ITMI952391A1

ITMI952391A1 - Apparecchio di livellamento lavorante con un raggio laser

Info

Publication number: ITMI952391A1
Application number: IT95MI002391A
Authority: IT
Inventors: Roland Stark
Original assignee: Hensoldt Und Sohne Optische We
Priority date: 1994-11-21
Filing date: 1995-11-20
Publication date: 1997-05-20
Also published as: NL1001677A1; DE9418591U1; IT1277225B1; ITMI952391A0; NL1001677C2

Description

Descrizione dell'invenzione industriale avente per titolo: "Apparecchio di livellamento lavorante con un raggio laser"

Riassunto del trovato

Apparecchio di livellamento lavorante con un raggio laser, con una unità oscillabile attorno all'asse verticale dell'apparecchio, la quale produce e proietta il raggio laser, nel quale apparecchio il dispositivo producente e proiettante il raggio laser è supportato cardanicamente, e sotto l'azione della forza di gravità, con l'ausilio di un pendolo oscillabile da tutti i lati, il raggio laser è allineato nella direzione di irraggiamento orizzontale, e nel quale apparecchio sono previsti mezzi di smorzamento per l'oscillazione del pendolo, e nel quale inoltre per lo smorzamento delle oscillazioni .del pendolo è previsto un dispositivo di freno a corrente di Foucault. (Figura la).

Descrizione del trovato

L'invenzione si riferisce ad un apparecchio di livellamento lavorante con un raggio laser secondo la definizione introduttiva della rivendicazione 1.

Ruotando attorno ad un asse verticale il dispositivo producente e irraggiante o emettente il raggio laser, quest'ultimo sfiora una superficie che si trova orizzontalmente. Se esso in tal caso perviene su un oggetto, come una parete, un gradino di scala o similari, allora esso produce ivi rispettivamente un punto che può essere marcato. Tutti questi punti marcati si trovano in un piano orizzontale, cosicché, in particolare nel settore dell'edilizia, per esempio nel caso di un edificio, può avere luogo un allineamento di pavimenti, gradini di scale e similari.

Affinché il raggio laser emesso o irraggiato si muova in un piano orizzontale, l'asse di rotazione del dispositivo che produce, e proietta, il raggio laser deve essere orientato o allineato verticalmente in modo preciso.

Un tale allineamento viene conseguito in prima approssimazione mediante livelle previste sulla parte fissa dell'apparecchio. Mediante regolazione, per esempio di due piedini nel caso di un appoggio dell'apparecchio a tre punti, può essere conseguito un allineamento od orientamento verticale dell'asse con la precisione di più/meno un grado angolare.

Una siffatta precisione non è tuttavia sufficiente per molti scopi. Pertanto si sono già sviluppati apparecchi, i quali garantiscono una maggiore precisione per il fatto che il dispositivo producente, e irraggiante, il raggio laser, è supportato cardanicamente e viene orientato, sotto l'azione della forza di gravità, mediante un pendolo collegato saldamente con questo dispositivo e sollecitato da un peso.

Un siffatto pendolo tende tuttavia ad oscillare per un intervallo di tempo piuttosto lungo, cosicché è necessario un dispendio in termini di tempo relativamente grande, per conseguire l'allineamento od orientamento del dispositivo che produce e irraggia il raggio laser. Inoltre un siffatto pendolo può essere portato facilmente fuori dalla sua posizione nominale o prescritta, tramite scuotimenti, influenze del vento e similari, cosicché è necessario aspettare una nuova operazione di pendolamento.

Per eliminare questo svantaggio è noto, secondo il brevetto per modello di utilità tedesco DE-GM 9012 737.4, il fatto di lasciare oscillare, in un liquido con grande viscosità, in particolare in olio, il peso previsto sull'estremità inferiore del pendolo, cosicché questo liquido esercita un'azione smorzante sul pendolo-, e quindi sul dispositivo che produce e irraggia il raggio laser, la qual cosa si estrinseca favorevolmente in termini di tempo durante l'utilizzo dell'apparecchio.

