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Verwandte
Anmeldung
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Diese
Anmeldung beansprucht Priorität
hinsichtlich der chinesischen Anmeldung Nr. 200520073176.6, welche
am 30. Juni 2005 eingereicht wurde.
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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Laser-Nivelliergerät, welches
einen fächerförmigen Laserstrahl
erzeugen kann und diesen auf eine Objektoberfläche zur Bildung einer Laserlinie
als einer Orientierungs-Referenzlinie, angepasst für sonstige
Arbeitsschritte, projizieren kann.
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Hintergrund
der Erfindung
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In
einer Vielzahl von Gebieten, wie bei der Errichtung von Gebäuden, der
Hausdekoration, ist es gut bekannt, dass ein Laser-Nivelliergerät verwendet wird,
um einen Strahl von Laserlicht zu erzeugen und auf eine Objektoberfläche zu projizieren,
um eine Orientierungs-Referenzlinie zu bilden, die für andere
Arbeitsschritte geeignet ist.
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Mit
der fortwährenden
Entwicklung der Laser-Nivellier-Technologie, kann das Laser-Nivelliergerät nicht
nur die Laserlinie auf eine vertikale Objektoberfläche zur
Bildung einer Referenzlinie in vertikaler oder horizontaler Richtung
projizieren, sondern kann die Laserlinie auch rotieren. Allerdings
besitzt das herkömmliche
Laser-Nivelliergerät
mit rotierbarer Laserlinie noch einige Nachteile, welche gelöst werden
müssen.
Zum Beispiel hat die chinesische Patentveröffentlichung Nummer CN 2588326Y
ein Laser-Nivelliergerät
offen bart, mit welchem die auf die vertikale Objektoberfläche projizierte
Laserlinie in einem Bereich von 0° bis
90° rotiert
werden kann und nur in zwei Positionen, d. h. 0° und 90°, gestoppt werden kann. Derartige
Laser-Nivelliergeräte
besitzen daher eine eingeschränkte
Anwendbarkeit.
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Zusammenfassung der Erfinduna
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Laser-Nivelliergerät bereitzustellen,
welches eine Laserlinie auf eine vertikale Objektoberfläche in jedweder
Winkelposition in einem Bereich eines vorbestimmten Winkels erzeugen
kann, so dass Anforderungen hinsichtlich einer Position der Laserlinie
in einem bestimmten Winkel erfüllt
werden.
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Ein
anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Laser-Nivelliergerät bereitzustellen,
welches einen Winkelwert der Laserlinie zur horizontalen oder vertikalen
Richtung direkt anzeigen kann, so dass der Fehler, der durch eine
Fehlablesung seitens des Anwenders erzeugt wird, verringert wird.
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Um
die oben erwähnten
Ziele zu erreichen, schließt
ein Laser-Nivelliergerät
gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Gehäuse
und ein Laser-erzeugendes Modul ein, welches über eine Wellen-Anschluss-Struktur
mit dem Gehäuse
verbunden ist, wobei eine Achse davon senkrecht zur vertikalen Objektoberfläche ist,
zur Erzeugung eines fächerförmigen Strahls
von Laserlicht auf einer vertikalen Objektoberfläche, um darauf eine Laserlinie
zu bilden. Das Laser-Nivelliergerät schließt ferner ein elektronisches
Neigungsmessermodul, welches innerhalb des Gehäuses vorgesehen und relativ
zum Lasererzeugenden Modul fixiert ist, und ein elektronisches Anzeigemodul
zum Anzeigen des Winkels der Laserlinie, die um die Achse von einer
Startlinie aus rotiert ist, ein. Mit dieser Struktur kann der Anwender
den Winkel der Laserlinie, welche von der Startlinie aus rotiert
ist, ablesen, um die Laserlinie bequem und rasch in einer gewünschten
Winkelposition einzustellen.
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Als
eine Verbesserung des Laser-Nivelliergeräts gemäß der vorliegenden Erfindung
kann das elektronische Anzeigemodul ein Flüssigkristall-Anzeigemodul (LCD)
oder ein Anzeigemodul mit einer Anordnung von Leuchtdioden (LED)
sein.
