WO1991002217A1 - Winkelrichtlatte - Google Patents

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WO1991002217A1
WO1991002217A1 PCT/DE1990/000591 DE9000591W WO9102217A1 WO 1991002217 A1 WO1991002217 A1 WO 1991002217A1 DE 9000591 W DE9000591 W DE 9000591W WO 9102217 A1 WO9102217 A1 WO 9102217A1
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housing
laser
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laser beam
beams
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PCT/DE1990/000591
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ralf Hinkel
Original Assignee
Ralf Hinkel
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • G01C15/002—Active optical surveying means
    • G01C15/008—Active optical surveying means combined with inclination sensor

Definitions

  • This invention is a universal straightening staff which uses multiple laser light beams for simple and handy application, alignment and checking of the straightness of lines and associated angular fissures.
  • Leveling devices or direction finders which may have lasers, are also used, but they are too bulky, too large or too expensive if distances in the range of 1 to 10 meters are to be aligned. Measuring and applying gradients, as often required by the screed or paving company, is mainly carried out with a spirit level and a setting stick or guide line, since leveling devices are too bulky.
  • a spirit level was included in the utility model application DE-U-8907079.8 presented a longitudinally aligned laser tube.
  • Such a device is indeed suitable for direction finding or measuring high points similar to a leveling device, but for this it has to be aligned and held by a person on the wall or on the floor. Thus, it replaces a guideline only to a limited extent, because, in contrast to the spirit level described, the alignment line continues to be displayed even after the single alignment.
  • the spirit level can be mounted on a leveling stand, but then the device becomes so unwieldy that it can no longer be used indoors in a practical manner.
  • the object of the invention is to create a robust and handy device that is suitable for daily use and that enables simple alignment, plumbing, plotting and measuring of angles, levels and rooms in one-man operation.
  • lasers with beam splitters or deflecting mirrors are installed in a handy housing in such a way that the emerging beam paths preferably span right solid angles, i.e. the light axes form a 2- or 3-dimensional coordinate system.
  • some or all of these laser light axes can also be aligned with the contact surfaces of the device, so that, for example, a plane of an object onto which the device is placed or applied is artificially extended in both directions by the laser beams.
  • the plumb line is additionally indicated by a third beam running at a right angle.
  • a beam can be used to position shelves or partitions along a reference line, the other beam then marking the desired angle.
  • the 3 laser light axes span a 3-dimensional coordinate system aligned with the reference wall.
  • the laser beam generators or beam splitters or deflecting mirrors can also be designed to be adjustable, so that variable angles are possible. For example, a laser beam can "run” diagonally across the wall and "point" to the opposite corner point. By automatically swiveling this beam back and forth in front of the wall, the specified level becomes “available” at every point on the wall. The level and orientation of the wall can thus be determined at any point simply by stopping a meter and reading the division swept by the laser beam.
  • the use of an electronic meter measure with position-sensitive photo receivers is also conceivable here.
  • the difference between the device described and a known leveling device or a laser spirit level lies in the fact that it does not primarily serve for the application of a reference point, but as a replacement for straightening cords that are to be tensioned.
  • the essential The advantage of the device described is that, in contrast to the guideline, the indicated escape lines cannot be deflected and falsified and that they do not form "trip wires" or hinder the work.
  • Semiconductor laser modules with integrated optics and electronics are used as laser light sources. These have the advantage over the gas lasers that they are less sensitive to impact and smaller. In addition, the high-voltage power supply is eliminated and the power consumption is much lower. To classify it into a harmless laser class, the maximum power of the emerging laser radiation must be limited. If the ambient brightness is high, the laser spot on an object is difficult to see. To increase visibility, the laser control electronics preferably have several adjustable flashing operating modes, since a flashing dot is easier to see. To adapt to different requirements, the shape and size of the laser light spot can be adjusted by changing the aperture or the distance between the lens and the laser diode. To save energy, the device is equipped with a timer which switches it off after a predetermined time. To reduce the production effort and to increase the ease of use, the switching on / off or the switching of the operating modes is carried out by a single sensor key without mechanically moving parts. A magnetically operated switch is also conceivable, since it is less sensitive to dirt.
  • the preferably height-adjustable feet are integrated into the device itself or attached there by means of a preferably magnetic fastening device. If the feet are provided with a degree or inclination scale, the orientation of the device and thus the laser beams can be measured or adjusted in relation to the standing area.
  • the device can also be equipped with a foot that can be swiveled to either side, so that depending on which side the device has to be placed against the wall, this height-adjustable swivel foot can be folded onto the other side.
  • the device can thus be kept very narrow, so that the laser beams can be brought close to the wall. Nevertheless, there is a sufficiently large lever for exact adjustment of the inclination position via the height-adjustable swivel base.
  • the device can also be attached to the wall by means of a suspension device, for example in the form of bores going through the device.
  • a special holding device for wall mounting is provided with adjustment devices that enable the device to be tilted and tilted relative to the holder, simple alignment of the light axes on the wall is also possible.
  • the device can be easily attached to magnetic objects.
  • an inclination measuring device is additionally introduced into the device, for example an inclinometer, the spatial position of the device and thus the emerging light beams can be measured and displayed by an evaluation and display unit.
  • the beam paths can also be easily aligned by adjusting the feet according to the position shown in each case.
  • An improved version provides for the modulation of the laser beams depending on the spatial position of the device or its contact edges.
  • the modulation can take place, for example, by changing the power of the light beam generator, by switching from flashing to continuous operation or by changing the light color.
  • the predetermined angular position can be displayed or checked out of the hand without a support, since the laser beams indicate the desired position directly and are preferably only switched on at this position.
  • the outer surface of the device does not necessarily have to be aligned with the beam path.
  • a leveling staff can thus be placed on a table or on the floor and used as a device for applying angles and surfaces. Overall, this efficiently supports a one-man working method.
  • the setting of a certain angular or spatial position is considerably simplified overall if the modulation of the light rays does not require any readings or vials to be read depending on the spatial position.
