DE4437493A1

DE4437493A1 - Laser beam appts. for rotation levelling with electric motor driven rotor

Info

Publication number: DE4437493A1
Application number: DE19944437493
Authority: DE
Inventors: Werner Siegert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-10-20
Filing date: 1994-10-20
Publication date: 1996-04-25

Abstract

The appts. is arranged in a locally fixed housing which transmits laser beams (8,10) from a source in at least one direction vertical to axis of rotation. The intensity of the laser beam is regulatable, depending on an influencing variable, and it changes directly or indirectly in relation to a detector surface. So that the intensity of the laser beam, at no point of a rotation circuit is determined by the distance of the rotor (5) from the detector surface, exceeds a max. permitted toleration value of the human eye. The intensity of the laser beam is regulatable depending on the rpm. of the laser beam (8) rotating with the rotor. The intensity of the laser beam can be changed, depending on the current and voltage supply (21), for the laser beam generator (15).

Description

Die Erfindung betrifft ein Laserstrahlgerät zur Rotationsnivellierung mit einem von einem in einem ortsfesten Gehäuse angeordneten Elektromotor antreibbaren Rotor, der mindestens in einer zur Rotationsachse senkrechten Richtung einen Laserstrahl eines Laserstrahlerzeugers aus sendet.The invention relates to a laser beam device for Rotation leveling with one by one in one stationary housing arranged electric motor drivable Rotor that is at least in one to the axis of rotation perpendicular direction of a laser beam Laser beam generator sends out.

Laserstrahlgeräte dieser Art sind seit langem bekannt und werden für Vermessungszwecke und Bauinstallationen verwendet, wobei der umlaufende Laserstrahl an einer Detektorfläche, z. B. an der Fläche einer Wand einen Lichtstrich bildet, der vom menschlichen Auge als Maß eines bestimmten Niveaus erfaßt werden kann, um in Abhängigkeit dieses Niveaus verschiedene Baumaßnahmen, z. B. die Installation von Decken, Kragarmen, Bauelementen, Verbindungselementen etc., vornehmen zu können.Laser beam devices of this type have been around for a long time known and are used for surveying purposes and Building installations are used, the circumferential Laser beam on a detector surface, e.g. B. on the surface a line of light from a wall that Eye can be grasped as a measure of a certain level to be different depending on this level Construction measures, e.g. B. installing ceilings, Cantilever arms, structural elements, connecting elements etc., to be able to make.

Ein bekanntes Laserstrahlgerät dieser Art gemäß der DE 29 44 408 C2 befaßt sich mit dem Problem der Ausrichtung und Einjustierung des Gerätes in einer waagerechten Ebene. Dazu wird neben den üblichen Glasblasenlibellen mit pendelartiger Aufhängung eine Sammellinsenanordnung mittels dünner Drähte unter Schwerkraft vorgesehen, wobei die Linsenelemente parallel zu dem als Diode ausgebildeten Laserstrahlerzeuger gehalten werden.A known laser beam device of this type according to the DE 29 44 408 C2 deals with the problem of Alignment and adjustment of the device in one horizontal plane. In addition to the usual Glass bubble levels with pendulum-like suspension one Lens assembly using thin wires underneath Gravity is provided, with the lens elements parallel to the laser beam generator designed as a diode being held.

Damit wird eine selbsttätige Horizontierung innerhalb eines begrenzten Bereiches ermöglicht. Die pendelartige Aufhängung gestattet der Sammellinsenanordnung, in eine genau senkrechte Stellung unterhalb der Diode im Falle einer geringfügigen Verschiebung oder Kippung des Gerätes zu schwenken. Der Rotor besteht bei dieser Anordnung aus Drehspiegeln, durch welche der ursprünglich zur Rotationsachse fluchtende Laserstrahl um 90° im unteren Bereich des Gehäuses durch schräg stehende Fenster in eine horizontale Ebene gelenkt wird.This is an automatic leveling within a limited range. The pendulum-like suspension allows Collective lens arrangement, in an exactly vertical position below the diode in the event of a minor To move or tilt the device. Of the With this arrangement, the rotor consists of rotating mirrors, through which the originally to the axis of rotation aligned laser beam through 90 ° in the lower area of the Housing through slanted windows into one horizontal plane is steered.

Die Energiezufuhr zur Diode wird bei diesem Laserstrahlgerät selbsttätig abgeschaltet, falls das drehbare Prisma oder die entsprechende Spiegelanordnung angehalten wird oder sich nicht schnell genug dreht. Damit soll vermieden werden, daß ein Grenzwert der Beleuchtungsstärke an einer bestimmten Stelle überschritten wird, was zu einer Augengefährdung führen könnte. Von den Anwendern der Bauindustrie wird bei derartigen Geräten ein stets deutlich sichtbarer Strich des Laserstrahls an einer betrachteten Fläche, die sich in höchst unterschiedlichen Abständen von dem Rotor befinden kann, gefordert, was im Gegensatz zur Überschreitung eines Grenzwertes der Beleuchtungsstärke im bezug auf eine Augengefährdung steht. Hier setzt die Erfindung ein.The energy supply to the diode is this Laser beam device switched off automatically, if that rotatable prism or the corresponding mirror arrangement is stopped or does not turn fast enough. This is to avoid that a limit of Illuminance at a certain point is exceeded, which can lead to eye damage could. From users of the construction industry such devices always a clearly visible line of the laser beam on a surface under consideration at very different distances from the rotor may be required, which is contrary to Illuminance limit exceeded stands in relation to an eye hazard. Here the Invention.