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Als
eine weitere Verbesserung des Laser-Nivelliergeräts gemäß der vorliegenden Erfindung,
wird der von dem elektronischen Neigungsmessermodul gemessene Winkelwert
direkt mittels des elektronischen Anzeigemoduls in einer numerischen
Weise angezeigt, ohne Ablesung seitens des Anwenders, so dass der
Fehler eliminiert wird, welcher von der Fehlablesung verursacht
wird, und somit die Messungs-Richtigkeit verbessert wird.
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Das
elektronische Neigungsmessermodul besitzt eine Schiefstellungs-Mess-Referenzachse. Als
eine weitere Verbesserung des Laser-Nivelliergeräts gemäß der vorliegenden Erfindung,
ist, wenn das elektrische Neigungsmessermodul in einem Nullwinkel-Zustand
vorliegt, die Schiefstellungs-Mess-Referenzachse in einer horizontalen
Position oder einer vertikalen Position in einer Ebene, parallel
zur vertikalen Objektoberfläche.
Auf diese Weise ist der von dem elektronischen Neigungsmessermodul
gemessene Winkel der Winkel relativ zur horizontalen oder vertikalen
Position.
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Als
eine weitere Verbesserung des Laser-Nivelliergeräts gemäß der vorliegenden Erfindung
besitzt das Gehäuse
des Laser-Nivelliergeräts
wenigstens einen Bereich, montiert auf einer Oberfläche, zur Platzierung,
und ist mit dem elektronischen Anzeigemodul verbunden, um zu verhindern,
dass sich das elektronische Anzeigemodul bezüglich der Rotation des Laser-erzeugenden
Moduls bewegt. Während der
Rotation des Laser-erzeugenden Moduls kann der Anwender daher den
Wert, welcher auf dem Anzeigemodul angezeigt wird, stets bequem
beobachten.
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Die
anderen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
unter Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung im Zusammenhang
mit begleitenden Zeichnungen deutlich verstanden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
beiliegenden Zeichnungen zeigen eine bevorzugte Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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1 ist
eine perspektivische schematische Ansicht eines Laser-Nivelliergeräts gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine schematische Ansicht, welche die Innenstruktur des Laser-Nivelliergeräts von 1 abbildet;
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3 ist
eine schematische Ansicht, welche die Wellen-Anschluss-Struktur zwischen einem oberen
Gehäuse
und einem unteren Gehäuse
des Laser-Nivelliergeräts
von 1 abbildet;
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4a–4c sind
schematische Ansichten, welche die Anschlussbeziehung zwischen einem Laser-erzeugenden
Modul und einem elektronischen Neigungsmessermodul des Laser-Nivelliergeräts von 1 darstellen;
und
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5 ist
eine schematische Ansicht, welche wechselnde Positionen des Laser-Nivelliergeräts während des
Betriebsablaufs darstellt.
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Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Unter
Bezugnahme auf die 1, 2 und 3 wird
ein Laser-Nivelliergerät 1 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung präsentiert.
Das Laser-Nivelliergerät 1 schließt ein Gehäuse 20,
ein Lasererzeugendes Modul 31, ein elektronisches Neigungsmessermodul 32,
ein elektronisches Anzeigemodul 33 ein. In der bevorzugten
Ausführungsform
weist das Gehäuse 20 ein unteres
Gehäuse,
aufgebaut aus einem oberen Abschnitt 211 und einem unteren
Abschnitt 212, und ein oberes Gehäuse, aufgebaut aus einem linken Halb-Abschnitt 221 und
einem rechten Halb-Abschnitt 222,
auf. Das Laser-Nivelliergerät 1 schließt ferner
eine Leistungsversorgung (nicht gezeigt), die in einer geeigneten
Position des oberen Gehäuses oder
des unteren Gehäuses
geeignet angeordnet ist, und einen Schalter 241, der in
dem Loch 202 auf der Rückseite
des oberen Gehäuses
bereitgestellt wird, ein.
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Der
untere Abschnitt 212 des unteren Gehäuses besitzt eine Bodenfläche 213.
Es wird bevorzugt, dass gewisse Befestigungseinrichtungen (nicht gezeigt),
zum Beispiel Befestigungsstifte, Klebestreifen, Magnete usw., an
der Bodenfläche 213 vorgesehen
oder zusätzlich
daran angebracht sein können, um
das Gehäuse 20 auf
einer Oberfläche 110 zu
halten, auf welcher es platziert werden soll. Das U.S.-Patent Nr.