  • the angle straightening staff can also be attached to a device to be aligned or a machine, the desired normal position being indicated on the basis of the modulation of the laser light beams, for example also by changing the color of the lasers. Alignments can be carried out or monitored, particularly on larger devices or machines, without having to read a few degrees directly on the measuring device (angular straightening staff. An acoustic output of the spatial position is also conceivable.
  • the device can be equipped with such vials, which are aligned with the contact surfaces or laser beams.
  • these vials can be adjusted in their position relative to the beam axes or to the housing and can be designed with an angle scale.
  • a device equipped with dragonflies can also be used. For this purpose, it is aligned horizontally, for example, and the gradient can then be plotted in both directions of the plane with a meter measure held in the beam path at the appropriate distance.
  • the device Compared to a known inclinometer or inclinometer, the device has the advantage that the incline is plotted over a long axis, which ensures a more precise alignment than is possible with the short contact surface of a conventional inclinometer.
  • Even the simple design of the angle straightening staff without inclination measuring device is suitable for leveling and marking the intermediate points if the beams are previously aligned with corresponding marking points on the plane.
  • Another area of application is in preferably right-angled alignments, for example of floor coverings or, by means of an integrated inclination device, in the alignment of, above all, small pipes.
  • the laser beam can be made adjustable relative to the axis of the device inclined lines or straightening lines, for example for aligning a roof beam, are marked or even only displayed.
  • the usual leveling or direction-finding devices are not used due to their size and unwieldiness, but are used with a meter and guideline.
  • the adjustable feet are made electrically adjustable by means of actuators, the spatial position determined by an inclination measuring device can be automatically transferred to the preselected position by the evaluation and control unit.
  • the device has the advantage that it displays all the desired spatial axes directly, while the rotating leveling device only marks one level.
  • the device is aligned using a remote control, one-man operation is significantly supported since the laser light spot can be observed "on site" on the illuminated object.
  • the remote control can also take place directly via the emitted light beams if these light beams are modulated by the remote control and this modulation is reflected by a suitable receiver in the device and is forwarded to the evaluation unit.
  • the proposed device can be rotated in connection with a foot or tripod to be inserted, so that the application of all-round outlines, for example for attaching a cable duct, is easily possible.
  • the spatial position of the plane to be marked can be adjusted by aligning the tripod or using an adjusting device on the swivel joint. Automatic turning by means of a motor is also possible. If the position of the swivel joint is suspended adjustable by an actuator in relation to the device, the tilt of the tripod can be compensated either by a manual adjustment process via the input unit or remote control or automatically by the inclination measuring device and evaluation unit.
  • An extendable swivel base integrated in the device is also possible.
  • the light beam generator (s) can also be modulated by an evaluation unit which determines this angle of rotation via a corresponding device, for example an angle decoder.
  • an evaluation unit which determines this angle of rotation via a corresponding device, for example an angle decoder.
  • This allows certain angular positions. I can be identified visually by flashing or higher light intensity.
  • the one-man operation for marking planes and angles is considerably simplified. With rough treatment or due to thermal influences, the alignment of the laser beams with respect to the contact surfaces of the device could change.
  • a laser beam is guided through the longitudinal axis of the device, for example, and its position before exiting by means of a position-sensitive photo receiver, for example with a 4-quadrant photodiode. certainly. Their signals are evaluated in the electronics unit and the deviation is shown in a display unit. This enables both the adjustment to be supported and a misalignment to be determined during use. If the light beam generator is equipped with an actuator, the identification unit can automatically adjust the light beam. This significantly increases the long-term stability and reliability of the device.
  • the light beam can be changed in shape by attaching appropriate optics, for example a cylindrical lens.
  • a line can thus be generated, for example, so that the marking is further simplified. If this cylindrical lens is rotatably mounted and provided with an angle display or an inclinometer, the beam can be adjusted in its transverse inclination to the device, or to the vertical or horizontal.
  • the beam describes a plane or a cone jacket. With this, for example, lines can be hinted at directly and simply marked. If the light pointer is switched on by control electronics only at certain angular positions, predetermined angles can be easily displayed and displayed.
  • the input and display unit could also include date, time measurement and / or calculation functions, as are customary in modern pocket calculators, so that calculations can be carried out simultaneously.
  • the electronic unit could also store predetermined operating modes or room inclination angles and call them up from the memory if necessary.
  • the details described here can also further improve the already known design of a conventional spirit level or even a version with a laser beam.
  • the modulation of the laser beams can be transmitted to these devices as a report of an operating state or a spatial situation or can be used in a general application to display messages from the actual device.
  • Fig. 1 shows a principle of a "short" angle straightening staff with three light beams
  • Fig. 2 shows an embodiment with a fixed foot. Folding foot and integrated foot
  • Fig. 3 shows an application example when aligning partitions
  • Fig. 4 shows an embodiment with misalignment monitoring.
  • Fig. 5 shows a "long" version with feet, swivel and dragonflies
  • Fig. 6 shows an application example for applying or measuring a slope.
  • FIG. 1 The principle of a "short" version of the angle straightening staff is shown in FIG. 1.
  • a beam splitter 31 From the longitudinal light beam 1, a beam splitter 31 generates a further beam 2 deflected by 90 ° from the same laser light generator 20.
  • the laterally directed third beam 3 is optionally generated by a further beam splitter or by a further laser beam generator, preferably with the aid of a deflecting mirror.
  • the device is protected against dirt by the glass exit windows 11, 12, 13.
  • the spatial position of the device or its contact edges 15 is measured by the inclination measuring device 40 and evaluated by an electronics unit 25 and displayed on the display unit 24. Certain preferred positions, for example the normal position, can be specified via the input unit 23, so that the electronic unit can, when it is present, set the laser beams 1, 2, 3, for example, in the blinking mode.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment with a fixed foot 18.
  • the integrated foot which is height-adjustable with a knurled screw, the inclination of the longitudinal axis relative to the fixed foot 18 and thus the position of the laser beam 1 in the Room can be set.
  • the inclination of the device and thus the alignment of laser beams 2 and 3 is determined by adjustment of the swiveling folding foot set.
