier- und/oder Nivelliervorrichtung und damit mit Abstand zu
dem Boden eines Raumes das Gehäuse
verlässt.
Somit kann die Lichtebene mit Hilfe des senkrecht auf der Lichtebene
stehenden Lichtstrahls nicht unmittelbar an einer Referenzmarkierung
ausgerichtet werden, die auf dem Boden eingezeichnet ist. Daher
wird zum Ausrichten der vertikalen Lichtebene häufig eine sogenannte Messtafel eingesetzt,
die an der Referenzmarkierung angelegt wird und an der der senkrecht
auf der Lichtebene stehende Lichtstrahl und damit die Lichtebene
ausgerichtet werden. Diese Methode ist äußerst fehleranfällig.
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Offenbarung der Erfindung
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Technische Aufgabe
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Markier- und/oder
Nivelliervorrichtung vorzuschlagen, mit der eine durch Rotieren
eines Lichtstrahls erzeugte Lichtebene auf einfache Weise und exakt
relativ zu einer, insbesondere auf dem Boden vorgesehenen, Referenzmarkierung
ausgerichtet werden kann.
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Technische Lösung
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Diese
Aufgabe wird mit einer Markier- und/oder Nivelliervorrichtung mit
den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unter ansprüchen angegeben. In den Rahmen
der Erfindung fallen auch sämtliche Kombinationen
aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder
den Figuren offenbarten Merkmalen.
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Der
Erfindung liegt der Gedanken zugrunde, die Markier- und/oder Nivelliervorrichtung
derart auszubilden, dass mit dieser zusätzlich zu der durch Rotieren
eines Lichtstrahls erzeugten vertikalen oder horizontalen ersten
Lichtebene (erste Lichtfläche) eine
zweite horizontale oder vertikale, vorzugsweise nicht durch Rotieren
eines Lichtstrahls erzeugte, Lichtebene (zweite Lichtfläche) erzeugbar
ist, die unter einem vorgegebenen oder vorgebbaren Winkel, insbesondere
senkrecht, zu der durch Rotieren des Lichtstrahls erzeugten ersten
Lichtebene angeordnet ist, bzw. auf dieser steht. Eine nach dem
Konzept der Erfindung ausgebildete Markier- und/oder Nivelliervorrichtung
ist, insbesondere für
den Anwendungsfall interessant, bei dem durch Rotieren eines Lichtstrahls
eine vertikale Lichtebene erzeugt wird und die zweite Lichtebene,
die senkrecht zu dieser vertikalen ersten Lichtebene verläuft, ebenfalls
eine Vertikalebene ist. Insbesondere bei diesem Anwendungsfall kann
die durch Rotieren des Lichtstrahls erzeugte erste Lichtebene mittels
der zweiten, senkrecht zu dieser verlaufenden, ebenfalls vertikalen
Ebene auf einfache Weise an einer auf dem Boden vorgesehenen Referenzmarkierung
ausgerichtet werden, derart, dass die durch Rotation des Lichtstrahls
erzeugte erste vertikale Lichtebene senkrecht zu der Referenzmarkierung
steht. Hierzu muss lediglich die zweite, vertikale Lichtebene derart
an der, insbesondere linienförmigen,
Referenzmarkierung auf dem Boden ausgerichtet werden, dass die Referenzmarkierung in
bzw. am Rand der zweiten Lichtebene zum Liegen kommt. Aufgrund der
senkrechten Anordnung der zweiten Lichtebene zu der ersten Lichtebene
verläuft in
der Folge (nach dem Ausrichten) die erste, durch Rotation des Lichtstrahls
erzeugte Lichtebene senkrecht zu der am Boden angeordneten Referenzmarkierung.
Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform einer nach dem Konzept
der Erfindung ausgebildeten Markier- und/oder Nivelliervorrichtung, bei
der die erste und/oder die zweite Lichtebene von einem Laserstrahl
aufgespannt werden/wird.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass die
ersten Mittel eine erste Lichtstrahlquelle, insbesondere eine Laserstrahlquelle, vorzugsweise
eine Laserdiode sowie eine rotierend angetriebene erste Optik umfassen,
mit der der von der ersten Lichtstrahlquelle erzeugte Lichtstrahl,
vorzugsweise um 360°,
rotierbar ist. Ferner umfassen die ersten Mittel bevorzugt erste
Ausrichtmittel, mit denen der von der ersten Lichtstrahlquelle erzeugte Lichtstrahl
horizontal oder vertikal ausgerichtet werden kann. Bevorzugt bilden
hierzu die Lichtstrahlquelle und die rotierend, insbesondere mittels
eines Elektromotors angetriebene, erste Optik eine Einheit, die
gemeinsam von den ersten Ausrichtmitteln horizontal bzw. vertikal
ausgerichtet wird. Alternativ ist die Lichtstrahlquelle rotierend
angeordnet und mittels der Ausrichtmittel ausrichtbar.
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Von
besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform,
insbesondere für
den professionellen Einsatz der Markier- und/oder Nivelliervorrichtung,
bei der die ersten Ausrichtmittel mindestens einen Lagesensor umfassen,
mittels dem die Ausrichtung der ersten Lichtstrahlquelle und der
ersten Optik zur Horizontalen oder zur Vertikalen bestimmbar ist,
wobei eine Steuereinheit in Abhängigkeit
der Messwerte des Lagesensors mindestens einen Stellmotor derart ansteuert,
dass dieser die Einheit bestehend aus erster Optik und erster Lichtstrahlquelle
horizontal bzw. vertikal ausrichtet. Alternativ zu dem Vorsehen
eines Lagesensors und eines Stellmotors ist eine Ausführungsform
vorteilhaft realisierbar, bei der die ersten Ausrichtmittel eine
Pendeleinrichtung umfassen, mit der die Einheit aus erster Optik
und erster Lichtstrahlquelle pendelnd aufhängbar ist. Bei Bedarf können auch
separate Ausrichtmittel für
die Lichtquelle und die erste Optik vorgesehen werden. Von besonderem Vorteil
ist die Verwendung eines kardanartig gelagerten Pendels (Kreuzgelenkpendel).
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Es
ist denkbar, zur Ausbildung der ersten Lichtebene und der zweiten
Lichtebene separate Lichtstrahlquellen, insbesondere Laserstrahlquellen, vorzusehen.
Besonders bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, bei der sämtliche
zum Ausbilden der beiden Lichtebenen benötigten Lichtstrahlen von einer
gemeinsamen Lichtstrahlquelle erzeugt werden. Bevorzugt umfassen
die zweiten Mittel zum Erzeugen der zweiten Lichtebene eine zweite
Optik, mit der der von der ersten Lichtstrahlquelle erzeugte Lichtstrahl,
insbesondere ein aus diesem ausgekoppelter Lichtstrahl, querschnittlich
aufgeweitet wird, insbesondere derart, dass ein von der Lichtstrahlquelle
erzeugter, im Querschnitt, zumindest näherungsweise, punktförmiger Lichtstrahl
in einen im Querschnitt linienförmigen
Lichtstrahl aufgeweitet wird. Bevorzugt ist der ersten Optik ein
Strahlenteiler zugeordnet, mit dem der von der ersten Lichtstrahlquelle
erzeugte Lichtstrahl in einen mittels der rotierend angetriebenen
ersten Optik rotierende Lichtstrahl und den von der zweiten Optik
der zweiten Mittel aufgeweiteten Lichtstrahl aufteilbar ist.
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Besonders
zweckmäßig ist
eine Ausführungsform,
bei der die zweite Optik eine Zylinderlinse umfasst, mit Hilfe derer
ein im Querschnitt, zumindest näherungsweise,
punktförmiger,
d. h. keine Lichtebene bzw. Lichtfläche aufspannender, Lichtstrahl
in einen im Querschnitt linienförmigen
und damit eine Lichtebene aufspannenden Lichtstrahl aufweitbar ist.
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Um
Abbildungsfehler zu vermeiden, sollte die zweite Optik horizontal
oder vertikal ausgerichtet werden, um eine horizontale oder vertikale
Lichtebene durch Aufweiten des Querschnitts des von der ersten Lichtstrahlquelle
erzeugten oder aus diesem ausgekoppelten Lichtstrahls zu ermöglichen.
Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die zweite
Optik lagefest in Bezug auf die erste Optik und/oder die erste Lichtstrahlquelle
angeordnet ist, damit die zweite Optik gemeinsam mit der ersten
Optik und/oder gemeinsam mit der ersten Lichtstrahlquelle mit den
ersten Ausrichtmitteln ausrichtbar ist.
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Besonders
bevorzugt ist eine Ausführungsform,
bei der der zweiten Optik separate zweite Ausrichtmittel zugeordnet
sind, mittels derer zumindest Teile der zweiten Optik unabhängig von
der ersten Lichtstrahlquelle und/oder der ersten Optik horizontal oder
vertikal ausrichtbar sind. Diese Ausführungsform ist im Hinblick
auf eine nachträgliche
Erweiterung einer bekannten Rotationslaser-Vorrichtung von Vorteil,
mit der bereits ein senkrecht auf einer durch Rotation erzeugten
Laserebene stehender Laserstrahl erzeugbar ist. Mit Hilfe der zweiten
Mittel bzw. der zweiten Optik wird dieser im Querschnitt, zumindest
näherungsweise,
punktförmige
Laserstrahl derart aufgeweitet, dass ein im Querschnitt linienförmiger,
eine zweite Laserebene (Laserfläche)
aufspannender Laserstrahl erhalten wird.
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Im
Hinblick auf die Ausbildung der zweiten Ausrichtmittel gibt es unterschiedliche
Möglichkeiten. Von
besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform, bei
der die zweiten Ausrichtmittel eine (zweite) Pendeleinrichtung umfassen,
mit der die zweite Optik horizontal bzw. vertikal ausrichtbar ist.
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Um
ein möglichst
schnelles Auspendeln der zweiten Optik zu gewährleisten, ist eine Ausführungsform
bevorzugt, bei der der Pendeleinrichtung für die zweite Optik eine Dämpfungseinrichtung,
beispielsweise eine Wirbelstrombremse, zugeordnet ist.
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Es
liegt im Rahmen der Erfindung, die zweiten Mittel dauerhaft in die
Markier- und/oder Nivelliervorrichtung zu integrieren. Im Hinblick
auf eine Erweiterbarkeit bekannter Rotationslaservorrichtungen ist jedoch
eine Ausführungsform
bevorzugt, bei der Mittel zum lösbaren.
Befestigen der zweiten Mittel, insbesondere an einem Gehäuse der
Markier- und/oder Nivelliervorrichtung,
vorgesehen sind. Dabei sind diese Mittel bevorzugt den zweiten Mitteln
zugeordnet.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
sowie anhand der Zeichnungen.
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Diese
zeigen in:
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1 eine
schematische Darstellung einer Markier- und/oder Nivelliervorrichtung zum Erzeugen zweier
senkrecht zueinander verlaufender vertikaler und/oder horizontaler
Lichtebenen (Lichtflächen)
und
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2 eine
vergrößerte schematische
Darstellung der Markier- und/oder Nivelliervorrichtung gemäß 1.
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Ausführungsform der Erfindung
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In
den Figuren sind gleiche Bauteile und Bauteile mit der gleichen
Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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In 1 ist
eine Markier- und/oder Nivelliervorrichtung 1 gezeigt.