Dieser liegt die Aufgabe zugrunde, ein Laserstrahlgerät der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welches einerseits eine sämtlichen Erfordernissen genügende Intensität eines Laserstrahls erbringen kann und andererseits die Gefährdung eines menschlichen Auges erheblich verringert.This is based on the task Laser beam device of the type mentioned at the beginning create which one hand all Required intensity of a laser beam can provide and on the other hand the danger of a human eye significantly reduced.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem eingangs genannten Gattungsbegriff erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Intensität des Laserstrahls in Abhängigkeit von einer sie direkt oder indirekt verändernden Einflußgröße in bezug auf eine Detektorfläche derart regelbar ist, daß an keinem Punkt eines durch den Abstand des Rotors von der Detektorfläche bestimmbaren Rotationskreises die Intensität des Laserstrahls einen maximal zulässigen Verträglichkeitswert eines menschlichen Auges übersteigt.This task is in conjunction with the beginning solved generic term according to the invention solved by that the intensity of the laser beam as a function of a directly or indirectly changing influencing variable with respect to a detector surface can be regulated in such a way that at no point by the distance of the rotor from the determinable surface of rotation Intensity of the laser beam a maximum permissible Tolerance value of a human eye.

Durch diese Anordnung wird die Beleuchtungsstärke des Laserstrahls, die durch den Quotienten aus Anzahl der Photonen mal der Photonenenergie dividiert durch das Produkt aus der Detektorfläche und dem Zeitintervall der Einstrahlung gekennzeichnet ist, so hoch eingestellt, daß einerseits die Reflexion des Laserstrahls an der Detektorfläche für ein menschliches Auge auch noch in relativ großer Entfernung des Rotors von dieser Detektorfläche wahrnehmbar ist, z. B. in Form eines horizontalen Lichtstriches, jedoch andererseits in keinem Punkt eines durch den Abstand des Rotors von der Detektorfläche bestimmbaren Rotationskreises die Intensität des Laserstrahls den maximal physiologisch zulässigen Verträglichkeitswert eines menschlichen Auges übersteigt. Dadurch werden Netzhautablösungen oder andere Beschädigungen des menschlichen Auges unterbunden.With this arrangement, the illuminance of the laser beam by the quotient of the number of Photons times the photon energy divided by that Product of the detector area and the time interval of the Irradiation is marked so high that on the one hand the reflection of the laser beam at the Detector area for a human eye also in relatively large distance from the rotor Detector area is perceptible, e.g. B. in the form of a horizontal line of light, but on the other hand in none Point one by the distance of the rotor from the Detectable area of rotation circle Intensity of the laser beam the maximum physiological permissible tolerance value of a human eye exceeds. This will cause retinal detachments or others Damage to the human eye prevented.

Nach einer ersten, besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Intensität des Laserstrahls in Abhängigkeit von der Drehzahl des Rotors regelbar. Da es zu jeder Beleuchtungsstärke des Laserstrahls (Lichtleistung dividiert durch überstrichene Detektorfläche) einen Rotationskreishalbmesser gibt, unterhalb dessen ein menschliches Auge mit einer zu hohen Intensität (Lichtleistung als Energie der absorbierten Photonen auf der Netzhautfläche in einem Zeitintervall) belastet wird, hat dies zur Folge, daß bei zu dichtem Abstand von dem mit einer eingestellten Drehzahl rotierenden Laserstrahl das menschliche Auge geschädigt werden kann. Eine solche Schädigung tritt insbesondere ′bei stehendem Laserstrahl, also bei der Drehzahl des Rotors mit n gleich Null auf.After a first, particularly beneficial Further development of the invention is the intensity of the Laser beam depending on the speed of the rotor adjustable. Since there is any illuminance of the Laser beam (light output divided by swept Detector area) gives a circular circular knife, below which a human eye with a too high one Intensity (light output as energy of the absorbed Photons on the retinal surface in a time interval) is burdened, this means that if it is too dense Distance from that with a set speed rotating laser beam damaged the human eye can be. Such damage occurs in particular 'When the laser beam is stationary, i.e. at the speed of the Rotor with n equal to zero.

Eine erste Weiterbildung der Erfindung bezüglich der Regelbarkeit der Intensität des Laserstrahls mittels der Drehzahl geht von dem Gedanken aus, daß der Laserstrahl zunächst mit geringer Intensität in Drehungen versetzt wird. A first development of the invention with regard to Controllability of the intensity of the laser beam by means of the Speed starts from the thought that the laser beam initially spun with low intensity becomes.