  • FIG. 3 An application example is shown in FIG. 3.
  • the arrangement shown makes it very easy to apply right angles through the light beams 1, 2, 3.
  • a beam can be used to aim along a reference line, the other 3 then pointing along the desired, preferably right angle.
  • the three laser light axes 1, 2, 3 span a 3-dimensional coordinate system aligned with the reference wall.
  • the laser beam generators or beam splitters or deflecting mirrors can also be designed to be adjustable, so that variable angles are possible.
  • a laser beam 4 can “run” diagonally across the wall and sight the opposite corner point.
  • FIG. 3 also shows an application example of the pivotable and adjustable foot 17.
  • the pivot foot 17 can be folded onto the other side.
  • the device rests on a fixed foot 18 at the front. This allows the device to be kept very narrow so that the laser beams can be brought close to the wall 9. Nevertheless, there is a sufficiently large lever for exact adjustment of the inclination position via the height-adjustable foot 17.
  • the device can also be attached to the wall by means of a suspension device, for example in the form of bores going through the device.
  • a special holding device for wall fastening is provided with adjustment devices which enable the device to be tilted and tilted relative to the holder, simple alignment of the light axes 1, 2, 3 on the wall is also possible.
  • the device can also be easily attached to magnetic objects.
  • Figure 4 shows an embodiment with beam splitter 31, three laser beams 1, 2, 3, and with a misalignment monitoring.
  • the light beam 1 is guided through the device and, before exiting, with a partially reflecting mirror, in principle a beam splitter with a low proportion of reflection. 33. on a position sensitive photo receiver 28, for example a 4-quadrant photodiode. Its signals are evaluated in the evaluation unit 25 and the deviation is displayed in the display unit 24. This enables both the adjustment to be supported and a misalignment to be determined during use. If the light beam generator 20 is equipped with an actuator, the evaluation unit can automatically adjust the light beam. This significantly increases the long-term stability and reliability of the device.
  • FIG. 5 shows the exemplary embodiment of a "long" version 10 ' with feet 16, 17, swivel joint 19 and vials 41 for setting or measuring the inclination.
  • the laser beams 1, 2, 3 span a right-angled coordinate system. which is aligned parallel to the contact surfaces 15 of the device 10 ' .
  • Figure 6 shows an application example for plotting or measuring the slope of a plane.
  • the embodiment has height-adjustable feet 16, 17 for alignment, which are adjusted via servomotors 26, 27.
  • Two laser beam generators 20, 21 are used, the laterally guided beam 2 being generated from the beam from one laser 20 by means of a beam splitter 31.
  • the angle of inclination alpha between two distant measuring points 5, 6 can easily be determined.
  • the inclination angle beta can also be determined with the beam 2 directed towards the marking 7.
  • it is advantageous if the light beams 1, 2, 3, 4 are each at the same distance from the respective contact edge in the device, since the distance of all beams from the escape line given by the device is always the same.
  • an evaluation unit 25 can also directly regulate the servomotors 26, 27 and thus the height of the feet 16, 17 in such a way that a specific or set spatial position is automatically assumed.
  • the identification unit 25 can also modulate the emerging light beams 1, 2, 4 depending on the spatial position of the device. For example, the beam can be switched on in the desired position, preferably in the normal position, or switched to the blinking mode.
  • the electronic inclination measurement allows a considerable improvement in the setting accuracy compared to devices with the usual vials.
  • the current spatial position can also be displayed directly via the display unit 24.
  • the evaluation unit communicates the desired solid angle or angular range by means of an input unit or remote control unit. Commercial usability
  • a usability def invention is seen in the construction and ancillary areas. But also in the assembly area, for example when creating shelves in storage rooms, the invention helps in a simple manner with parallel and right-angled alignment. In addition, inexpensive one-man operation is supported. By means of an optionally integrated inclination measuring device, the device can also be used for leveling. Compared to existing leveling devices on tripods, it is characterized by greater manageability and easier usability.

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Abstract

Bei dieser Erfindung handelt es sich um eine universelle Richtlatte mit mehreren Laserlichtstrahlen, die zum einfachen und handlichen Antragen, Ausrichten und Überprüfen der Geradlinigkeit von Strecken und dazugehöriger Winkel verwendet werden kann. Es handelt sich um ein robustes, für den täglichen Einsatz taugliches und handliches Gerät. Dies wird dadurch möglich, daß in ein kurzes Gehäuse Laser (20) mit Strahlteilern (31) bzw. Umlenkspiegeln (32) so eingebaut werden, daß die Strahlengänge (1, 2, 3) vorzugsweise rechte Raumwinkel aufspannen, d.h. die Lichtachsen (1, 2, 3) bilden ein 2- bzw. 3-dimensionales Koordinatensystem. Durch einen wahlweise integrierten Neigungsmesser (40) kann die Raumlage des Geräts (10) bestimmt und auf einer Anzeigeeinheit (24) dargestellt werden. Damit können auch Neigungen gemessen oder vorgegeben werden.

Description

Winkelrichtlatte
Beschreibung
Technisches Gebiet
Bei dieser Erfindung handelt es sich um eine universelle Richtlatte, die zum einfachen und handlichen Antragen, Ausrichten und Überprüfen der Gradlinigkeit von Strecken und dazugehöriger Winkelanrisse mehrere Laserlichtstrahlen verwendet.
Stand der Technik Das korrekte Antragen von Winkeln im Baubereich ist problematisch, vor allem, wenn bei der üblichen Anwendung des Pytagoras-Satzes zur Abmessung eines rechten Win¬ kels eine Strecke nicht frei zugänglich ist. Auch ein Antragen von drei zueinander aus¬ gerichteten Raumachsen, beipielsweise zum Setzen einer lotrechten Zwischenwand im rechten Winkel zu einer Referenzwand, erfordert normalerweise ein Ausmessen mit Schnur, Bandmaß und Wasserwaage. Dabei behindern die gespannten Schnüre die Bewegungsfreiheit- oder bilden gar "Stolperdrähte" und gefährden die arbeitenden Personen. Drückt die zu stellende Wand gegen die Richtschnur, wird die Richtsrrecke verfälscht.
