Beschreibung
Titel
Pendellaservorrichtung
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Pendellaservorrichtung aufweisend: ein Gehäuse; eine in dem Gehäuse angeordnete Pendelan- Ordnung und eine an der Pendelanordnung angebrachte Lasereinheit, wobei die Lasereinheit mittels der Pendelanordnung unabhängig von einer Gehäuseausrichtung am Lot frei und selbstausrichtbar ist. Die Erfindung betrifft auch ein System mit der Pendellaservorrichtung.
Um Nivellier-, Ausricht- und/oder Markierungsaufgaben im Bereich des Handwerks, z.B. des Innenausbaus, durchzuführen, werden seit einiger Zeit Laserprodukte eingesetzt, die je nach Anwendung Lasermarkierungen erzeugen, um eine von der Ausrichtung von Böden, Decken oder Wänden unabhängige Referenz zu realisieren. Dabei unterscheidet man zwischen sogenannten Rotationslasern, bei denen ein Lasersignal durch Rotation der Lichtquelle oder eines strahlumlenkenden Bauelements in einer einzustellenden Ebene aufgefächert wird und somit eine Referenzfläche definiert und sogenannten Linienlasern, welche es durch die Projektion des Lasersignals auf eine Referenzfläche ermöglichen, dass eine vorgegebene Richtung sichtbar wird und eingehalten werden kann.
Beispielsweise ist aus EP 0 785 412 A2 eine Laser- Nivelliereinrichtung mit einem langgestreckten Gehäuse und Libellen bekannt, die sich als Laserwasserwaage mit dem Ge-
häuse in einer gewünschten Ebene einnivellieren lässt und einen Laserstrahl zu Führungszwecken aussendet.
Aus DE 295 11 266 ist ein Markierungslaser bekannt, bei dem eine Lasereinheit nicht bewegbar, also in einem Gehäuse fest eingebaut ist, und wobei das Gehäuse ein sich selbsttätig lotrecht ausrichtendes Pendel bildet.
Aus DE 297 16 316 Ul ist ein Pendellaser zum Nivellieren und/oder Anbringen von Markierungen an Wänden bekannt, der ein Gehäuse mit einer Aufhängevorrichtung aufweist, wobei das Gehäuse eine Öffnung für einen Laserstrahl eines freischwingend an einer Pendelachse aufgehängten Laserstrahlgenerators aufweist.
Eine eingangs genannte, an sich bekannte Pendellaservorrichtung dient zur Nivellierung und/oder Markierung mit Hilfe des von der Lasereinheit auf Objekten erzeugten Laserstrahls, beispielsweise zur Anzeige horizontaler Linien auf Oberflächen, wobei eine solche Linie unabhängig von einer Gehäuseausrichtung der Pendellaservorrichtung senkrecht zum Lot ist. Eine solche Linie ist unabhängig von der Orientierung der Außenanlageflache der Pendellaservorrichtung, und die zur Nivellierung und/oder Markierung nutzbare Linie wird von der Lasereinheit erzeugt, die als solche unabhängig von einer Gehäuseausrichtung am Lot frei selbstausrichtbar ist. Der beschriebene Pendelmodus bildet die Grundfunktion einer eingangs genannten selbst nivellierenden bzw. markierenden Pendellaservorrichtung.
In der Praxis treten häufig Fälle auf, bei denen eine Pendellaservorrichtung der eingangs genannten Art zur Anzeige horizontaler Linien auf senkrechten Objekten genutzt wird,
jedoch darüber hinaus es auch wünschenswert ist, eine solche Pendellaservorrichtung auf Höhe einzustellen. Bekannt ist es, eine Laservorrichtung der eingangs genannten Art dazu mit einer Höhenverstellung für die Vorrichtung zu versehen. Es ist bekannt, eine Pendellaservorrichtung dazu auf einem Stativ anzuordnen. Dennoch hat es sich als schwierig erwiesen, mit solchen Hilfsmitteln Linien nahe beispielsweise des Fußbodens oder nahe der Decke zu erzeugen oder Höhenanzeigen für große Raumhöhen zu erzeugen. Das heißt, solche Art von Linien, welche einen vergleichsweise großen Winkel zu einer horizontalen Ebene aufweisen, können nur im Rahmen einer Verstellfähigkeit des Hilfsmittels - beispielsweise einer Verstellfähigkeit eines Stativs - erzeugt werden, da das Hilfsmittel regelmäßig in seiner Winkelverstellbarkeit be- grenzt ist. Außerdem sind Hilfsmittel - beispielsweise Stative - grundsätzlich platzeinnehmend und werden nicht immer mitgeführt .