Mit der Anzahl der Umdrehungen wächst seine Intensität auf folgende Weise: Einerseits wird in einem Abstand vom Gerät der zulässige maximale Verträglichkeitswert des menschlichen Auges nicht überschritten, welcher aber innerhalb des Abstandes zwischen Gerät und Auge überschritten wird, weil die Intensität des Laserstrahls im Auge auf die kleine Fläche der Sehzellen fokussiert wird. Andererseits wird die Lichtintensität auf eine Beobachtungsfläche geworfen und hinterläßt dort einen gut sichtbaren Reflexionsstrich in Form eines Lichtstriches auf einer Wand für den beabsichtigten Bau- oder Montagezweck.With the number of revolutions, its grows Intensity in the following way: On the one hand, in one Distance from the device is the maximum allowed Tolerance value of the human eye is not exceeded, but which is within the distance between device and eye is exceeded because the Intensity of the laser beam in the eye on the small area the visual cells are focused. On the other hand, the Light intensity thrown on an observation surface and leaves a clearly visible reflection line there Form of a line of light on a wall for the intended construction or assembly purpose.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Intensität des Laserstrahls in Abhängigkeit von der Strom- und Spannungsversorgung für die Laserstrahlquelle oder in Abhängigkeit von der Güte des Resonators, insbesondere durch die Justierung der Spiegel, veränderbar.According to a further embodiment, the Intensity of the laser beam depending on the Power and voltage supply for the laser beam source or depending on the quality of the resonator, especially by adjusting the mirrors, changeable.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen zur Regelung der Intensität des Laserstrahls erfolgen durch Einwirkung auf das aktive Medium, beispielsweise durch Anlegen eines Magnetfeldes und/oder durch Veränderung der Temperatur und/oder durch Einwirken auf den Laserstrahl durch Abblendung des Strahls und/oder durch ein Polarisationsfilter und/oder durch Veränderung der Fokussierung der Optik und/oder durch eine der vorstehenden Ausführungsformen gemeinsam mit der Drehzahl des Rotors.Further advantageous embodiments for regulation the intensity of the laser beam is caused by exposure on the active medium, for example by creating a Magnetic field and / or by changing the temperature and / or by acting on the laser beam Dimming of the beam and / or by a Polarization filter and / or by changing the Focusing the optics and / or through one of the above embodiments together with the speed of the rotor.

In Weiterbildung der Erfindung läuft mindestens ein Signalgeber mit dem Rotor um, wobei im ortsfesten Gehäuse ein Sensor eingebaut ist, der das Passieren des Signalgebers einem nachgeordneten Sensor-Signalverstärker übermittelt, dessen Ausgangssignal über einen Laserstrahl-Intensitätregler eine direkt oder indirekt die Intensität des Laserstrahls verändernde Einflußgröße regelt.In a further development of the invention, at least one runs Signal generator with the rotor around, being in the stationary housing a sensor is built in that the passage of the Signal generator a downstream sensor signal amplifier transmitted, the output signal via a Laser beam intensity regulator one directly or indirectly influencing variable changing the intensity of the laser beam regulates.

Der Laserstrahl-Intensitätsregler erhält als Sollwert das Ausgangssignal des Sensor-Signalverstärkers und als Istwert das Signal eines die Lichtleistung bestimmenden Lichtsensors, der ihm die momentane Intensität des vom Laserstrahl emittierten Lichtes übermittelt, wonach vom Laserstrahl-Intensitätsregler die Regelabweichung über die Größe des Betriebsstromes und über den Drehzahlregler die Drehzahl des Elektromotors regelbar ist.The laser beam intensity regulator receives as Setpoint is the output signal of the sensor signal amplifier and the actual value is the signal of the light output determining light sensor that gives it the current Intensity of the light emitted by the laser beam transmitted, after which the laser beam intensity controller Control deviation over the size of the operating current and the speed of the electric motor via the speed controller is adjustable.

Der Sensor-Signalverstärker steht sowohl mit dem Laserstrahl-Intensitätsregler als auch mit dem Drehzahlregler für den Elektromotor in Verbindung, dessen Drehzahl von einem Soll-Wertgeber bestimmbar ist. Hierbei kann eine Drehzahländerung nicht nur mit relativ einfachen Mitteln, sondern auch äußerst energiesparend bewerkstelligt werden. Zu diesem Zweck wird der Elektromotor getaktet betrieben. Er erhält eine pulsbreitenmodulierte Betriebsspannung; zur Realisierung niedriger Drehzahlen schaltet ihn der Regler nur für kurze Zeitintervalle ein, so daß er für diese vorgegebene Drehzahl nicht mit konstanter Winkelgeschwindigkeit umläuft. Zu diesem Zweck wird weiterhin der Sollwert für die Drehzahlregelung des Elektromotors als Spannung über einen weitgehend unbelasteten Potentiometer entnommen. Der Betriebsstrom des Elektromotors fließt nicht über das Potentiometer.The sensor signal amplifier stands with both Laser beam intensity regulator as well with that Speed controller for the electric motor in connection, the Speed can be determined by a target value transmitter. Here a change in speed cannot only be relative simple means, but also extremely energy-saving be accomplished. For this purpose the Electric motor operated clocked. He gets one pulse width modulated operating voltage; for realization at low speeds, the controller only switches it for short time intervals so that it is given for this Speed not at constant angular speed circulates. For this purpose the setpoint for the speed control of the electric motor as a voltage a largely unloaded potentiometer. The operating current of the electric motor does not flow through that Potentiometer.