Die Verwendung einer Wasserwaage zum genauen lorrechten Ausrichten einer Wand benötigt wegen der beschränkten Länge der Wasserwaage eine entsprechend ebene Auflage. Deshalb und wenn die Wand gerade erst hochgezogen wird, muß üblicher¬ weise eine Lotschnur mit Senkel verwendet werden, die vor allem im Außenbereich aber durch Wind ausgelenkt werden kann.
Zwar werden auch Nivelliergeräte oder Peileinrichtungen, die gegebenfalls über Laser verfügen, eingesetzt, aber diese sind zu unhandlich, zu groß oder zu teuer, wenn Strecken im Bereich von 1 bis 10 Meter ausgerichtet werden sollen. Auch das Messen und Antragen von Gefällen, wie es der Estrichleger oder Pflasterer oft benötigt, wird überwiegend mit der Wasserwaage und einer Setzlatte oder Richtschnur durchgeführt, da Nivilliergeräte zu unhandlich sind.
In der Gebrauchsmusteranmeldung DE-U-8907079.8 wurde eine Wasserwaage mit einer in Längsrichtung ausgerichteten Laserröhre vorgestellt. Eine solches Gerät ist zwar für das Peilen oder Messen von Höhepunkten ähnlich einem Nivelliergerät geeignet, aber dazu muß es von einer Person an der Wand oder auf dem Boden ausge¬ richtet und gehalten werden. Damit ersetzt es nur bedingt eine Richtschnur, denn diese zeigt im Gegensatz zur beschriebenen Wasserwaage auch nach dem einmaligen Aus¬ richten die Fluchtlinie weiter an. Zwar kann die Wasserwaage auf ein Nivillierstativ montiert werden, aber dann wird das Gerät so unhandlich, daß es im Innenbereich nicht mehr praxisbezogen eingesetzt werden kann.
Das Antragen von rechten Winkeln ist mit dieser Wasserwaage schwierig. Denn erst muß eine Grundlinie angepeilt und dann ein Prisma zur Strahlumlenkung aufgesetzt werden. In der Praxis bewirkt dieses Aufsetzen eine mehr oder weniger große Dejus- tage der zuvor auf die Fluchtlinie ausgerichteten Laser-Wasserwaage. Eine Kontrolle der Fluchtlinie ist erst nach Abnahme des Prismas (und mögliche Dejustage) wieder möglich. Im Prinzip ist zwar das Aufspannen einer Ebene durch Auf- und Absetzen des Prisma möglich, aber eine exakte Ausrichtung des seitwärts gerichteten Strahls (durch das Prisma) ist nur in einem Winkel (durch das Prisma selbst) aber nicht in der Höhe gegeben. Eine genaue Justage des Höhenwinkels durch Drehen des aufgesetzten Prisma ist aufgrund der langen Achse des Strahls nur eingeschränkt möglich. Bei einem Abstand von 10 Metern und einer Höheneinstellgenauigkeit von 0.5 cm muß das Prisma auf 1/40° eingestellt werden, was im praktischen Einsatz nicht möglich ist; vor allem wenn iuτ Kontrolle der Fluchtlinie das Prisma abgenommen werden muß.
Zwar können zur Winkelmessung zwei solcher Laser-Wasserwaagen mit einem Knie- gelenk verbunden werden, aber diese können dann nur mit der Genauigkeit der Ein¬ stell- oder Ablesevoπϊchtung durchgeführt werden. Üblicherweise beträgt diese etwa 0.5°. Bei einer Schenkellänge von 10 Metern ergibt sich damit beispielsweise bei einem rechten Winkel eine Einstell- oder Ablesegenauigkeit von etwa 9 cm. was zu ungenau ist. Auch verhindert Schmutz im Kniegelenk eine exakte Einstellung. Schließlich fehlt eine exakte Markierung des Winkelscheitels.
Die gleiche Problematik gilt auch für das Einstellen eines lotrechten Strahls nach oben oder unten zu einer vorgegebenen Ebene. Dies ist zwar mit dem Prismenaufsatz mög¬ lich, aber nur mit den zuvor beschriebenen Nachteilen. Der wesentliche Nachteil liegt darin, daß immer nur ein Strahl eingerichtet werden kann und so laufend umjustieπ werden muß. Aus diesen Gründen und wegen der fehlenden Montage- und Justage- möglichkeit des Geräts an der Wand oder auf dem Boden ist ein Einmannbetrieb in der Praxis nicht möglich . Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein robustes und für den täglichen Einsatz taugliches und handliches Gerät zu schaffen, das ein einfaches- Ausrichten, Ausloten, Antragen und Messen von Winkeln, Ebenen und Räumen im Einmannbetrieb ermög¬ licht.
Diese Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß in ein handliches Gehäuse Laser mit Strahl- teilem bzw. Umlenkspiegeln so eingebaut werden, daß die austretenden Strahlengänge vorzugsweise rechte Raumwinkel aufspannen, d.h. die Lichtachsen bilden ein 2- bzw. 3-dimensionales Koordinatensystem. Vorzugsweise können auch einige oder alle die¬ ser Laserlichtachsen zu den Anlegeflächen des Geräts ausgerichtet sein, so daß bei¬ spielsweise eine Ebene eines Objekts, auf die das Gerät auf- bzw. angelegt wird, durch die Laserstrahlen in beiden Richtungen künstlich verlängert wird. Durch einen im rechten Winkel verlaufenden dritten Strahl wird dabei zusätzlich noch das Lot ange¬ zeigt. Mittels einer solchen Anordnung kann dann an jeder Stelle im jeweiligen Strah¬ lengang durch Einbringung eines Objekts die jeweilige Achse sichtbar gemacht wer¬ den. Spezielle Reflexfolien erhöhen die Sichtbarkeit des Laserlichts bei hellem Umge¬ bun -g_ s• licht.