Wünschenswert wäre es, mit einer Pendellaservorrichtung als solcher auch Nivellier- und/oder Markierlinien zu erzeugen, die einen vergleichsweise großen Winkel zu einer horizontalen Ebene aufweisen.
Offenbarung der Erfindung Technische Aufgabe
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pendellaservorrichtung anzugeben, welche auf vergleichsweise einfache Art und Weise in der Lage ist, Linien außerhalb einer horizontalen Ebene zu erzeugen, insbesondere Linien, welche einen vergleichsweise großen Winkel zur Horizontalen aufweisen.
Technische Lösung
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Pendellaservorrichtung der eingangs genannten Art. Die Lasereinheit der eingangs genannten Art ist dazu insbesondere zur Erzeugung eines senkrecht zum Lot orientierten Laserstrahls ausgelegt. Die Pendellaservorrichtung weist weiter auf: ein Festlegungsmittel, mit dem die Lasereinheit an der frei selbstausgerichteten Position festlegbar ist; ein Prüfmittel, mit dem fest- stellbar ist, ob der senkrecht zum Lot orientierte Laserstrahl in einer Abbildungsachse der Lasereinheit verläuft; ein Schwenkmittel, mit dem der Laserstrahl in der frei selbstausgerichteten Position schwenkbar ist. Vorzugsweise kann dazu die Lasereinheit und/oder ein Laserelement der La- sereinheit geschwenkt werden.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass es zur Erzeugung von Linien in einem großen Winkel zu einer horizontalen Fläche und zur Vermeidung aufwändiger Hilfsmittel we- sentlich vorteilhafter ist, eine Lasereinheit im eingepen- delten Zustand auszulenken, insbesondere nach oben oder unten zu schwenken, um eine Linie in großem Winkel zu einer horizontalen Fläche zu erzeugen. Gemäß dieser Überlegung sieht die Erfindung bei der eingangs genannten Pendellaser- Vorrichtung ein Festlegungsmittel und ein Schwenkmittel vor. Die Pendellaservorrichtung erzeugt zunächst im eingependel- ten Zustand einen im Wesentlichen senkrecht zum Lot orientierten Laserstrahl unabhängig von einer Gehäuseausrichtung durch freies Selbstausrichten der Lasereinheit. Unter der frei selbstausgerichteten Position ist vorliegend also insbesondere eine ausgependelte Position zu verstehen. Danach ist das Festlegungsmittel dazu ausgelegt, den Laserstrahl an der frei selbstausgerichteten Position zunächst festzulegen.
Das Schwenkmittel ist ausgelegt, den Laserstrahl in dieser frei selbstausgerichteten Position, vorzugsweise nach oben oder unten, zu schwenken.
Die Erfindung hat erkannt, dass es darüber hinaus sinnvoll ist, ein Prüfmittel vorzusehen, mit dem feststellbar ist, ob der senkrecht zum Lot orientierte Laserstrahl in einer bevorzugten, insbesondere zentralen, Abbildungsachse der Lasereinheit verläuft. Die Lasereinheit bzw. das Gehäuse der Pendellaservorrichtung, sollte gemäß der Erkenntnis der Erfindung vor einem Schwenkvorgang der Lasereinheit so ausgerichtet sein, dass die bevorzugt, insbesondere zentrale Abbildungsachse im Wesentlichen senkrecht zur Projektionsfläche, z.B. einer Wand, ist.