Si è rilevato il fatto che siffatti apparecchi non sono agevoli relativamente alla manutenzione, perché si deve controllare costantemente se il livello dell'olio nell'apparecchio presenta la sua corretta altezza, vale a dire si deve controllare se bisogna eventualmente rabboccare l'olio. Inoltre il liquido di smorzamento, in particolare un olio, tende alla formazione di resina, per cui viene influenzata svantaggiosamente l'azione di smorzamento.

Il compito dell'invenzione è quello di indicare un apparecchio di livellamento a raggio laser, nel quale il raggio laser è emesso in un piano orizzontale è oscillabile attorno ad un asse verticale, il quale apparecchio, da un lato, non richiede alcuna manutenzione e, dall'altro lato, consente di ottenere un'elevata precisione angolare mediante un autolivellamento.

Questo compito viene risolto mediante la peculiarità caratterizzante della rivendicazione 1.

Prevedendo un dispositivo di freno a corrente di Foucault ha luogo, come si è rilevato, un autolivellamento dell'apparecchio con una precisione di circa un minuto angolare. Questa precisione corr-isponde a 0,3 millimetri di scostamento massimale per metro. Questa precisione vale per l'intero campo di oscillazione dell'apparecchio da 0° fino a 360°.

Il dispositivo di freno a corrente di Foucault è costituito, in un'ulteriore conformazione dell'invenzione, da un disco di rame oppure di alluminio, il quale è collegato saldamente con il braccio del pendolo ed è disposto movibile liberamente tra anelli di magneti permanenti.

Gli anelli di magneti permanenti sono magnetizzati in modo tale per cui essi presentano alternativamente poli nord e poli sud. Tra i poli nord e i poli sud possono essere previste zone non magnetizzate. Gli anelli magnetici sono disposti in modo tale per cui essi si trovano in piani reciprocamente paralleli, tuttavia sono ruotati reciprocamente in modo tale per cui tra questi due anelli, visto in direzione verticale, sempre un polo nord di un anello è contrapposto ad un polo sud dell'altro anello.

Tra gli anelli magnetici si viene a formare in tal modo un forte campo magnetico con linee magnetiche trovantesi sostanzialmente parallelamente tra loro.

Tra questi due anelli è disposto liberamente movibile il disco di rame o di alluminio. Se questo disco si muove nel campo magnetico, nel disco si vengono ad originare correnti parassite di Foucault, le quali tendono a trascinare gli anelli magnetici. Poiché gli anelli magnetici sono però disposti fissi nella cassa, il disco viene fortemente frenato nel suo movimento, cosicché il pendolo associato si muove nella sua posizione verticale e rimane in questa posizione senza influenze esterne.

Affinché il baricentro del dispositivo producente e irraggiante il raggio laser non venga spostato in modo incontrollabile tramite una sorgente di corrente (batteria, accumulatore) prevista nell'apparecchio, in particolare dopo la sostituzione di una siffatta batteria oppure di un siffatto accumulatore, in un'ulteriore conformazione dell'invenzione nella parte girevole dell'apparecchio è previsto uno scomparto della batteria. Le linee elettriche di collegamento dalla sorgente di corrente nello scomparto della batteria verso il dispositivo producente e irraggiante il raggio laser sono disposte, in un'ulteriore conformazione dell'invenzione, perlomeno parzialmente nelle parti d'asse dell'articolazione cardanica, e più precisamente con il gioco necessario, cosicché l'allineamento od orientamento del dispositivo irraggiante il raggio laser non viene ostacolato da parte del pendolo. In questa esecuzione uno spostamento o traslazione del baricentro della parte girevole dell'apparecchio non si trasmette sul dispositivo irraggiante il raggio laser, perché questo dispositivo è supportato sulla parte fissa dell'apparecchio e il pendolo allinea sempre, attraverso l'articolazione cardanica, il dispositivo producente e irraggiante il raggio laser, indipendentemente da una rotazione della parte girevole dell'apparecchio.