5 063 679 und die U.S.-Veröffentlichung
Nr. 2004/0 187 327A1 und 2004/0 123 473A1 haben eine derartige Art
von Befestigungseinrichtungen ausführlich offenbart. Ein kreisförmiges Loch 214 mit
einer Mittelachse Z ist im oberen Abschnitt 211 des unteren
Gehäuses
ausgeformt. Ein ringförmiger hervorstehender
Bereich 215, der koaxial mit dem kreisförmigen Loch 214 ist
und einen Innenradius besitzt, identisch zum Radius des kreisförmigen Lochs 214,
ist auf der Bodenfläche
des oberen Abschnitts 211 des unteren Gehäuses vorgesehen.
Eine ringförmige
Rille 216 ist in der Außenumfangsfläche des ringförmigen hervorstehenden
Bereichs 215 geformt.
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Beide
der Vorderoberflächen
des linken Abschnitts 221 und des rechten Abschnitts 222 des
oberen Gehäuses
besitzen eine Aussparung unter Bildung einer Öffnung 201 in der
Vorderoberfläche
des oberen Gehäuses.
Der Boden des rechten Abschnitts 222 des oberen Gehäuses besitzt
einen halbringförmigen
Vorsprung 224 mit einer äußeren radialen Größe, welche
ungefähr
identisch mit dem Radius des kreisförmigen Lochs 214 im
oberen Abschnitt 211 des unteren Gehäuses ist. Die Innenumfangsfläche des
halbringförmigen
Vorsprungs 224 besitzt eine Rille 225 darauf.
In der entsprechenden Position besitzt der Boden des linken Abschnitts 221 des
oberen Gehäuses
einen identischen halbringförmigen
Vorsprung (nicht gezeigt) in dieser Art, um einen ringförmigen hervorstehenden
Bereich auf dem Boden des oberen Gehäuses zu bilden. Der ringförmige hervorstehende
Bereich des oberen Gehäuses ist
in dem kreisförmigen
Loch 214 des oberen Abschnitts 211 des unteren
Gehäuses
angeordnet, um eine solche Wellen-Anschluss-Struktur zu bilden, dass
dem oberen Gehäuse
ermöglicht
wird, um die Achse Z relativ zum unteren Gehäuse zu rotieren. Mindestens
eine U-förmige
elastische Klammer (nicht gezeigt) ist vorgesehen, wobei ein Ende
davon in die Rille 225 in der Innenumfangsfläche des
ringförmigen
Vorsprungbereichs des oberen Gehäuses eingeschnappt
ist, und ein anderes Ende davon in der Rille 216 der Außenumfangsfläche des
ringförmig
hervorstehenden Bereichs 215 des unteren Gehäuses eingeschnappt
ist, so dass verhindert wird, dass sich das obere Gehäuse von
dem unteren Gehäuse
ablöst.
Darüber
hinaus kann, mittels der Reibung, welche zwischen der elastischen
Klammer und den Rillen verursacht wird, das obere Gehäuse bei willkürlichen
Positionen relativ zum unteren Gehäuse angehalten werden. Der
Fachmann auf dem Gebiet wird es richtig einschätzen, dass diese Art von Wellen-Anschluss-Struktur
mittels anderer Typen ausgeführt
sein könnte.
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Das
Laser-erzeugende Modul 31 schließt ein Gehäuse 311, einen Lasergenerator
(nicht gezeigt) innerhalb des Gehäuses 311 und mindestens
ein optisches Element (nicht gezeigt) innerhalb oder außerhalb
des Gehäuses 311 ein.