Dem Laserstrahl-Intensitätsregler sind der Laserstrahlerzeuger und der Lichtsensor nachgeordnet. Sowohl der Laserstrahlerzeuger als auch der Laserstrahl-Intensitätsregler sind mit einer gemeinsamen Energie-Versorgungs-Überwachung gekoppelt, die wiederum mit einer Energie-Versorgung verbunden ist.The laser beam intensity regulator are the Subordinate laser beam generator and the light sensor. Both the laser beam generator and the Laser beam intensity regulators are common Energy supply monitoring coupled, which in turn is connected to an energy supply.

Zum einfachen, robusten und kompakten Einbau aller möglichen, die Intensität des Laserstrahls in bezug auf eine Detektorfläche verändernden Einflußgrößen, wird das Gehäuse von einem Kreiszylinder gebildet, in welchem je ein scheibenförmiger Deckel und ein scheibenförmiger Boden zentriert ist. Der Rotor ist wahlweise im Deckel oder im Boden des Gehäuses in einem friktionsarmen Lager leichtgängig drehbar, wobei außer dem zur Rotationsachse senkrecht ausgesendeten Laserstrahl in an sich bekannter Weise ein zweiter mit der Rotationsachse fluchtenden Laserstrahl zur rechtwinkligen Ausrichtung von Montageteilen vorhanden ist.For simple, robust and compact installation of all possible, with respect to the intensity of the laser beam influencing variables that change the detector area, that will Housing formed by a circular cylinder, in each a disc-shaped cover and a disc-shaped one Bottom is centered. The rotor is optionally in the lid or in the bottom of the housing in a low-friction bearing easily rotatable, with the exception of the axis of rotation vertically emitted laser beam in a known manner Way a second aligned with the axis of rotation Laser beam for right-angled alignment of Assembly parts is available.

Ferner sind vorteilhaft im Rotor Permanentmagnete angeordnet, die je nach Anordnung mit einem im Deckel oder im Boden des Gehäuses untergebrachten Sensor den Signalgeber für eine Intensitätsregelung des Laserstrahls in Abhängigkeit von der Drehzahl des Rotores bilden.Permanent magnets are also advantageous in the rotor arranged, depending on the arrangement with a in the lid or sensor housed in the bottom of the housing Signal generator for intensity control of the laser beam form depending on the speed of the rotor.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Dabei zeigen:Several embodiments of the invention are in shown the drawings. Show:

Fig. 1 die Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Laserstrahlgerätes mit einem im Deckel angeordneten Rotor, Fig. 1 is a view of a first embodiment of a laser beam device with a rotor arranged in the cover,

Fig. 2 die Schnittansicht entlang der Linie II-II von Fig. 1, Fig. 2 is a sectional view taken along line II-II of Fig. 1,

Fig. 3 die Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Laserstrahlgerätes mit im Boden des Gehäuses drehbarem Rotor, Fig. 3 is a view of a second embodiment of a laser beam device with rotatable in the bottom of the housing rotor,

Fig. 4 die Schnittansicht entlang der Linie IV-IV von Fig. 3 und Fig. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV of Fig. 3 and

Fig. 5 ein Blockschaltbild zur Regelung der Intensität des Laserstrahls in Abhängigkeit von der Drehzahl des Rotors. Fig. 5 is a block diagram for controlling the intensity of the laser beam as a function of the speed of the rotor.

Das Laserstrahlgerät 1 zur Rotationsnivellierung gemäß den Fig. 1 und 2 besteht im wesentlichen aus einem kreiszylindrischen Gehäuse 2, in welchem ein scheibenförmiger Deckel 3 und ein scheibenförmiger Boden 4 zentriert ist und in dessen dadurch gebildeten Hohlraum die noch zu beschreibenden Elemente untergebracht sind. Im Deckel 3 ist der kreiszylindrisch ausgebildete Rotor 5 in einem friktionsarmen Lager 6 leichtgängig drehbar, wobei mittels eines Pentaprismas 7 ein Laserstrahl 8 in horizontaler und mittels des Pentaprismas 7 und des Trapezprismas 9 ein weiterer Laserstrahl 10 in vertikaler Richtung emittiert wird. Im Innenraum des Gehäuses 2 befindet sich ein flanschartiger Justierkörper 11, der die Längsachse 12 des Gehäuses 2 konzentrisch umgreift und am Deckel 3 befestigt ist. Im Innenraum des Justierkörpers 11 sind ein Gelenklager 13, eine Kollimatoroptik 14, ein Diodenlaser 15 und darunter die Treiberelektronik 16 angeordnet.The laser beam apparatus 1 to the rotational leveling according to FIGS. 1 and 2 essentially consists of a circular cylindrical housing 2 in which a disk-shaped cover 3 and a disk-shaped bottom is centered 4 and in the thus formed cavity which are housed to be described elements. In the cover 3 of the circular-cylindrical formed rotor 5 is smoothly mounted in a low friction bearing 6, wherein a laser beam 8 in the horizontal and by means of the pentaprism 7 and the trapezoidal prism 9, a further laser beam is emitted in the vertical direction 10 by means of a pentaprism. 7 In the interior of the housing 2 there is a flange-like adjusting body 11 , which concentrically engages around the longitudinal axis 12 of the housing 2 and is fastened to the cover 3 . A spherical plain bearing 13 , a collimator lens 14 , a diode laser 15 and, underneath, the driver electronics 16 are arranged in the interior of the adjusting body 11 .