Nur wenn die bevorzugte Abbildungsachse senkrecht zur Projektionsfläche ausgerichtet ist und die Lasereinheit an der frei selbstausgerichteten Position festgelegt ist, lassen sich beim Schwenken des Laserstrahls, insbesondere der La- sereinheit und/oder eines Laserelements Projektionsfehler vermeiden. Bei einer zu starken Neigung des Laserstrahls zur bevorzugten Abbildungsachse bzw. einer zu starken Neigung der Abbildungsachse zur Projektionsfläche kann der Laserstrahl in einer vergleichsweise weit außeraxialen Position von der Abbildungsachse entfernt verlaufen und beim Schwenken desselben, z.B. durch Schwenken der Lasereinheit und/oder eines Laserelements würden dann Projektionsfehler auftreten, z.B. könnte ein Nivellierkreuz beim Schwenken geschert werden und auf der Projektionsfläche entstünde eine Abbildung mit nicht-rechten Winkeln. Eine solche Situation wird gemäß dem Konzept der Erfindung durch Vorsehen des Prüfmittels vermieden. So ist beispielsweise durch das Prüfmittel feststellbar, ob sich die Lasereinheit als solche pa-
rallel zu einem Objekt befindet bzw. ob die bevorzugte Abbildungsachse senkrecht zur Projektionsfläche steht - nämlich darüber, ob der senkrecht zum Lot orientierte Laserstrahl in der Abbildungsachse der Lasereinheit verläuft. Sollte das Prüfmittel dies nicht feststellen, kann eine Nachjustage der Lasereinheit erfolgen, derart, dass der Laserstrahl in der Abbildungsachse der Lasereinheit verläuft. Erst danach ist es gemäß dem Konzept der Erfindung vorgesehen, dass Schwenkmittel zum Schwenken des Laserstrahls in der frei selbstausgerichteten Position zur Erzeugung des beispielsweise fußbodennahen oder deckennahen Strahls außerhalb einer Horizontalen zu betätigen.
Das Ergebnis ist gemäß dem Konzept der Erfindung abbildungs- fehlerfrei .
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen und geben im Einzelnen vorteilhafte Möglichkeiten an, das oben erläuterte Konzept im Rahmen der Aufgabenstellung, sowie hinsichtlich weiterer Vorteile zu realisieren .
Vorzugsweise ist das Schwenkmittel zum Schwenken in vertikaler Richtung, insbesondere nach oben und/oder nach unten ausgelegt. Ein solches Schwenkmittel erweist sich insbesondere zur Erzeugung von Höhenanzeigen bei hohen Raumhöhen oder zur Erzeugung von Linien nahe des Fußbodens oder nahe der Decke als besonders geeignet. Darüber hinaus kann ein Schwenkmittel optional auch eine seitliche Schwenkmöglich- keit ausführen. Im Rahmen einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist das Schwenkmittel durch eine Anordnung einer Schwenkachse, vorzugsweise in einem Laserelement, gebildet.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist mit dem Prüfmittel feststellbar, ob der senkrecht zum Lot orientierte Laserstrahl in Deckung mit einem vom Laserstrahl erzeugten reflektierten Laserstrahl ist. Es hat sich gezeigt, dass dies eine besonders zuverlässige Möglichkeit ist, festzustellen, ob der senkrecht zum Lot orientierte Laserstrahl in einer Abbildungsachse der Lasereinheit - insbesondere einer Abbildungsanordnung der Pendellaservorrichtung, die nicht notwendigerweise Teil der Lasereinheit ist - verläuft.
Das Prüfmittel weist vorzugsweise eine Diode und/oder ein Sichtfeld auf. Mit einer Diode lässt sich automatisch feststellen, ob ein reflektierter Laserstrahl in Deckung mit ei- nem von der Lasereinheit ausgesendeten Laserstrahl ist. Dazu kann ein entsprechendes optisches Abbildungssystem in Kombination mit der Diode vorgesehen sein. Zusätzlich oder alternativ kann auch durch eine einfache Sichtprüfung des Anwenders auf einem Sichtfeld festgestellt werden, ob ein von der Lasereinheit ausgesendeter Laserstrahl in Deckung mit einem reflektierten Laserstrahl ist. Die hier erläuterten Elemente eines Prüfmittels haben sich als besonders vorteilhaft erwiesen. Gleichwohl können andere Arten eines Prüfmittels vorgesehen sein, die zusätzlich oder alternativ zu den ge- nannten Prüfmitteln eingesetzt werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Pendelanordnung in Form einer Aufhängung - beispielsweise eines Fadens - gebildet und/oder einer Lagerung - beispielsweise einer Kreuzgelenklagerung oder einer Schneidenlagerung - für die Lasereinheit gebildet. Die Lasereinheit selbst kann grundsätzlich in vielfältiger Form ausgebildet sein, beispiels-
weise in Form eines Linienlasers und/oder eines Kreuzlinienlasers und/oder eines Rotationslasers.