Der Lasergenerator erzeugt einen Laserstrahl, welcher einen fächerför migen Strahl
von Laserlicht 312 mittels der Wirkung des optischen Elements
ausbildet. In dieser bevorzugten Ausführungsform ist die Oberfläche 110,
auf welcher das Laser-Nivelliergerät 1 platziert wird,
eine vertikale Objektoberfläche 110', senkrecht
zur Mittelachse Z des kreisförmigen
Lochs 214. Der fächerförmige Strahl
des Lasers 312, erzeugt von dem Laser-erzeugenden Modul 31,
läuft durch
die Öffnung 201 in
der Vorderoberfläche
des oberen Gehäuses
und projiziert auf die vertikale Objektoberfläche 110', um darauf eine Laserlinie 313 zu
bilden. Ein Verbindungselement 23 mit einem Loch 231,
ausgeformt zum Aufnehmen eines Gehäuses 311 des Lasererzeugenden Moduls 31,
ist innerhalb des oberen Gehäuses
vorgesehen. Mit der oben erwähnten
Struktur wird, während
das obere Gehäuse
um die Achse Z relativ zum unteren Gehäuse rotiert wird, das Laser-erzeugende Modul 31 zum
Rotieren um die Achse Z herum angetrieben, so dass die Laserlinie 313,
welche auf der vertikalen Objektoberfläche 110' gebildet wird, ebenfalls um die
Achse Z rotiert wird.
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Das
elektronische Neigungsmessermodul 32 könnte gewählt werden unter den Neigungsmessern vom
Massiv-Pendel-Typ (unter Bezugnahme auf das chinesische Patent Nr.
00223002.x, U.S.-Patent Nr. 3 691 850), Heißluft-Massenkonvektions-Neigungsmetern (unter
Bezugnahme auf das chinesische Patent Nr. 92100599.7 und U.S.-Patent
Nr. 5 581 034) oder den Flüssigkeits-Typ-Neigungsmessern
(unter Bezugnahme auf das chinesische Patent Nr. 86100001 und U.S.-Patent
Nr. 4 676 103). Wie in den 4a–4c gezeigt,
besitzt das elektronische Neigungsmessermodul 32 eine Schiefstellungs-Mess-Referenzachse 321.
Im Allgemeinen wird der Zustand der Schiefstellungs-Mess-Referenzachse 321,
welche in der horizontalen Position vorliegt, als der Nullwinkel-Zustand
des elektronischen Neigungsmessermoduls 32 eingestellt.
Wenn die Schiefstellungs-Mess-Referenzachse 321 von der horizontalen
Position abweicht, ist der von dem elektronischen Neigungsmessermodul 32 gemessene Winkel
ein Winkel β der
Schiefstellungs-Mess-Referenzachse 321 in
Bezug auf die horizontale Position. Diese Art der elektronischen
Neigungsmessermodule ermöglicht,
die Schiefstellung in ei nem Bereich von 0° bis 90° kontinuierlich zu messen, und
manche elektronischen Neigungsmessermodule sind sogar in der Lage,
die Schiefstellung in einem Bereich von 0° bis 360° zu messen. Selbstverständlich könnte auch der
Zustand der Schiefstellungs-Mess-Referenzachse 321, welche
in der vertikalen Position vorliegt, als der Nullwinkel-Zustand
des elektronischen Neigungsmessermoduls 32 eingestellt
werden.
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Das
Verbindungselement 23 besitzt ferner eine Ebene 232,
welche parallel zur vertikalen Objektoberfläche 110' ist, und auf welcher das elektronische
Neigungsmessermodul 32 angebracht ist, um mit dem Laser-erzeugenden
Modul 31 rotiert zu werden. Vorzugsweise ist die Schiefstellungs-Mess-Referenzachse 321 des
elektronischen Neigungsmessermoduls 32 parallel zur Laserlinie 313.
Wenn das Laser-Nivelliergerät 1 an
der vertikalen Objektoberfläche
angebracht wird, ist in dieser Weise der von dem elektronischen
Neigungsmessermodul 32 gemessene Winkel der Winkel der
Laserlinie 313 bezüglich
des Horizonts.