Mit einem solcherart ausgeführten Gerät kann beim Stellen von Regal- oder Zwi¬ schenwänden entlang einer Bezugslinie mit einem Strahl gepeilt werden, wobei der andere Strahl dann den gewünschten Winkel markiert. Wird zusätzlich das Gerät so ausgerichtet, daß der nach oben zeigende Strahl parallel zur (lotrechten) Bezugswand zeigt, spannen die 3 Laserlichtachsen ein 3-dimensionales und zur Bezugswand ausge¬ richtetes Koordinatensystem auf. Prinzipiell können die Laserstrahlerzeuger oder Strahlteiler bzw. Umlenkspiegel auch einstellbar ausgeführt werden, so daß variable Winkel möglich sind. Beispielsweise kann so ein Laserstrahl diagonal über die Wand "laufen" und auf den gegenüberliegenden Eckpunkt "zeigen". Durch ein automatisches Hin- und Herschwenken dieses Strahls vor der Wand wird an jedem Punkt der Wand die vorgegebene Ebene "verfügbar". Damit kann die Ebene und Ausrichtung der Wand in jedem Punkt einfach durch Anhalten eines Metermaßes und Ablesen der vom Laserstrahl überstrichenen Teilung bestimmt werden. Auch der Einsatz eines elektro¬ nischen Metermaßes mit positionsempfindlichen Fotoempfänger ist hier denkbar.
Der Unterschied des beschriebenen Geräts zu einem bekannten Nivelliergerät oder zu einer Laser- Wasserwaage liegt darin, daß es nicht primär zum Antragen eines Bezugs¬ punktes sondern als Ersatz für zu spannende Richtschnüre dient. Der wesentliche Vorteil des beschriebenen Geräts liegt dann darin, daß die angezeigten Fluchtlinien im Gegensatz zur Richtschnur nicht ausgelenkt und verfälscht werden können und daß sie keine "Stolperdrähte" bilden oder die Arbeiten behindern.
Um die Anzahl der Laserstrahlerzeuger und damit die Herstellungskosten zu reduzie¬ ren, werden mjjtels Strahlteilem aus dem Strahl eines Erzeugers mehrere Strahlen erzeugt. Damit bei mehreren solcherart erzeugten Strahlen alle durch einen gemein¬ samen Ursprung zeigen, sind entsprechende Umlenkspiegel oder Prismen notwendig. Aber auch eine entsprechend kompakte Bauform kann das Umlenken der Strahlen erfordern. Sollen verschiedene feste Ausrichtungswinkel erreicht werden, ist auch die wahlweise Einbringung von Prismen mit konstantem und von der Einbaugenauigkeit des Prismas unabhängigem Ablenkungswinkel möglich. Beispielsweise lenkt ein 90°- Pentaprisma iiri Gegensatz zu einem Spiegel den Strahl unabhängig vom Einfallswin¬ kel immer exakt um 90c zum einfallenden Strahl ab. Auch kann mittels Umlenkspie- gel oder Prismen ein Parallelversatzes der austretenden Lichtstrahlen zu den Außen¬ kanten des Geräts erreicht und so der Strahlaustritt nahe an die Außenkante gelegt werden.
Als Laserlichtquellen werden Halbleiterlasermodule mit integrierter Optik und Elek- tronik verwendet. Diese haben gegenüber den Gaslasern den Vorteil, daß sie Stoß- unempfindlicher und kleiner sind. Außerdem entfällt das Hochspannungsnetzteil und die Leistungsaufnahme ist sehr viel geringer. Zur Einordnung in eine ungefährlichen Laserklasse muß die Maximalleistung der austretenden Laserstrahlung begrenzt wer¬ den. Bei großer Umgebungshelligkeit ist dann der Laserpunkt auf einem Objekt nur schwer sichtbar. Zur Erhöhung der Sichtbarkeit verfügt die Laser-Ansteuerelektronik vorzugsweise über mehrere einstellbare Blinkbetriebsarten, da ein blinkender Punkt besser zu erkennen ist. Zur Anpassung an unterschiedliche Erfordernisse kann die Form und Größe des Laserlichtpunktes durch Änderung der Blende bzw. des Abstands zwischen Objektiv und Laserdiode eingestellt werden. Zur Energieersparnis ist das Gerät mit einem Zeitgeber ausgestattet, der es nach einer vorgegebenen Zeit abschal¬ tet. Zur Reduktion des Fertigungsaufwands und zur Erhöhung der Bedienungsfreund¬ lichkeit erfolgt das Ein-/Ausschalten bzw. das Umschalten der Betriebsarten durch eine einzige Sensortaste ohne mechanisch bewegte Teile. Auch ein magnetisch betätigter Schalter ist denkbar, da er schmutzunempfindlicher ist.
Um das Gerät im Einmannbetrieb ausrichten zu können, werden entsprechende Jus- tagevorrichtungen, vorzugsweise in Form von höhenverstellbaren Füßen, benötigt. Zwar kann ein Stativ verwendet werden, aber dadurch wird das Gerät ähnlich einem Nivelliergerät zu unhandlich. Ein solches Stativ verhindert in der Regel auch, daß das Gerät direkt an eine Wand angelegt werden kann und die Strahlengänge nahe bei der Wand verlaufen. Deshalb werden die vorzugsweise höhenverstellbaren Füße in das Gerät selbst integriert bzw. dort mittels einer vorzugsweise magnetischen Befesti- gungsvorrichtung angebracht. Werden die Füße mit einer Grad- oder Neigungsskala versehen, kann die Ausrichtung des Geräts und damit der Laserstrahlen gegenüber der Standfläche gemessen bzw. eingestellt werden.