Frequentemente si desidera oscillare il dispositivo, che produce e irraggia il raggio laser, in modo preciso in ragione di 90° attorno all'asse verticale, per marcare due punti sfalsati reciprocamente angolarmente, in ragione di 90° rispetto al punto di riferimento (asse di rotazione dell'apparecchio)- Per ottenere ciò, tra la parte fissa dell'apparecchio e la parte girevole dell'apparecchio è previsto vantaggiosamente un anello trascinatore o di trascinamento, il quale presenta una cavità, nella quale si impegna un trascinatore della parte girevole dell'apparecchio. La cavità è conformata in modo tale che, ruotando la parte dell'apparecchio, la quale produce e irraggia il raggio laser, oltre un angolo di 90°, per esempio nel caso di una rotazione di 360°, un trascinatore di questa parte dell'apparecchio trascina l'anello di trascinamento, vale a dire ruota concomitantemente attorno all'asse verticale. In una posizione di trascinamento a piacere l'anello trascinatore può essere collegato saldamente con la parte fissa della cassa mediante mezzi di serraggio previsti, cosicché allora soltanto il trascinatore della parte girevole dell'apparecchio si può muovere, nell'ambito di un intervallo angolare di 90°, nella cavità prevista dell'anello trascinatore.

Dopo lo scioglimento del collegamento di serraggio, e quindi dell'anello trascinatore tra la parte fissa della cassa, la parte girevole della cassa, la quale porta il dispositivo producente e irraggiante il raggio laser, può essere ruotata nuovamente in qualsiasi posizione angolare a piacere.

Ulteriori dettagli dell'invenzione sono rilevabili dalle rivendicazioni dipendenti.

Un esempio di esecuzione dell'invenzione è illustrato sul disegno, e più precisamente mostrano:

la figura la una sezione longitudinale attraverso 1'apparecchio;

la figura lb la vista in pianta sull'apparecchio, parzialmente in spaccato;

la figura le la vista laterale dell'apparecchio della figura la in direzione della freccia 1C, parzialmente in spaccato;

la figura 2 un dettaglio della figura la in rappresentazione prospettica;

la figura 3 una sezione secondo la linea III-III della figura la;

la figura 4 una sezione secondo la linea IV-IV della figura 2;

la figura 5 una sezione secondo la linea V-V della figura la in rappresentazione schematica;

la figura 6 una sezione attraverso la parte girevole dell'apparecchio;

la figura 7 una sezione secondo la linea VII-VII della figura la.

Secondo la figura la l'apparecchio presenta una piastra di base 1, la quale poggia su tre piedini 2, 3, 4. I piedini 3, 4 sono regolabili in altezza per mezzo di viti 5, 6 (figura le), i quali sono supportati in filettature 7, 8 della piastra di base 1. Una livella a bolla d'aria 9 (figura lb) mostra la posizione orizzontale della piastra di base 1, e in tal modo la posizione corretta dell'apparecchio disposto sulla piastra di base.

Con la piastra di base 1 è collegata saldamente una parte fissa 10 della cassa, la quale attraverso un anello trascinatore o di trascinamento 11 porta una parte 12 della cassa girevole attorno all'asse A-A. La parte girevole 12 della cassa porta il dispositivo 14 illustrato nella figura la (vedere anche la figura 6) il quale dispositivo produce, e irraggia, un raggio laser 13. Il dispositivo 14 producente e irraggiante il raggio laser è collegato, attraverso un'articolazione cardanica 17, con la parte girevole 12 dell'apparecchio e porta un pendolo 15, 16, il cui braccio di pendolo 15 è caricato da un peso 16.

Con l'ausilio della livella 9 a bolla d'aria e regolando le viti 5, 6, l'apparecchio viene allineato od orientato con una precisione di circa un grado angolare, cosicché l'asse A-A può essere supposto disposto verticalmente. Nella parte girevole 12 dell'apparecchio secondo la figura 2 il pendolo 15, 16 allinea il dispositivo 14, producente il raggio laser 13, con l'ausilio dell'articolazione cardanica 17 sempre in modo tale che il raggio laser 13 si muove sempre in un piano orizzontale anche alla rotazione della parte girevole 12 dell'apparecchio in direzione della freccia 20. Al pervenire del raggio laser 13 su un oggetto, come su una parete o similare, il punto di impatto viene marcato con l'ausilio del raggio laser. Questo punto può essere contraddistinto dall'utilizzatore sulla parete o similare. Mediante rotazione del dispositivo 14, producente e irraggiante il raggio laser, attorno al suo asse verticale, è possibile caratterizzare o contraddistinguere una pluralità di punti di uguale livello di altezza.