In dem Zwischenraum zwischen der Außenfläche des Justierkörpers 11 und der Innenfläche des kreiszylindrischen Gehäuses 2 ist der Elektromotor 17 untergebracht, der über einen Riemen- oder Kettentrieb 18 sowie über ein Antriebsritzel 19 den Rotor 5 antreibt. Ferner befindet sich in dem Gehäuse 2 eine Platine 20 der noch zu beschreibenden elektronischen Regelung zur Veränderung der Intensität des Laserstrahls über die Drehzahl des Rotors 5 sowie die Stromversorgung 21, die entweder aus auswechselbaren oder wiederaufladbaren Akkumulatoren bestehen kann.The electric motor 17 , which drives the rotor 5 via a belt or chain drive 18 and via a drive pinion 19, is accommodated in the space between the outer surface of the adjusting body 11 and the inner surface of the circular cylindrical housing 2 . Furthermore, in the housing 2 there is a circuit board 20 for the electronic control to be described to change the intensity of the laser beam via the speed of the rotor 5 and the power supply 21 , which can either consist of exchangeable or rechargeable batteries.

Zur Einjustierung des Gehäuses 2 in einer vertikalen und horizontalen Ebene befinden sich im Gehäuse 2 und im Deckel 3 eine oder mehrere Gasblasen-Libellen 22, während der Boden 4 über drei Distanzbuchsen 23 mit drei zueinander versetzten Rändelschrauben 24 zur Höhenjustierung versehen ist, von denen die zweite zur ersten um 90° und die dritte zur ersten um 225° versetzt ist. Dadurch kann über die Rändelschrauben 24, die in Form eines gleichschenkligen Dreieckes auf einer Grundplatte 25 angeordnet sind, in Verbindung mit den Gasblasen-Libellen 22 eine relativ genaue Einjustierung des horizontal austretenden Laserstrahls 8 in einer horizontalen Ebene vorgenommen werden. Die Grundplatte 25 ist in bekannter Weise auf ein nicht dargestelltes Dreibeinstativ auf setzbar.For Einjustierung of the housing 2 in a vertical and horizontal plane located in the housing 2 and the cover 3, one or more gas bubble vials 22, while the bottom 4 is provided with three spacers 23 with three staggered thumb screws 24 for height adjustment, of which the second to the first by 90 ° and the third to the first by 225 °. As a result, the knurled screws 24 , which are arranged in the form of an isosceles triangle on a base plate 25 , can be used in conjunction with the gas bubble vials 22 to make a relatively precise adjustment of the horizontally emerging laser beam 8 in a horizontal plane. The base plate 25 can be placed on a tripod, not shown, in a known manner.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 sind mit dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 übereinstimmende Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 im wesentlichen dadurch, daß der Rotor 5 nunmehr über das friktionsarme Lager 6 im Boden 4 gelagert ist. Um den Austritt des horizontal austretenden Laserstrahls 8 aus dem Rotor 5 zu gewährleisten, sind in dem Gehäuse 2 regelmäßig relativ große Fenster 26 angeordnet, die durch dünne Stege 27 miteinander verbunden sind.In the exemplary embodiment of FIGS . 3 and 4, parts which correspond to the exemplary embodiment of FIGS . 1 and 2 are designated with the same reference numbers. This exemplary embodiment differs from the exemplary embodiment of FIGS. 1 and 2 described above essentially in that the rotor 5 is now mounted in the base 4 via the low-friction bearing 6 . In order to ensure the exit of the horizontally emerging laser beam 8 from the rotor 5 , relatively large windows 26 are regularly arranged in the housing 2 and are connected to one another by thin webs 27 .

In der dem friktionsarmen Lager 6 zugekehrten Unterseite 5a des Rotors 5 sind als Signalgeber 28 in Rücksprüngen Magnete oder Fähnchen als Unterbrecher angeordnet, die im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 in einem im Deckel 3 und im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 mit einem im Boden 4 angeordneten Sensor 29, z. B. in Form einer Hallsonde, eines Magnetfeldsensors oder einer Gabel-Lichtschranke, zusammenwirken.In the underside 5 a of the rotor 5 facing the low-friction bearing 6 , magnets or flags as interrupters are arranged as signal transmitters 28 in recesses, which in the embodiment of FIG. 2 have a cover 3 and in the embodiment of FIG. 4 have a bottom 4 arranged sensor 29 , for. B. in the form of a Hall probe, a magnetic field sensor or a fork light barrier.

Nachfolgend wird anhand der Fig. 5 eine Regelung der Intensität des Laserstrahls 8, 10 in Abhängigkeit von der Drehzahl des Rotors 5 beschrieben.A regulation of the intensity of the laser beam 8 , 10 as a function of the speed of the rotor 5 is described below with reference to FIG. 5.