Auch kann das Gerät mit einem nach jeder Seite schwenkbaren Fuß ausgerüstet werden, so daß je nach dem mit welcher Seite das Gerät an die Wand angelegt werden muß, dieser höhenverstellbare Schwenkfuß auf die jeweils andere Seite geklappt werden kann. Damit kann das Gerät sehr schmal gehalten werden, so daß die Laser¬ strahlen nahe an die Wand gebracht werden können. Trotzdem steht ein genügend großer Hebel zum exakten Einstellen der Neigungslage über den höhenverstellbaren Schwenkfuß zur Verfügung. Durch eine Aufhängevomchtung, beipielsweise in Form von durch das Gerät gehenden Bohrungen, kann das Gerät auch an der Wand befestigt werden. Wird eine spezielle Haltevorrichtung zur Wandbefestigung mit Justagevor- richtungen versehen, die ein Neigen und Kippen des Geräts gegenüber dem Halter ermöglichen, ist auch eine einfache Ausrichtung der Lichtachsen an der Wand mög- lieh. Durch Verwendung von Magneten in der Haltevorrichtung kann das Gerät an magnetischen Objekten einfach angebracht werden.
Wird zusätzlich eine Neigungsmeßvorrichtung in das Gerät eingebracht, beispiels¬ weise ein Inclinometer, kann die Raumlage des Geräts und damit der austretenden Lichtstrahlen gemessen und über eine Auswerte- und Anzeigeeinheit dargestellt werden. Durch Justage der Füße nach der jeweils angezeigten Raumlage können die Strahlengänge ebenfalls einfach ausgerichtet werden.
Eine verbesserte Ausführung sieht das Modulieren der Laserstrahlen in Abhängigkeit von der Raumlage des Geräts bzw. seiner Anlegekanten vor. Das Modulieren kann beispielsweise durch Verändern der Leistung des Lichtstrahlerzeugers, durch Umschalten vom Blink- in den Dauerbetrieb oder durch Veränderung der Lichtfarbe erfolgen. In einer solchen Ausführung kann die vorgegebene Winkellage ohne Auflage aus der Hand heraus angezeigt bzw. nachgeprüft werden, da die Laserstrahlen die gewünschte Lage direkt anzeigen und vorzugsweise nur bei dieser eingeschaltet wer¬ den.
Mit dem beschriebenen Gerät ist auf unebenen oder leicht geneigten Flächen ein einfaches Ausrichten der Strahlen gegeben, wobei die Außenauflage des Geräts nicht zwangsläufig zum Strahlengang ausgerichtet sein muß. Eine derart ausgefühπe Richt¬ latte kann somit auf einem Tisch oder dem Boden abgestellt werden und als Gerät zum Antragen von Winkeln und Flächen verwendet werden. Insgesamt wird dadurch eine Einmannarbeitsweise effizient unterstützt. Das Einstellen einer bestimmten Winkel¬ oder Raumlage wird insgesamt erheblich vereinfacht, wenn durch die Modulation der Lichtstrahlen ir Abhängigkeit von der Raumlage keine Anzeigen oder Libellen mehr abgelesen werden müssen. Beispielsweise kann die Winkelrichtlatte auch an einem auszurichtenden Gerät oder einer Maschine befestigt werden, wobei die gewünschte Normallage anhand der Modulation der Laserlichtstrahlen, beispielsweise auch durch Farbänderung der Laser, angezeigt wird. Vor allem an größeren Geräten oder Maschi¬ nen können damit Ausrichtungen durchgeführt oder überwacht werden, ohne direkt am Meßgerät (Winkelrichtlatte; einen Wen ablesen zu müssen. Eine akustische Aus¬ gabe der Raumlage ist.ebenfalls denkbar.
Auch die Ungeaauigkeit bzw. Ableseungenauigkeit von Libellen, wie bei der Laser- Wasserwaage, hat damit keinen Einfluß mehr auf das Ausrichten. Trotzdem kann das Gerät für einfache Anwendungen mit solchen Libellen, die zu den Anlegeflächen bzw. Laserstrahlen ausgerichtet sind, ausgerüstet werden. In einer Verfeinerung können diese Libellen in ihrer Lage zu den Strahlenachsen bzw. zum Gehäuse einstellbar und mit einer Winkelskala ausgeführt sein.
Zur Nivellierung. d.h. dem Messen oder Anreißen von Gefällen, kann ein nur mit Libellen ausgerüstetes Gerät ebenfalls eingesetzt werden. Dazu wird es beispielsweise horizontal ausgerichtet und mit einem in den Strahlengang gehaltenen Metermaß in der entsprechenden Entfernung kann dann in beiden Richtungen der Ebene das Gefälle angetragen werden. Gegenüber einem bekannten Gefäll- oder Neigungsmesser besitzt das Gerät den Vorteil, daß das Gefälle über eine lange Achse angetragen wird, die eine genauere Ausrichtung, als mit der, kurzen Auflagefläche eines üblichen Gefällmessers möglich, gewährleistet. Selbst die einfache Ausführung der Winkelrichtlatte ohne Neigungsmeßvorrichtung eignet sich zum Nivellieren und Anreißen der Zwischen¬ punkte, wenn die Strahlen zuvor auf entsprechenden Markierungspunkte der Ebene ausgerichtet werden.
Ein weiteres Anwendungsgebiet liegt im vorzugsweise rechtwinkligen Fluchten bei¬ spielsweise von Bodenbelägen oder, mittels einer integrierten Neigungseinrichtung, im Ausrichten von vor allem kleinen Rohren. Wird in der anspruchsvolleren Ausfüh¬ rung der Laserstrahl gegenüber der Achse des Geräts einstellbar ausgeführt, können geneigte Linien oder Richtstrecken, beispielsweise zur Ausrichtung eines Dach¬ balkens, angerissen oder auch nur angezeigt werden. Gerade hier werden normaler¬ weise die üblichen Nivellier- oder Peilgeräte aufgrund ihrer Größe und Unhandlichkeit nicht verwendet sondern mit Metermaß und Richtschnur gearbeitet.
Eine weitere Verfeinerung des vorgestellten Geräts im Hinblick auf eine automatische Ausrichtung ist ebenfalls möglich. Werden die Stellfüße mittels Stellglieder elektrisch einstellbar ausgeführt, kann die durch eine Neigungsmeßvorrichtung festgestellte Raumlage automatisch durch die Auswerte- und Steuereinheit in die vorgewählte Lage überführt. Gegenüber den existierenden und sich drehenden Laser-Nivelliergeräten hat das Gerät aber den Vorteil, daß es alle gewünschten Raumachsen direkt anzeigt, während das drehbare Nivelliergerät nur eine Ebene anreißt.