L'articolazione cardanica 17 è costituita di un anello 23 supportato nella parte girevole 12 dell'apparecchio con spinotti 22a, 22b attorno all'asse B-B, nel quale anello il pendolo 15, 16 è supportato girevole attorno all'asse C-C per mezzo degli spinotti 24a, 24b.

Affinché l'anello di articolazione 23 e una bussola 25 alloggiante il pendolo 15, 16 seguano facilmente il movimento del pendolo 15, 16, gli spinotti 22a, 22b, 24a, 24b sono disposti, come illustrato per lo spinotto 22a in figura 4, in rispettivamente un cuscinetto a sfere 26. Il cuscinetto a sfere 26 presenta due anelli 27, 28, tra i quali sono disposte le sfere 29. Lo spinotto 22a> e anche gli ulteriori spinotti di supporto 24a, 24b, come pure 22b, si trovano in corrispondenti cuscinetti a sfere (non illustrati).

Gli spinotti 22a, 22b, 24a, 24b sono conformati fondamentalmente in modo tale che il loro diametro è più piccolo del diametro interno dell'anello interno 28 del cuscinetto a sfere, cosicché gli spinotti possono rotolare nell'anello interno 28 di ciascun cuscinetto a sfere. Quanto più piccolo è il diametro dello spinotto tanto più precisa è la posizione di rotolamento, attivata dal peso del pendolo 15, 16, dello spinotto all'interno dell'associato anello 28 di cuscinetto a sfere. Gli spinotti nel loro diametro non sono tuttavia piccoli a piacere, poiché essi sono sottoposti a sollecitazioni meccaniche.

Poiché il pendolo 15, 16 secondo la figura 2 tende ad eseguire oscillazioni sovrapponentesi in direzione delle frecce 30, 31, e i cuscinetti a sfere 26 previsti secondo la figura 4 favoriscono il comportamento di oscillazione, per lo smorzamento del movimento di oscillazione del pendolo 15, 16 è previsto un dispositivo di smorzamento. Il dispositivo di smorzamento è costituito di due anelli magnetici 41, 42, i quali, come è rilevabile dalla figura la, sono collegati saldamente con la parte 10 della cassa fissa attraverso anelli portanti 43, 44. Gli anelli magnetici 41, 42 sono magnetizzati in modo tale che sugli stessi sono disposti alternativamente poli nord N e poli sud S (figura 3).

Gli anelli magnetici 41, 42 sono disposti reciprocamente in modo tale che i poli nord N e i poli sud S di un anello sono contrapposti, come indicato tra parentesi in figura 3, visto in direzione verticale, rispettivamente ad un polo sud S e ad un polo nord N. In tal modo tra gli anelli magnetici 41, 42 si viene ad originare un forte campo magnetico, le cui linee magnetiche si estendono sostanzialmente all'incirca verticalmente tra gli anelli magnetici 41, 42.

Tra gli anelli magnetici 41, 42 è previsto un disco di rame 56, il quale è collegato saldamente con il braccio 15 del pendolo. Durante il movimento del pendolo 15, 16 e quindi del dispositivo 14 producente e irraggiante il raggio laser, in direzione delle frecce 30 e/oppure 31, il campo magnetico tra gli anelli magnetici 41, 42 produce correnti parassite nel disco di rame 56, le quali tendono a spostare gli anelli magnetici 41, 42, la guai cosa tuttavia non è possibile, poiché questi sono disposti saldamente nella parte 10 della cassa. Di conseguenza viene fortemente frenato il movimento del pendolo 15, 16.