Die in der Bodenseite 5a des Rotors 5 angeordneten Signalgeber 28 z. B. in Form von Magneten, werden vom Elektromotor 17 über den Riemen- oder Kettentrieb 18 und das Ritzel 19 in Drehungen versetzt. Das Passieren des Sensors 29 durch den Signalgeber 28 wird über die Verbindungsleitungen 49, 50 einem nachgeordneten Sensor-Signalverstärker 30 übermittelt, dessen Ausgangssignal 31 einem Laserstrahl-Intensitätsregler 32 zugeleitet wird, der eine direkt oder indirekt die Intensität des Laserstrahls 8, 10 verändernde Einflußgröße regelt. Im vorliegenden Fall besteht die Einflußgröße aus der Drehzahl des mit dem Rotor 5 umlaufenden Laserstrahls 8. The arranged in the bottom 5 a of the rotor 5 signal generator 28 z. B. in the form of magnets, are rotated by the electric motor 17 via the belt or chain drive 18 and the pinion 19 . The passage of the sensor 29 through the signal generator 28 is transmitted via the connecting lines 49 , 50 to a downstream sensor signal amplifier 30 , the output signal 31 of which is fed to a laser beam intensity regulator 32 which regulates a directly or indirectly influencing variable which changes the intensity of the laser beam 8 , 10 . In the present case, the influencing variable consists of the speed of the laser beam 8 rotating with the rotor 5 .

Wie bereits beschrieben, sind erfindungsgemäß jedoch auch als verändernde Einflußgrößen die Strom- und Spannungsversorgung 21 des Laserstrahlerzeugers 15, die Güte eines Resonators, das Anlegen eines Magnetfeldes oder die Veränderung der Temperatur auf das aktive Medium des Laserstrahlerzeugers 15 oder ein Polarisationsfilter oder eine Fokussierung der Optik oder eine Blende oder eine Kombination dieser Einflußgrößen möglich.As already described, however, the current and voltage supply 21 of the laser beam generator 15 , the quality of a resonator, the application of a magnetic field or the change in temperature to the active medium of the laser beam generator 15 or a polarization filter or a focusing of the optics are also used as changing influencing variables or an aperture or a combination of these influencing variables is possible.

Der Laserstrahl-Intensitätsregler 32 erhält als Sollwert das Ausgangssignal 31 des Sensor-Signal-Verstärkers 30, so daß der Sollwert von der Frequenz des rotierenden Laserstrahls 8 abhängig ist. Als Istwert erhält der Laserstrahl-Intensitätsregler 32 das Signal 33 eines die Lichtleistung messenden Lichtsensors 34, der über 35 die momentane Intensität des vom Laserstrahl 15 emittierten Lichts ermittelt und über die Verbindungsleitung 35 diese dem Laserstrahl-Intensitätsregler 32 mitteilt. Hiernach wird vom Laserstrahl-Intensitätsregler 32 der Soll-Ist-Wertausgleich über die Verbindungsleitung 51 durch Veränderung der Größe des Betriebsstromes für den Laserstrahl 15 über die Leitung 36 von der Energieversorgung 21 über die Energie-Versorgungs-Überwachung 37 vorgenommen.The laser beam intensity controller 32 receives the output signal 31 of the sensor signal amplifier 30 as a setpoint, so that the setpoint is dependent on the frequency of the rotating laser beam 8 . As an actual value, the laser beam intensity controller 32 receives the signal 33 from a light sensor 34 measuring the light output, which uses 35 to determine the instantaneous intensity of the light emitted by the laser beam 15 and communicates this to the laser beam intensity controller 32 via the connecting line 35 . Thereafter, the target-actual value compensation is carried out by the laser beam intensity controller 32 via the connecting line 51 by changing the size of the operating current for the laser beam 15 via the line 36 from the energy supply 21 via the energy supply monitoring 37 .

Diese Energieversorgung 21 in Form von austauschbaren oder nachladbaren Akkumulatoren ist über die Leitung 38 der Energie-Versorgungsüberwachung 37 vorgeordnet, mit welcher über die Verbindungsleitung 39 der Lichtsensor 34, über die Verbindungsleitung 40 der Laserstrahl-Intensitätsregler 32, über die Verbindungsleitung 41 der Sollwertgeber 45, über die Verbindungsleitung 42 der Drehzahlregler 46, über die Verbindungsleitung 43 der Sensor-Signalverstärker 30 und über die Verbindungsleitung 44 der Sensor 29 in Verbindung stehen.This energy supply 21 in the form of exchangeable or rechargeable batteries is arranged upstream of the line 38 of the energy supply monitoring 37 , with which the light sensor 34 is connected via the connecting line 39 , the laser beam intensity regulator 32 via the connecting line 40 , and the setpoint generator 45 via the connecting line 41 . The speed controller 46 is connected via the connecting line 42 , the sensor signal amplifier 30 via the connecting line 43 and the sensor 29 via the connecting line 44 .

Der Sensor-Signalverstärker 30 ist über die Verbindungsleitung 47 mit dem Drehzahlregler 46 und dieser über die Verbindungsleitung 48 mit dem Elektromotor 17 gekoppelt, dessen Drehzahl wiederum von dem Soll-Wertgeber 45 bestimmbar ist. Dieser Soll-Wertgeber 45 für den Drehzahlregler 46 des Elektromotors 17 besteht vorteilhaft aus einem von diesem unabhängigen, nicht in Reihe geschalteten Potentiometer. Der Drehzahlregler verwendet dieses Signal und gibt eine pulsbreitenmodulierte Betriebsspannung an den Elektromotor 17. Für niedrige Drehzahlen wird der Elektromotor 17 nur für kurze Zeitintervalle eingeschaltet, so daß er für diese vorgegebene Drehzahl nicht mit konstanter Winkelgeschwindigkeit umläuft. Diesem Regelkreis 28, 29, 30, 46, 17 für die Drehzahlregelung des Elektromotors 17 ist der Regelkreis 32, 15, 34 für den Laserstrahl-Intensitätsregler 32 nebengeordnet. The sensor signal amplifier 30 is coupled via the connecting line 47 to the speed controller 46 and via the connecting line 48 to the electric motor 17 , the speed of which in turn can be determined by the setpoint generator 45 . This setpoint generator 45 for the speed controller 46 of the electric motor 17 advantageously consists of a potentiometer which is independent of the latter and is not connected in series. The speed controller uses this signal and supplies a pulse-width-modulated operating voltage to the electric motor 17 . For low speeds, the electric motor 17 is only switched on for short time intervals, so that it does not run at a constant angular speed for this predetermined speed. This control circuit 28 , 29 , 30 , 46 , 17 for the speed control of the electric motor 17 is associated with the control circuit 32 , 15 , 34 for the laser beam intensity controller 32 .