Die Erfindung führt zur Lösung der Aufgabe auch auf ein Sys- tem aus der Pendellaservorrichtung gemäß dem Konzept der Erfindung und einer reflektierenden Objektanordnung zur Reflexion des Laserstrahls. Gemäß dem Konzept der Erfindung lässt sich mit dem Prüfmittel besonders einfach über einen reflektierten Laserstrahl feststellen, ob der senkrecht zum Lot orientierte Laserstrahl in einer Abbildungsachse der Lasereinheit verläuft. Gemäß dieser Erkenntnis sieht das System eine reflektierende Anordnung zur Anbringung an einem Objekt und zur Reflexion des Laserstrahls vor.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Objektanordnung eine zur Reflexion des Laserstrahls geeignete Beschich- tung auf, die gegebenenfalls austauschbar sein kann, und je nach Bedarf aus einem geeigneten Material, vorzugsweise aus einem flexiblen Material, gebildet ist. Im Falle eines fle- xiblen Materials lässt sich die Objektanordnung besonders leicht und Platz sparend unterbringen.
Insgesamt sieht das Konzept der Erfindung neben der Pendellaservorrichtung auch ein System mit der Pendellaservorrich- tung und einer reflektierenden Objektanordnung zur Reflexion des Laserstrahls vor. Damit ist es möglich, praktisch abbildungsfehlerfrei und unter Vermeidung aufwendiger Hilfsmittel wie Stativen oder dergleichen Laserlinien zu erzeugen, die in einem großen Winkel zur Horizontalen abgegeben werden und ein Anwender ist somit in der Lage, beispielsweise fußboden- oder deckennahe Markierungen zu realisieren.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese soll die Ausführungsbei- spiele nicht maßgeblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwie- sen. Im Einzelnen zeigt die Zeichnung in:
Fig. 1: eine schematische Darstellung einer besonders bevorzugten Ausführungsform einer Pendellaservorrichtung im Rahmen eines Systems mit einer reflek- tierenden Objektanordnung, wobei die Pendellaservorrichtung zur Erzeugung von Nivellier- und/oder Markierlinien in einem großen Winkel zur Horizontalen ausgelegt ist.
Fig. 2: eine ähnliche Ausführungsform der Fig. 1 auf einem Stativ.
Ausführungsformen der Erfindung
In den Figuren sind für gleiche Teile, Teile gleicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet.
Fig. 1 zeigt ein System 10 mit einer nicht im Einzelnen dargestellten Pendellaservorrichtung und einer Objektanordnung 3 zur Reflexion eines Laserstrahls 5 im Zusammenhang mit ei- ner Anordnung relativ zu einem senkrechten Objekt 20, beispielsweise einer Wand oder dergleichen. Die Pendellaservorrichtung dient vorwiegend zur Nivellierung und/oder Markierung mittels horizontaler Linien 5 auf ein senkrechtes Ob-
jekt 20, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Dazu ist vorliegend die Pendellaservorrichtung schematisch lediglich durch seine Lasereinheit 1 dargestellt, die in nicht näher dargestellter Weise in einem Gehäuse über eine Pendelanord- nung angebracht ist und abhängig von einer Gehäuseausrichtung am Lot frei und selbstausrichtbar ist und zur Erzeugung des senkrecht zum Lot orientierten Laserstrahls 5 ausgelegt ist .