Diese umfasst erste Mittel 2 zum Erzeugen einer ersten
vertikalen Lichtebene E1 (erste Laserebene, erste Laserfläche) durch
Rotieren eines Lichtstrahls 3. Die ersten Mittel 2 umfassen
einen mittels eines nicht gezeigten Elektromotors rotierbar angetriebenen
Rotationskopf, in dem eine an sich bekannte, ein Prisma umfassende
erste Optik angeordnet ist, mit Hilfe derer ein von einer nicht
gezeigten Lichtstrahlquelle (Laserstrahlquelle) erzeugter Lichtstrahl 3 um
90° umlenkbar
ist, der durch Rotation des Prismas bzw. des Rotationskopfes 4 die Lichtebene
E1 erzeugt. Entlang dieser Lichtebene E1 kann beispielsweise eine
aufzustellende Wand orientiert werden. Damit die aufzustellende
Wand senkrecht zu einer linienförmigen
Referenzmarkie rung 5, die auf einem Boden 6 eines
Raumes aufgebracht ist, ausgerichtet werden kann, weist die Markier- und/oder
Nivelliervorrichtung 1 zweite Mittel 7 zum Erzeugen
einer zweiten Lichtebene E2 (zweite Laserebene, zweite Laserfläche) auf,
die eine Vertikalebene ist und die senkrecht auf der ersten Lichtebene
E1 steht. Dadurch, dass die Markier- und/oder Nivelliervorrichtung 1 derart
verstellt (ausgerichtet) wird, dass die Referenzmarkierung 5 die
Ebene E2 begrenzt, ist in der Folge die erste Lichtebene E1 senkrecht
zur Referenzmarkierung 5 ausgerichtet. Wie aus 1 zu
erkennen ist, ist die zweite Lichtebene E2 von zwei unter einem
Winkel α von
in diesem Ausführungsbeispiel
etwa 70° zueinander
verlaufenden Grenzstrahlen 8, 9 begrenzt, wobei
der in der Zeichnungsebene untere Grenzstrahl 9 nach Auftreffen
auf dem Boden 6, entlang des Bodens 6 verläuft.
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In 2 sind
weitere Details der Markier- und/oder Nivelliervorrichtung 1 gezeigt.
Diese umfasst ein Gehäuse 10,
in dem eine erste Lichtstrahlquelle (nicht gezeigt) angeordnet ist.
Die erste Lichtstrahlquelle ist zusammen mit dem Rotationskopf 4 und
der darin angeordneten ersten Optik pendelnd relativ zu dem Gehäuse 10 gelagert.
Alternativ ist eine horizontale oder vertikale Ausrichtung des Rotationskopfes 4 zusammen
mit der ersten Optik und der Lichtstrahlquelle realisierbar. Ebenso
ist eine rotierbare Anordnung der Lichtstrahlquelle realisierbar. Von
der ersten Lichtstrahlquelle wird ein Lichtstrahl erzeugt, der mittels
eines Strahlenteilers (nicht gezeigt) aufgeteilt wird in den rotierend
angetriebenen Lichtstrahl 3, durch dessen Rotation die
erste Lichtebene E1 erzeugt wird und einen weiteren Lichtstrahl 11,
der sich senkrecht zur ersten Lichtebene E1 erstreckt und der den
Rotationskopf 4 stirn seitig verlässt. Insoweit ist die Markier-
und/oder Nivelliervorrichtung 1 bekannt.
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Um
die Lichtebene E2 zu erzeugen, wird der Lichtstrahl 11 genutzt.
Dieser im Querschnitt, zumindest näherungsweise, punktförmige bzw.
kreisförmige
Lichtstrahl 11 wird mit Hilfe einer zweiten Optik 12 der
zweiten Mittel 7 aufgeweitet, so dass er im Querschnitt
linienförmig
ist, wodurch die entlang des Bodens 6 verlaufende, von
den Grenzstrahlen 8, 9 begrenzte Lichtebene E2
gebildet wird.
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Um
Abbildungsfehler zu vermeiden, ist die eine Zylinderlinse 13 umfassende
zweite Optik 12 horizontal mit Hilfe von zweiten Ausrichtmitteln 14 ausrichtbar.
Die zweiten Ausrichtmittel 14 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel
schematisch als zweite Pendeleinrichtung 15 ausgebildet,
die lösbar
an dem Gehäuse 10 festlegbar
ist. Durch die lösbar
befestigbare Ausbildung der zweiten Pendelvorrichtung 15 sind
an sich bekannte Markier- und/oder Nivelliervorrichtungen, mit denen
durch Rotation eines Laserstrahls 3 eine Lichtebene E1
sowie ein senkrecht auf dieser Lichtebene E1 stehender Lichtstrahl
erzeugbar ist, mit den zweiten Mitteln 7 nachrüstbar.