Aufgrund dieser Zuordnung lautet der qualitative Zusammenhang zwischen der Drehzahl des Rotors 5 und damit der Rotationsfrequenz des Laserstahles 8 einerseits und seiner Intensität andererseits wie folgt: Bei der kleinsten Drehzahl des Rotors 5 wird bereits ein Laserstrahl 8 emittiert. Bei größter Drehzahl des Rotors 5 wird ein Laserstrahl 8 mit höherer oder höchster Leistung gesendet. Bei allen dazwischen liegenden Drehzahlen des Rotors 5 und damit des Laserstrahls 8 wächst die Intensität des Laserstrahls 8 mit steigender Drehzahl an. Auf diese Weise wird einerseits ein so starker Laserstrahl emittiert, der auf der Detektorfläche einen gut sichtbaren Reflexionsstrich hinter läßt und andererseits beim Vorbeistreichen einer dem menschlichen Auge entsprechenden Detektorfläche wie die der Netzhaut innerhalb des zeitlichen Einwirkungsintervalls keine physiologischen Schäden bewirkt.On the basis of this assignment, the qualitative relationship between the speed of the rotor 5 and thus the rotation frequency of the laser steel 8 on the one hand and its intensity on the other hand is as follows: At the lowest speed of the rotor 5 , a laser beam 8 is already emitted. At the highest speed of the rotor 5 , a laser beam 8 is sent with higher or highest power. At all intermediate speeds of the rotor 5 and thus of the laser beam 8 , the intensity of the laser beam 8 increases with increasing speed. In this way, a strong laser beam is emitted on the one hand, which leaves a clearly visible reflection line on the detector surface and, on the other hand, does not cause any physiological damage within the time interval when a detector surface corresponding to the human eye, such as that of the retina, is passed by.

Soll die Intensität des Laserstrahls 8 nicht oder nicht allein in Abhängigkeit von der Drehzahl des mit dem Rotor 5 rotierenden Laserstrahls 8 und damit des Rotors 5 geregelt werden, tritt entweder an die Stelle des Drehzahlreglers 46 oder neben ihn eine in den Ansprüchen 3 bis 7 beschriebenen Einflußgröße.If the intensity of the laser beam 8 is not to be regulated, or not solely as a function of the speed of the laser beam 8 rotating with the rotor 5 and thus of the rotor 5 , either the speed controller 46 takes the place of, or next to, one described in claims 3 to 7 Influencing variable.

BezugszeichenlisteReference list

1 Laserstrahlgerät
2 Gehäuse
3 Deckel
4 Boden
5 Rotor
6 Lager
7 Pentaprisma
8, 10 Laserstrahl
9 Trapezprisma
11 Justierkörper
12 Längsachse
13 Gelenklager
14 Kollimatoroptik
15 Diodenlaser
16 Treiberelektronik
17 Elektromotor
18 Riemen- oder Kettentrieb
19 Antriebsritzel
20 Platine
21 Stromversorgung
22 Gasblasen-Libelle
23 Distanzbuchse
24 Rändelschraube
25 Grundplatte
26 Fenster
27 Stege
28 Signalgeber
29 Sensor
30 Sensor-Signalverstärker
31 Ausgangssignal
32 Laserstrahl-Intensitätsregler
33 Lichtsignal
34 Lichtsensor
35, 36, 38, 39, 40, 41, 43, 44, 47, 48, 49, 50, 51 Verbindungsleitungen
37 Energie-Versorgungs-Überwachung
45 Soll-Wertgeber
46 Drehzahlregler 1 laser beam device
2 housings
3 lids
4 bottom
5 rotor
6 bearings
7 pentaprism
8 , 10 laser beam
9 trapezoidal prism
11 adjustment body
12 longitudinal axis
13 spherical bearings
14 collimator optics
15 diode lasers
16 driver electronics
17 electric motor
18 belt or chain drive
19 drive pinion
20 circuit board
21 Power supply
22 bubble level
23 spacer
24 knurled screw
25 base plate
26 windows
27 bridges
28 auto switches
29 sensor
30 sensor signal amplifiers
31 output signal
32 laser beam intensity control
33 light signal
34 light sensor
35 , 36 , 38 , 39 , 40, 41, 43, 44, 47, 48, 49, 50, 51 connecting lines
37 Energy supply monitoring
45 Target value transmitter
46 speed controller

Claims

1. Laser beam device for leveling the rotation with a rotor which can be driven by an electric motor arranged in a fixed housing and which emits a laser beam from a laser beam generator at least in a direction perpendicular to the axis of rotation, characterized in that the intensity of the laser beam ( 8 , 10 ) is dependent on one of them A directly or indirectly changing influencing variable with respect to a detector surface can be regulated in such a way that at no point of a rotation circle which can be determined by the distance of the rotor ( 5 ) from the detector surface does the intensity of the laser beam ( 8 , 10 ) exceed a maximum permissible tolerance value of a human eye.