Affinché nel pendolo 15, 16 non si verifichi alcun spostamento del baricentro in seguito all'inserimento o sostituzione di una sorgente di energia (batteria 61), il quale spostamento devierebbe il pendolo nella sua posizione di zero dalla direzione verticale, in una manopola girevole 35 (figura 6) collegata saldamente con la parte girevole 12 dell'apparecchio e azionabile manualmente, è previsto uno scomparto 60 per la batteria. La posizione del baricentro del dispositivo 14, producente e irraggiante il raggio laser, compreso il pendolo 15, 16 collegato con questo dispositivo, rimane mantenuta nel caso di una sostituzione della batteria, perché uno spostamento del baricentro nella parte girevole 12 dell'apparecchio non si trasmette, attraverso l'articolazione cardanica, sul dispositivo 14, producente e irraggiante il raggio laser, e sul pendolo 15, 15 collegato con questo dispositivo.

Il collegamento elettrico dallo scomparto 60 della batteria al dispositivo 14, producente e irraggiante il raggio laser, ha luogo mediante linee elettriche 19, le quali sono condotte attraverso lo spinotto 22a (figura 2), l'anello di articolazione 23 come pure lo spinotto 24d verso il dispositivo 14 producente e irraggiante il raggio laser. Le linee sono posate in modo sciolto, cosicché esse non ostacolano il movimento di rotazione e di pendolamento del dispositivo 14 producente e irraggiante il raggio laser. Con 18 è indicato un interruttore previsto nella manopola girevole 25 e aprente, oppure chiudente, il circuito elettrico.

Il dispositivo 14 producente e irraggiante il raggio laser è girevole, con l'ausilio della parte girevole 12 dell'apparecchio, in direzione della freccia 20 (figura 2) rispetto alla parte fissa 10 della cassa, in ragione di 360° e più. L'anello trascinatore 11, previsto tra la parte girevole 12 dell'apparecchio e la parte fissa 10 dell'apparecchio, viene ruotato in tal caso dalla parte girevole 12 dell'apparecchio, con l'ausilio di una spina 73 (figura 5), concomitantemente attorno all'asse A-A. Per il trascinamento l'anello trascinatore 11 porta, sfalsati sotto un angolo di 90°, addizionalmente allo spessore della spina, due arresti 70, 71, contro i quali si impatta durante la rotazione la spina 73 della parte girevole dell'apparecchio, quando la parte 12 dell'apparecchio viene oscillata soltanto in modo sufficientemente ampio.

Se la parte 12 supportata girevole dell'apparecchio viene ruotata con senso contrario alla direzione della freccia 72, la spina 73 nella posizione 73a si impatta sull'arresto 71 e trascina l'anello trascinatore o di trascinamento in direzione della freccia 74.

L'anello trascinatore 11 presenta in corrispondenza del suo bordo secondo la figura 6 una superficie obliqua 82 inclinata per esempio in ragione di 5°. Con l'ausilio di una vite di serraggio 83, la quale esercita una pressione sulla superficie obliqua 82, l'anello di trascinamento 11 viene premuto contro superfici di appoggio 75 (figura 7) della parte fissa 10 della custodia, cosicché esso risulta collegato in modo non spostabile con la parte fissa 10 della cassa. In questa posizione la spina 73 si può muovere solamente tra gli arresti 70, 71, vale a dire che il dispositivo 14, producente e irraggiante il raggio laser, esegue allora una rotazione precisa di 90°.

Per scopi di regolazione, l'arresto 70 può essere eseguito, a titolo di esempio, come spina eccentrica.