Darüber hinaus eignet sich die hier dargestellte Pendellaservorrichtung auch dazu, Linien in einem großen Winkel zur Horizontalen zu erzeugen, dies praktisch abbildungsfehlerfrei und optional - soweit nicht bereits vom Objekt 20 vorhanden - unter Verwendung einer Objektanordnung 3, die vor- liegend zur Reflexion des Laserstrahls 5 eine spiegelnde Be- schichtung aufweist und zur leichten Verstaubarkeit aus flexiblem Material gebildet ist. Die Objektanordnung 3 kann an einem Objekt 20 vorübergehend anbringbar und lösbar sowie wieder anbringbar mit einem geeigneten Adhäsiv befestigt werden.
Gemäß dem Konzept der Erfindung wird die Lasereinheit 1 in der Pendellaservorrichtung mittels einem vorliegend symbolisch dargestellten Festlegungsmittel 7 festgelegt, und an- schließend wird mit dem vorliegend als Diode ausgebildeten Prüfmittel 9 festgestellt, ob der senkrecht zum Lot orientierte Laserstrahl 5 und an der Objektanordnung 3 reflektierte Laserstrahl 5' in Deckung sind. Diese Situation trifft zu für die beiden in der Abbildungsachse 11 der Fig. 1 verlaufenden Laserstrahlen 5, 5' . Eine Deckungssituation wird durch die Diode 9, beispielsweise aufgrund der erhöhten einfallenden Intensität durch den reflektierten Laserstrahl 5', registriert. Zusätzlich oder alternativ kann
auch ein entsprechendes Sichtfeld als Prüfmittel 9 vorgesehen sein, das es dem Anwender erlaubt, festzustellen, ob der reflektierte Laserstrahl 5' auf der Abbildungsachse 11 verläuft.
Fig. 1 stellt auch zwei Situationen dar, für die ein Prüfmittel 9, anzeigen würde, dass sich ein senkrecht zum Lot orientierter Laserstrahl 13 bzw. 15 außerhalb der Abbildungsachse 11, vorliegend oberhalb bzw. unterhalb der Abbil- dungsachse 11, befindet. Diese in Fig. 1 dargestellten Situationen führen nämlich dazu, dass ein reflektierter Laserstrahl 13', 15' von der reflektierenden Objektanordnung 3 weiter abgelenkt wird und somit nicht auf das vorliegend als Diode ausgebildete Prüfmittel 9 zum Liegen kommt, sondern vielmehr gar nicht in einen akzeptablen Bereich 17 in Deckung mit dem ausgesendeten Laserstrahl 13, 15 gerät. In solch einem Fall müsste die in Fig. 1 dargestellte Lasereinheit 1 der Pendellaservorrichtung bzw. die Pendellaservorrichtung soweit ausgerichtet werden, bis eine Situation auf- tritt, wie sie durch die Laserstrahlen 5, 5' repräsentiert wird. Das heißt, der Anwender hat unter Berücksichtigung des Prüfmittels 9 eine Lasereinheit 1 oder die Pendellaservorrichtung soweit auszurichten, dass ein ausgestrahlter Laserstrahl 13,15 in Deckung mit einem reflektierten Laserstrahl 13', 15' ist und somit die Lasereinheit 1 der Pendellaservorrichtung parallel zum Objekt 20 ausgerichtet ist. Danach ist ein symbolisch dargestelltes Schwenkmittel 19 vorgesehen, mit dem die Lasereinheit 1 an der nunmehr Abbildungsfehler vermeidenden Position nach oben oder unten geschwenkt werden kann, um Linien zu erzeugen, die in einem großen Winkel zur Horizontalen liegen.
Der Anwender erhält somit auf besonders einfache Weise mit dem System 10 gemäß dem Konzept der Erfindung die Möglichkeit, nicht nur horizontale Linien zu erzeugen, sondern darüber hinaus auch auf einfache Weise und abbildungsfehlerfrei Linien beispielsweise in Deckenhöhe oder Fußbodenhöhe. Der Anwender wird dazu gemäß der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung in die Lage versetzt, zunächst die Lasereinheit 1 an der frei selbstausgerichteten Position festzulegen, anschließend festzustellen, ob der senkrecht zum Lot orien- tierte Laserstrahl 5 in einer Abbildungsachse 11 der Lasereinheit 1 verläuft, nämlich in dem er feststellt, dass der ausgesendete Laserstrahl 5 und der reflektierte Laserstrahl 5' auf der Diode 9 deckungsgleich übereinander liegen, und anschließend die Lasereinheit 1 in der frei selbstausgerich- teten Position zur Erzeugung des weit außeraxialen Laserstrahls zu schwenken.