Erfolgt die Ausrichtung des Geräts mittels einer Fernbedienung, wird der Einmann- betrieb wesentlich unterstützt, da der Laserlichtpunkt auf dem angestrahlten Objekt "vor Ort" beobachtet werden kann. Die Fernsteuerung kann auch direkt über die aus¬ gesandten Lichtstrahlen erfolgen, wenn diese Lichtstrahlen durch die Fernsteuerung moduliert werden und diese Modulation durch einen geeigneten Empfänger im Gerät re "g&i*striert und an die Auswerteeinheit weitergeleitet wird.
Durch ein integriertes Drehgelenk kann das vorgeschlagene Gerät in Verbindung mit einem einzusteckenden Fuß oder Stativ gedreht werden, so daß das Antragen von Rundumrissen, beispielsweise zur Anbringung eines Kabelkanals, einfach möglich wird. Durch Ausrichten des Stativs oder mittels einer Einstellvorrichtung am Dreh- gelenk kann die Raumlage der anzureißenden Ebene eingestellt werden. Möglich ist auch ein automatisches Drehen mittels Motor. Wird das Drehgelenk durch ein Stell¬ glied in seiner Raumlage zum Gerät einstellbar aufgehängt, kann die Schieflage des Stativs entweder durch einen manuellen Einstellvorgang über die Eingabeeinheit bzw. Fernsteuerung oder aber automatisch durch die Neigungsmeßeinrichtung und Aus- werteeinheit kompensiert werden. Auch ein im Gerät integrierter und ausziehbarer Drehfuß ist möglich. Abhängig von der Winkelstellung des Geräts zum Stativ kann der bzw. die Lichtstrahlerzeuger durch eine Auswerteeinheit, die diesen Drehwinkel über einen entsprechende Vorrichtung, beispielsweise einen Winkeldekoder, bestimmt, auch moduliert werden. Damit können bestimmte Winkelstellunge. I visuell durch Blinken oder höhere Lichtintensität kenntlich gemacht werden. Im Zusammen¬ hang mit einer Fernsteuerung und einem derart steuerbaren motorischen Gerät wird der Einmannbetrieb zum Anreißen von Ebenen und Winkeln erheblich vereinfacht. Bei unsanfter Behandlung oder aufgrund thermischer Einflüsse könnte sich die Ausrichtung der Laserstrahlen gegenüber den Anlegeflächen des Geräts verändern. Um solche Dejustagen feststellen zu können, wird in einer entsprechenden Aus¬ führung ein Laserstrahl beispielsweise durch die Längsachse das Geräts hindurch geführt und seine Lage vor dem Austritt mittels einem positionsempfindlichen Foto¬ empfängers, beispielsweise mit einer 4-Quadranten-Fotodiode. bestimmt. Deren Signale werden in der Elektronikeinheit ausgewertet und die Abweichung in einer Anzeigeeinheit dargestellt. Damit kann sowohl der Abgleich unterstützt als auch eine Dejustage während des Gebrauchs festgestellt werden. Wird der Lichtstrahlerzeuger mit einem Stellantrieb ausgerüstet, kann die Ausweπeeinheit den Lichtstrahl auto¬ matisch justieren. Damit wird die Langzeitstabilität und Zuverlässigkeit des Geräts erheblich erhöht.
Durch Anbringen entsprechender Optiken, beispielsweise einer Zylinderlinse, kann der Lichtstrahl iö seiner Form verändert werden. Damit kann beispielsweise eine Linie erzeugt werden, so daß das Anreißen weiter vereinfacht wird. Ist diese Zylinderlinse drehbar gelagert und mit einer Winkelanzeige bzw. einem Neigungsmesser versehen, kann der Strahl in seiner Querneigung zum Gerät, bzw. zur Vertikalen oder Horizon¬ talen, eingestellt werden.
Wird in den Strahlengang eine, beispielsweise motorisch angetriebene, Ablenkvorrich¬ tung, eingebracht, beschreibt der Strahl eine Ebene bzw. einen Kegelmantel. Damit können beispielsweise Linienzüge direkt angedeutet und einfach angerissen werden. Wird der Lichtzeiger durch eine Steuerelektronik nur an bestimmten Winkelstellungen eingeschaltet, können damit vorgegebene Winkel einfach angezeigt und angetragen werden.
Diese Darstellungen zeigen, daß ein solcherart ausgestattetes Gerät sehr universell ein¬ setzbar ist. Dabei muß es nicht zwangsläufig die Form einer Wasserwaage besitzen. denn zum Antragen oder Ausmessen von Winkeln genügt beispielsweise eine hand¬ liche "kurze" Ausführung mit zwei Lichtstrahlen und einer Neigungsanzeige in Form einer Kugellibelle. Denkbar ist auch die Integration in ein, einem Füllhalter in Form und Größe nachempfundenen, Gerät. Auch könnte die Eingabe- und Anzeigeeinheit zusätzlich Datums-, Zeitmeß- und/oder Rechenfunktionen, wie sie bei modernen Taschenrechnern üblich sind, umfassen, so daß gleichzeitig anfallende Berechnungen durchgeführt werden können. Um die Bedienungsfreundlichkeit des Geräts weiter zu erhöhen, könnte die Elektronikeinheit auch vorgegebene Betriebsarten oder Raum¬ neigungswinkel speichern und sie bei Bedarf aus dem Speicher abrufen. Selbstverständlich kann durch die hier beschriebenen Details, wie höhenverstellbare Füße, Neigungsmesser mit Winkeleinteilung etc., auch die bereits bekannte Ausfüh¬ rung einer üblichen Wasserwaage oder gar einer Ausführung mit einem Laserstrahl weiter verbessert werden. Ebenso kann das Modulieren der Laserstrahlen als Meldung eines Betriebszustandes oder einer Raumlage auf diese Geräte übertragen werden oder in einer allgemeinen Anwendung zur Anzeige von Meldungen vom eigentlichen Gerät entfernt dienen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen
Fig. 1 ein Prinzip einer "kurzen" Winkelrichtlatte mit drei Lichtstrahlen, Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel mit festem Fuß. Klappfuß und integriertem Fuß, Fig. 3 ein Anwendungsbeispiel beim Ausrichten von Zwischenwänden, Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel mit Dejustageüberwachung.