Legenda

1 Piastra di base

2 Piedino

3 Piedino

4 Piedino

5 Vite

6 Vite

7 Filettatura

8 Filettatura

9 Livella a bolla d'aria

10 Parte fissa della cassa

11 Anello trascinatore

12 Parte girevole della cassa

13 Raggio laser

14 Dispositivo producente e irraggiante il raggio laser

15 Braccio del pendolo

16 Peso

17 Articolazione cardanica

18 Inseritore e disinseritore

19 Linee elettriche

20 Freccia

22b Spinotto

23 Anello di articolazione

24b Spinotto

25 Bussola

26 Cuscinetto a sfere

27 Anello di cuscinetto a sfere

28 Anello di cuscinetto a sfere

29 Sfere

30 Freccia

31 Freccia

35 Manopola girevole

41 Anello magnetico

42 Anello magnetico

43 Anello portante

44 Anello portante

55b, 55c Zone non magnetiche

56 Disco di rame

60 Scomparto della batteria 61 Batteria

70 Arresto

71 Arresto

72 Freccia

73 Spina

73a Posizione della spina 74 Freccia

75 Superfici di appoggio 81 Parte fissa della cassa 82 Superficie obliqua

83 Vite di bloccaggio

A-A Asse

B-B Asse

C-C Asse

Claims

Rivendicazioni 1. Apparecchio di livellamento lavorante con un raggio laser, con una unità oscillabile attorno all'asse verticale dell'apparecchio e producente e proiettante il raggio laser, nel quale apparecchio l'unità producente e proiettante il raggio laser è supportata cardanicamente e, sotto l'azione della forza di gravità, con l'ausilio di un pendolo oscillabile da tutti i lati, allinea il raggio laser nella direzione di irraggiamento orizzontale, e nel quale apparecchio sono previsti mezzi di smorzamento per l'oscillazione del pendolo, caratterizzato dal fatto che per lo smorzamento delle oscillazioni del pendolo (15, 16) è previsto un dispositivo di freno a corrente di Foucault (41, 42, 56).
2. Apparecchio di livellamento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il pendolo (15, 16) porta un disco di rame o di alluminio (56), il quale è disposto, movibile liberamente, tra anelli magnetici (41, 42).
3. Apparecchio di livellamento secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che gli anelli magnetici (41, 42) presentano una pluralità di poli nord (N) e di poli sud (S) disposti alternativamente.
4. Apparecchio di livellamento secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che tra i poli (N, S) di ciascun anello (41, 42) è prevista rispettivamente una zona (55a, 55b, 55c) non magnetica.
5. Apparecchio di livellamento secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il disco (56) collegato con il pendolo (15, 16) è conformato in forma di cerchio e presenta un diametro che corrisponde al diametro degli anelli magnetici (41, 42).
6. Apparecchio di livellamento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che gli spinotti di supporto (22a, 22b, 24a, 24b) delle parti dell'articolazione cardanica sono disposti in cuscinetti a sfere (26) anulari.
7. Apparecchio di livellamento secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che il diametro dell'anello interno (28) del cuscinetto a sfere è maggiore del diametro dello spinotto di supporto (22a, 22b, 24a, 24b) disposto nell'anello.
8. Apparecchio di livellamento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'apparecchio presenta una parte di cassa (10) fissa e una parte di apparecchio (12) girevole sulla parte di cassa (10) fissa, e dal fatto che nella parte di apparecchio (12) girevole sono supportati cardanicamente il dispositivo (14), producente e irraggiante il raggio laser, e il pendolo (15, 16) collegato con detto dispositivo.
9. Apparecchio di livellamento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la parte di cassa (10) fissa dell'apparecchio di livellamento è disposta su tre piedini (2, 3, 4), dei quali due (3, 4) sono regolabili nell'altezza, e dal fatto che la parte (10) della cassa porta perlomeno una livella.
10. Apparecchio di livellamento secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che la livella è una livella a bolla d'aria (9).
11. Apparecchio di livellamento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la parte girevole (12) dell'apparecchio presenta uno scomparto (60) per l'alloggiamento di una sorgente elettrica di corrente (61), e le linee elettriche dalla sorgente di corrente (61) al dispositivo (14) producente il raggio laser sono condotte, perlomeno parzialmente, attraverso le parti dell'articolazione cardanica.
12. Apparecchio di livellamento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che tra la parte girevole (12) dell'apparecchio e la parte fissa (10) della cassa è previsto un anello di trascinamento (11) oppure un disco di trascinamento con arresti (70, 71), per una spina (73) disposta sulla parte girevole (12) dell'apparecchio, oppure inversamente.
13. Apparecchio di livellamento secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che l'anello di trascinamento (11) oppure il disco di trascinamento è bloccabile saldamente sulla parte fissa (10) della cassa.