Insbesondere wird der Anwender also in die Lage versetzt, im Feststellschritt festzustellen, ob der senkrecht zum Lot orientierte Laserstrahl 5 in Deckung mit einem davon erzeugten reflektierten Laserstrahl 5' ist und/oder festzustellen, ob der senkrecht zum Lot orientierte Laserstrahl 5 im Wesentlichen achsnah zu einer Abbildungsachse 11 einer gegebenenfalls separat von der Lasereinheit 1 vorgesehenen Abbil- dungsanordnung verläuft.
Gegebenenfalls, soweit es sich nicht um ein reflektierendes Objekt handelt, bringt der Anwender dazu eine reflektierende Markierung 3 am Objekt 20 an.
Fig. 2 zeigt eine in Bezug auf Fig. 1 erläuterte ähnliche Lasereinheit 1 in einem Gehäuse 4 einer Pendellaservorrichtung 2. Dieselbe ist mit ihrem Gehäuse 4 zur geeigneten Po-
sitionierung der Pendellaservorrichtung 2 auf einem Stativ 6 variabel angeordnet. Die Lasereinheit 1 ist im Gehäuse 4 an einer vorliegend symbolisch dargestellten Pendelanordnung 8 zweckmäßiger Art aufgehängt, derart dass die Lasereinheit 1 mittels der Pendelanordnung 8 unabhängig von einer Ausrichtung des Gehäuses 4, am Lot frei und selbstausrichtbar ist und zur Erzeugung eines senkrecht zum Lot orientierten Laserstrahls 5 ausgelegt ist.
Ein Schwenkmittel 19 ist vorliegend als ein Mechanismus gebildet, mit dem es möglich ist, die optische Achse der Lasereinheit 1 im Wesentlichen senkrecht zum Objekt 20, hier eine Wand, auszurichten. Mit anderen Worten, so dass der Laserstrahl 5, der zuvor im Wesentlichen senkrecht zum Lot orientiert wurde, nunmehr in einer Abbildungsachse 11 der Lasereinheit 1 verläuft. Zur Ausbildung des Schwenkmittels 19 ist vorliegend eine Schwenkachse 19' für ein Laserelement 1' der Lasereinheit 1 zur Verfügung gestellt. Die Schwenkachse 19' ist im Laserelement 1' angeordnet. Um die Schwenk- achse 19' kann das Laserelement 1' und damit der Laserstrahl 5, nach oben bzw. unten geschwenkt werden.
Zusammenfassend betrifft eine Pendellaservorrichtung 2 aufweisend: ein Gehäuse 4; eine in dem Gehäuse 4 angeordnete Pendelanordnung 8 und an der Pendelanordnung 8 angebrachte Lasereinheit 1, wobei die Lasereinheit 1 mittels der Pendelanordnung 8 unabhängig von einer Gehäuseausrichtung am Lot frei und selbstausrichtbar ist und zur Erzeugung eines senkrecht zum Lot orientierten Laserstrahls 5 ausgelegt ist. Ge- maß dem Konzept der Erfindung ist ein Festlegungsmittel 7 vorgesehen, mit dem die Lasereinheit 1 an der frei selbstausgerichteten Position festlegbar ist; sowie ein Prüfmittel 9 vorgesehen, mit dem feststellbar ist, ob der senkrecht zum
Lot orientierte Laserstrahl 5 in einer Abbildungsachse 11 der Lasereinheit 1 verläuft; sowie ein Schwenkmittel 19 vorgesehen, mit dem der Laserstrahl 5, vorzugsweise ein Laserelement 1', der Lasereinheit 1, in der frei selbstausgerich- teten Position schwenkbar ist.