DE4133381C2

DE4133381C2 -

Info

Publication number: DE4133381C2
Application number: DE4133381A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Heerbrugg Ch Piske; Martin Widnau Ch Koeppel
Original assignee: Leica Heerbrugg AG
Current assignee: Leica Geosystems AG
Priority date: 1991-10-09
Filing date: 1991-10-09
Publication date: 1993-08-05
Also published as: JPH05240645A; DE4133381A1; US5331395A; SE512701C2; SE9202944L; SE9202944D0

Description

Die Erfindung betrifft ein Laser-Nivellier gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Laser-Nivelliere senden einen horizontalen oder vertikal rotierenden Meßstrahl aus, der von einem fotoelektrischen Empfänger detektiert wird. Der rotierende Laserstrahl definiert dabei eine Bezugsebene. Sobald sich der Empfänger in der Bezugsebene befindet, zeigt der Empfänger dies durch optische und/oder akustische Signale an.

Derartige Laser-Nivellier können auch mit einem im sichtbaren Bereich liegenden Laserstrahl verwendet werden, so daß die projizierte Horizontal- oder Vertikalebene ohne zusätzliche Mittel sichtbar ist.

Aus der DE-OS 24 46 800 ist eine Nivelliereinrichtung bekannt, bei dem in einer Richtlatte ein Laser angeordnet ist. Über eine in der Richtlatte vorgesehene Spiegelanordnung werden zwei senkrecht zueinander stehende Strahlenbündel erzeugt.

Die DE-AS 26 07 280 beschreibt ein Laser-Leitstrahlgerät, in dem ein eingebauter Laser mit einer nachgeordneten Strahl-Umlenk einrichtung angeordnet ist. Die Umlenkeinrichtung weist ein Prisma auf und ist über einen Hebelmechanismus aus dem Strahlengang schwenkbar gelagert. Eine nachgeordnete Zylinderlinse weitet den Laserstrahl für ein extern angeordnetes Empfangsgerät auf.

Aus der DE-OS 38 27 459 ist eine Einrichtung zur Erzeugung eines orthogonalen Meßnetzes bekannt. In einem separaten Gerät ist ein Laserstrahl angeordnet, dessen Licht auf extern vorgesehenes Gerät mit einem rotierendes Pentaprisma gelenkt wird. Über das Pentaprisma wird so eine senkrecht zum Laserstrahl angeordnete Durchstoßebene erzeugt. Diese Ebene wird von weiteren Geräten mit Umlenkprismen genutzt, um den Laserstrahl senkrecht zur Duchstoßebene abzulenken und so ein Netz von senkrecht zueinander stehenden Strahlen zu erzeugen.

Ein Laser-Nivellier, das wahlweise einen horizontalen oder vertikal rotierenden Meßstrahl aussendet und dabei eine horizontale oder vertikale Bezugsebene erzeugt, ist aus der CH-PS 6 74 573 bekannt. Dieses Nivellier weist einen in seiner Basis und in seiner Stehachse angeordneten Laser auf, dessen Strahl über ein im Nivellierkopf angeordnetes, rotierendes Umlenkprisma geführt wird. Dabei wird eine horizontale Bezugsebene erzeugt. Bei diesem bekannten Laser-Nivellier kann der Nivellierkopf außerdem rechtwinklig von der Basis abgeklappt werden. Über einen zusätzlichen Adapter mit einem feststehenden Prisma wird der aus der Basis austretende Laserstrahl auf das rotierende Prisma umgelenkt. In diesem Fall wird eine vertikale Bezugsebene erzeugt.

Derartige vertikale Bezugsebenen werden vor allem bei einem Einsatz des Nivelliers im Bauwesen zum Ausrichten von Wandelementen. Fassaden strukturen oder dergleichen gebraucht. Diese Aufgabenstellung kann mit dem Laser-Nivellier aus der o.a. CH-PS 6 74 573 gelöst werden.