2. Laser beam device according to claim 1, characterized in that the intensity of the laser beam ( 8 , 10 ) depending on the speed of the rotating with the rotor ( 5 ) rotating laser beam ( 8 ) is adjustable.

3. Laser beam device according to claim 1, characterized in that the intensity of the laser beam ( 8 , 10 ) in dependence on the current and voltage supply ( 21 ) for the laser beam generator ( 15 ) is variable.

4. Laser beam device according to claim 1, characterized in that the intensity of the laser beam ( 8 , 10 ) is adjustable depending on the quality of a resonator, in particular by adjusting mirrors.

5. Laser beam device according to claim 1, characterized in that the intensity of the laser beam ( 8 , 10 ) depending on the action of a magnetic field on the active medium of the laser beam generator ( 15 ) is adjustable.

6. Laser beam device according to claim 1, characterized in that the intensity of the laser beam ( 8 , 10 ) can be changed by means of a polarization filter.

7. Laser beam device according to claim 1, characterized in that the intensity of the laser beam ( 8 , 10 ) is adjustable by changing the focusing of the optics or by means of an aperture.

8. Laser beam device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the intensity of the laser beam ( 8 , 10 ) in dependence on the speed of the rotating with the rotor ( 5 ) rotating laser beam ( 8 ) and in combination with a further influencing variable according to Claims 3 to 7 is adjustable.

9. Laser beam device according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least one signal transmitter ( 28 ) rotates with the rotor ( 5 ) and a sensor ( 29 ) is installed in the stationary housing ( 2 ), which passes through the signal transmitter ( 28 ) transmits a downstream sensor signal amplifier ( 30 ), the output signal ( 31 ) of which, via a laser beam intensity regulator ( 32 ), regulates an influencing variable that directly or indirectly changes the intensity of the laser beam ( 8 , 10 ).

10. Laser beam device according to claim 9, characterized in that the laser beam intensity controller ( 32 ) as the target value, the output signal ( 31 ) of the sensor signal amplifier ( 30 ) and as the actual value, the signal ( 33 ) of a directly or indirectly determining the light output light sensor ( 34 ), which transmits to him the instantaneous intensity of the laser beam ( 8 ) emitted by the laser beam generator ( 15 ), after which the target-actual value compensation by the laser beam intensity controller ( 32 ) is based on the magnitude of the operating current from the power supply monitoring via the speed controller ( 46 ) the speed of the electric motor ( 17 ) is adjustable.

11. Laser beam device according to claim 9 or 10, characterized in that the sensor signal amplifier ( 30 ) with the laser beam / intensity controller ( 32 ) and with the speed controller ( 46 ) for the electric motor ( 17 ) is in control connection, the speed of a target value transmitter ( 45 ) can be determined.

12. Laser beam device according to claim 11, characterized in that the target value transmitter ( 45 ) for the speed controller ( 46 ) of the clocked electric motor ( 17 ) consists of a potentiometer independent of this.

13. Laser beam device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the laser beam intensity controller ( 32 ) are arranged downstream of the laser beam generator ( 15 ) and the light sensor ( 34 ) and both the laser beam generator ( 15 ) and the laser beam intensity controller ( 32 ) are coupled to a common energy supply monitor ( 37 ) and this is connected to an energy supply ( 21 ).

14. Laser beam device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the housing is formed by a circular cylinder ( 2 ), in each of which a disk-shaped cover ( 3 ) and a disk-shaped bottom ( 4 ) is centered.

15. Laser beam device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the rotor ( 5 ) in the cover ( 3 ) or in the bottom ( 4 ) of the housing ( 2 ) in a low-friction bearing ( 6 ) is easily rotatable and in addition to Rotation axis ( 12 ) perpendicularly emerging laser beam ( 8 ) in a known manner lets a second laser beam ( 10 ) aligned with the rotation axis ( 12 ).

16. Laser beam device according to one of claims 1 to 15, characterized in that permanent magnets ( 28 ) are arranged in the rotor ( 5 ) as signal generators, which depending on the embodiment with a in the cover ( 3 ) or in the bottom ( 4 ) of the housing ( 2nd ) housed sensor ( 29 ) interact, which is formed by a magnetic field sensor, a Hall probe or another sensory element.

17. Laser beam device according to one of claims 1 to 15, characterized in that in the rotor ( 5 ) as a signal generator at least one flag is arranged as an interrupter, which depending on the embodiment with a in the lid ( 3 ) or in the bottom ( 4 ) of the housing ( 2 ) accommodated fork light barrier ( 29 ) interacts.

18. Laser beam device according to one of claims 1 to 17, characterized in that the bottom ( 4 ) of the housing ( 2 ) is provided with three offset knurled screws ( 24 ) for height adjustment, of which the second to the first by 90 ° and the third is offset by 225 ° to the first.