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Das
elektronische Anzeigemodul 33 ist ein Flüssigkristall-Anzeigemodul
(LCD) oder ein Leuchtdiodenanordnung-Anzeigemodul (LED), welches
an dem hervorstehenden Bereich 215 des oberen Abschnitts 211 des
unteren Gehäuses
befestigt ist. Während
des Vorgangs, dass die Laserlinie 313 um die Achsen Z rotiert,
bewegt sich somit das elektronische Anzeigemodul 33 nicht
zusammen mit der Laserlinie 313, so dass der Anwender stets
bequem den gemessenen Winkel der Laserlinie in Bezug auf den Horizont
betrachten kann. Das elektronische Neigungsmessermodul 32 ist
elektrisch mit dem elektronischen Anzeigemodul 33 mit der
Leitung (nicht gezeigt) verbunden, welche durch das Loch 214 verläuft. Es
wird bevorzugt, dass ein Stopperelement zwischen dem ringförmigen Vorsprung
des oberen Gehäuses
und dem Loch 214 oder dem hervorstehenden Bereich 215 des
unteren Gehäuses
bereitgestellt ist, um die Bewegung des Laser-erzeugenden Moduls 31 relativ
zum unteren Gehäuse
innerhalb eines gewissen Bereichs einzugrenzen, z. B. 180° oder 360°, so dass
verhindert wird, dass die Leitung beschä digt wird. Der Winkelwert,
welcher von dem elektronischen Neigungsmessermodul 32 gemessen wird,
wird auf dem elektronischen Anzeigemodul 33 in numerischer
Weise angezeigt. Im Vergleich zu anderen Anzeigearten, beispielsweise
der ringförmigen Ziffernblatt-Anzeigeart,
wird der Winkelwert direkt in numerischer Weise angezeigt, wobei
das LCD oder LED den gemessenen Winkel direkt ohne Ablesen durch
den Anwender zeigen kann. Daher ist das Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung
für Anwender bequem
und kann den durch Fehlablesung künstlich erzeugten Fehler eliminieren.
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Wie
gezeigt in der 5, kann ein Anwender, während des
Betriebs, das Laser-Nivelliergerät 1 auf
der Oberfläche 110,
zur Platzierung, montieren, und das obere Gehäuse rotieren, welches mit dem Laser-erzeugenden
Modul 31 und dem elektronischen Neigungsmessermodul 32 ausgestattet
ist. Der Wert eines Winkels der Laserlinie 313, welche auf
die vertikale Objektoberfläche 110' projiziert
wird, in Bezug auf den Horizont wird dann auf dem elektronischen
Anzeigemodul, welches am unteren Gehäuse angebracht ist, angezeigt.
Dann kann der Anwender die Laserlinie 313 bequem und rasch
in jedweder Winkelposition einstellen.
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Vom
Fachmann auf dem Gebiet wird es ohne Weiteres verstanden werden,
dass das Laser-erzeugende Modul und das elektronische Neigungsmessermodul
auch direkt an dem Gehäuse
durch eine Wellen-Anschluss-Struktur angebracht sein könnten. Weiterhin
wird der Fachmann auf dem Gebiet erkennen, dass das Laser-Nivelliergerät gemäß der vorliegenden
Erfindung auch auf eine horizontale Platzierungsebene gesetzt werden
könnte,
wobei der fächerförmige Strahl
der Laserlinie, erzeugt von dem Laser-erzeugenden Modul, auf eine
vertikale Objektoberfläche
projiziert werden wird, um eine rotierbare Laserlinie zu bilden.
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Was
im Zusammenhang mit den bevorzugten Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde,
ist nicht zur Einschränkung
des Umfangs der vorliegenden Erfindung beabsichtigt, sondern zum Erklären und
Darstellen des Konzepts und des Prinzips der Erfindung. Es ist offensichtlich,
dass bestimmte Änderungen
und Modifikationen, zusätzlich zu
denjenigen, die oben erwähnt
wurden, vom Fachmann auf dem Gebiet konzipiert werden können, ohne
vom Sinn und Umfang abzuweichen, welcher oben skizzenartig beschrieben
wurde. Folglich wird es beabsichtigt, dass die Erfindung von den
beiliegenden Patentansprüchen
definiert wird.
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Wenn
das Laser-Nivelliergerät
gemäß der vorliegenden
Erfindung mit herkömmlichen
Geräten verglichen
wird, kann die rotierbare Laserlinie gemäß der vorliegenden Erfindung
die Orientierung bzw. Ausrichtung genauer und bequemer machen. Insbesondere
kann, durch Verwendung des elektronischen Neigungsmessermoduls und
des elektronischen Anzeigemoduls, eine kompakte Ausführung des
Laser-Nivelliergeräts
erreicht werden, und zwar speziell zur Herstellung als ein tragbares
Gerät.