Darüber hinaus gibt es auch Anwendungen für ein derartiges Laser- Nevellier, bei dem diese vertikale Bezugsebene rechtwinklig auf eine bestehende Wand bzw. entlang einer Fluchtlinie ausgerichtet werden muß. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn ein Raum durch Wandelemente in einzelne Räume unterteilt werden soll. Derartige Auf gabenstellungen können mit dem Laser-Nivellier aus der CH-PS 6 74 573 nur zeitaufwendig und damit umständlich gelöst werden.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ausgehend von dem bekannten Laser-Nivellier gemäß der CH-PS 6 74 573 eine zusätzliche Einrichtung zu schaffen, die es erlaubt, derartige vertikale Bezugsebenen mit einfachen Mitteln auch auf eine senkrecht dazu angeordnete Fluchtline auszurichten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch diese Maßnahmen kann das Nivellier während des Meßvorgangs auf seiner Basis, also auf einem Sockel oder auf einem Stativ, un verändert sowohl für horizontale als auch für vertikale Nivellier vorgänge stehen bleiben, wobei zusätzlich die Vertikalebene recht winklig zu einer Fluchtline ausgerichtet werden kann. Im Bauwesen kann mit einer derartigen Anordnung auch besonders einfach ein rechter Winkel abgesteckt werden.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe der schematischen Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 das Laser-Nivellier zum Horizontalnivellieren,

Fig. 2 das gleiche Instrument mit um 90 Grad geschwenktem Kopf und eingesetztem Adapter zum Vertikal nivellieren,

Fig. 3 das Laser-Nivellier gemäß Fig. 2 mit einem Tripelprisma im Strahlengang.

Die Fig. 1 zeigt ein Laser-Nivellier, mit einer Basis 1 und einem Gerätekopf 3. Das Laser-Nivellier ist auf einem Dreifuß 17 zum lotrechten Ausrichten des gesamten Instruments über einem de finierten Bodenpunkt montiert. In der Basis 1 des Instruments be findet sich eine kollimierte Laserlichtquelle 5 eines vertikal, also in der Z-Achse verlaufenden Laserstrahls 6. Dieser Laser strahl 6 wird von einem motorgetriebenen, um die Z-Achse ro tierenden Pentaprisma 2 (vgl. Doppelpfeil), in einen rotierenden Strahl umgesetzt, welcher dadurch eine horizontale Bezugsebene definiert. Der Motorantrieb 8 für das Prisma 2 befindet sich im Instrumentenkopf 3 und ist nicht näher dargestellt. Der Instru mentenkopf 3 ist mit der Basis 1 über ein Scharnier 4 verbunden.

Fig. 2 zeigt das gleiche Instrument, bei welchem der Kopf 3 um 90° um das Scharnier 4 geschwenkt ist. Dabei befindet sich die Dreh achse für das rotierende Prisma 2 nicht mehr in der Z-Achse, sondern um 90° versetzt (vgl. Doppelpfeil). Der vertikal aus der Basis 1 des Instruments austretende Laserstrahl 6 wird durch einen aufgesetzten Adapter 10 auf das rotierende Prisma 2 im Instru mentenkopf 3 umgelenkt. Dazu ist der Adapter 10 mit einem Umlenk prisma 11 (Umlenkwinkel 90°) ausgestattet. In dieser Konfiguration eignet sich das Instrument zur Markierung einer vertikalen Bezugs ebene 9. Ferner weist der Adapter 10 eine drehbar gelagerte Achse 7 auf, an deren einem Ende ein Tripelprisma 12 angeordnet ist. Am anderen Ende dieser Achse 7 ist ein Drehhebel 13 vorgesehen, über den die Achse 7 um 90° gedreht und somit das Tripelprisma 12 hinter dem Umlenkprisma 11 in Wirkstellung gebracht werden kann. Zum ungehinderten Lichtdurchtritt für beide Stellungen des Tripel prismas 12 weist die Achse 7, vier jeweils unter 90° angeordnete Bohrungen 14 auf.

Die Fig. 3 zeigt das Instrument gemäß der Fig. 2 mit dem in Wirkstellung gebrachten Tripelprisma 12. Der von der Laserdiode 5 ausgehende Laserstrahl 6 wird vom Umlenkprisma 11 in das einge schwenkte Tripelprisma 12 gelenkt. Dort wird der Strahl 6 parallel versetzt und durch die in ihrem Innern hohl ausgebildete Achse 7 reflektiert. Dadurch wird der Laserstrahl 6 senkrecht zu der ver tikalen Bezugsebene g abgelenkt und tritt rechtwinklig zu der ver tikalen Bezugsebene g (vgl. Fig. 2) aus dem Laser-Nivellier aus. Das Laser-Nivellier wird jetzt mit dieser Fluchtlinie 15 auf eine vorgegebene Linie bzw. vorgegebene Punkte ausgerichtet. Durch er neutes Umlegen des Drehhebels 13 wird das Tripelprisma 12 aus dem Strahlengang 6 ausgeschwenkt. Der Laserstrahl 6 trifft nun wieder auf das rotierende Prisma 2 und erzeugt senkrecht zu der Flucht linie 15 eine vertikale Bezugsebene 9.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen eine Laserdiode zu verwenden, welche Licht im sichtbaren Bereich emittiert. Selbstverständlich können auch Infrarot-Laserdioden eingesetzt werden. Dazu muß zu sätzlich ein geeigneter Empfänger vorhanden sein.

Je nach Ausgangsleistung der Laserdiode 5 kann es notwendig werden, die Wellenlänge des austretenden Laserlichts zu begrenzen. Dazu ist eine Sperrschicht 16 auf dem Tripelprisma 12 vorgesehen, die Wellenlängen oberhalb von 700 nm absorbiert bzw. reflektiert. Diese Sperrschicht 16 kann selbstverständlich auch am Umlenkprisma 11 vorgesehen sein.

In allen Ausführungsbeispielen sind Prismen dargestellt und beschrieben. Diese können aber auch gegen Spiegel ausgetauscht werden, ohne daß dabei die Funktion des beschriebenen Laser- Nivellier eingeschränkt wird.

Claims

1. Einrichtung zum Ausrichten eines Laser-Nivellier entlang einer Fluchtlinie (15), in dessen Instrumentenbasis (1) eine Laserlicht quelle (5) angeordnet ist und das einen um 90° klappbaren Instru mentenkopf (3) mit einem darin angeordneten rotierenden Prisma (2) zur Erzeugung einer Vertikalebene (9) aufweist, wobei bei geklapptem Instrumentenkopf (3) ein Adapter (10) mit einem Prisma (11) zum Umlenken des Laserstrahls (6) aus der Basis (1) auf das rotierende Umlenkprisma (2) im Kopf (3) des Instrumentes vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter (10) zusätzlich ein in den Laser strahlengang (6) einbringbares Tripelprisma (12) aufweist, welches den aus der Basis (1) kommenden Laserstrahl (6) senkrecht zur erzeugten Vertikalebene (9) ablenkt und in die Fluchtlinie (15) projiziert.

2. Einrichtung zum Ausrichten eines Laser-Nivellier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tripelprisma (12) an einer drehbar gelagerten Achse (7) befestigt und über einen Drehhebel (13) in den Laser-Strahlengang (6) zwischen dem Prisma (11) und dem rotierenden Prisma (2) einbringbar ist.

3. Einrichtung zum Ausrichten eines Laser-Nivellier nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (7) senkrecht zu dem aus der Basis (1) kommenden Laserstrahl (6) angeordnet und als Hohl körper ausgebildet ist.

4. Einrichtung zum Ausrichten eines Laser-Nivellier nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektion entlang der Flucht linie (15) über das im Adapter (10) angeordnete Prisma (11), das Tripelprisma (12) und durch die Achse (7) vorgesehen ist.

5. Einrichtung zum Ausrichten eines Laser-Nivellier nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Tripelprisma (12) eine Sperrschicht (16) zur Absorption oder zur Reflexion von Licht oberhalb von 700 nm aufweist.

6. Einrichtung zum Ausrichten eines Laser-Nivellier nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle eines Tripelprismas (12) ein Tripelspiegel vorgesehen ist.