Fig. 5 eine "lange" Ausführung mit Standfüßen, Drehgelenk und Libellen, Fig. 6 ein Anwendungsbeispiel zum Antragen bzw. Messen eines Gefälles.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Das Prinzip einer "kurzen" Ausführung der Winkelrichtlatte zeigt Figur 1. Aus dem längsgerichteten Lichtstrahl 1 wird durch einen Srrahlteiler 31 ein weiterer um 90° abgelenkter Strahl 2 aus dem gleichen Laserlichterzeuger 20 generiert. Der seitwärts gerichtete dritte Strahl 3 wird wahlweise durch einen weiteren Strahlteiler oder durch einen weiteren Laserstrahlerzeuger vorzugsweise unter Zuhilfenahme eines Umlenk¬ spiegels erzeugt. Durch die gläsernen Austrittsfenster 11, 12. 13 ist das Gerät gegen Schmutz geschützt. Durch die Neigungsmeßvorrichtung 40 wird die Raumlage des Geräts bzw. seiner Anlegekanten 15 gemessen und über eine Elektronikeinheit 25 aus¬ gewertet und über die Anzeigeeinheit 24 dargestellt. Über die Eingabeeinheit 23 können bestimmte Vorzugslagen, beispielsweise die Normallage, vorgegeben werden, so daß die Elektronikeinheit bei Vorliegen derselben die Laserstrahlen 1, 2, 3 beispielsweise in den Blinkbetrieb versetzen kann.
Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit festem Fuß 18. Klappfuß 17 und integrier- tem Fuß 16. Durch den mit einer Rändelschraube höhenverstellbar ausgeführten, inte¬ grierten Fuß, kann die Neigung der Längsachse gegenüber dem festen Fuß 18 und damit die Lage des Laserstrahls 1 im Raum eingestellt werden. Die Seitenneigung des Geräts und damit die Ausrichtung der Laserstrahlen 2 und 3 wird mittels der Höhen- verstelleinrichtung des schwenkbaren Klappfußes eingestellt.
Ein Anwendungsbeispiel zeigt Figur 3. Durch die gezeigte Anordnung können rechte Winkel durch die Lichtstrahlen 1. 2, 3 sehr einfach angetragen werden. Beispielsweise kann beim Stellen von Regal- oder Zwischenwänden entlang einer Bezugslinie mit einem Strahl gepeilt werden, wobei der andere 3 dann längs des gewünschten, vor¬ zugsweise rechten Winkels zeigt. Wird zusätzlich das Gerät so ausgerichtet, daß der nach oben zeigende Strahl 2 parallel zur (lotrechten) Bezugswand zeigt, spannen die drei Laserlichtachsen 1, 2, 3 ein 3-dimensionalεs und zur Bezugswand ausgerichtetes Koordinatensystem auf. Prinzipiell können die Laserstrahlerzeuger oder Strahlteiler bzw. Umlenkspiegel auch einstellbar ausgeführt werden, so daß variable Winkel mög¬ lich sind. Beispielsweise kann so ein Laserstrahl 4 diagonal über die Wand "laufen" und den gegenüberliegenden Eckpunkt visieren. Durch ein automatisches Hin- und
Herschwenken dieses zusätzlichen Strahls 4 oder der Strahlen 1. 2 in der Ebene, die die Strahlen 1 und 2 aufspannen, wird so an jedem Punkt der Wand die vorgegebene Ebene verfügbar. Damit kann die Ebene und Ausrichtung der Wand in jedem Punkt einfach durch Anhalten eines Metermaßes und Ablesen der vom Laserstrahl 4 überstri- chenen Teilung bestimmt werden. Auch der Einsatz eines elektronischen Metermaßes mit positionsempfindlichen Fotoempfänger ist hier denkbar.
Figur 3 zeigt ebenfalls ein Anwendungsbeispiel des schwenkbaren und verstellbaren Fußes 17. Je nach dem, mit welcher Seite das Gerät 10 an die Wand angelegt werden muß, kann der Schwenkfuß 17 auf die jeweils andere Seite geklappt werden. Vorne ruht das- Gerät auf einem festen Fuß 18. Damit kann das Gerät sehr schmal gehalten werden, so daß die Laserstrahlen nahe an die Wand 9 gebracht werden können. Trotz¬ dem steht ein genügend großer Hebel zum exakten Einstellen der Neigungslage über den höheneinstellbaren Fuß 17 zur Verfügung. Durch eine Aufhängevorrichtung, bei¬ pielsweise in Form von durch das Gerät gehenden Bohrungen, kann das Gerät auch an der Wand befestigt werden. Wird eine spezielle Haltevorrichtung zur Wandbefesti- gung mit Justagevorrichtungen versehen, die ein Neigen und Kippen des Geräts gegenüber dem Halter ermöglichen, ist auch eine einfache Ausrichtung der Lichtach¬ sen 1, 2, 3 an der Wand möglich. Durch Verwendung von Magneten in der Haltevor¬ richtung kann das Gerät auch an magnetischen Objekten einfach angebracht werden.
Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit Strahlteiler 31, drei Laserstrahlen 1, 2, 3, sowie mit einer Dejustageüberwachung. In dieser Ausführung wird der Lichtstrahl 1 durch das Gerät geführt und vor dem Austritt mit einem teilreflektierenden Spiegel, prinzipiell ein Strahlteiler mit geringem Reflektionsanteil. 33. auf einen positions- empfindlichen Fotoempfänger 28, beispielsweise eine 4-Quadranten-Fotodiode, geworfen. Dessen Signale werden in der Auswerteeinheit 25 ausgewertet und die Abweichung in der Anzeigeeinheit 24 angezeigt. Damit kann sowohl der Abgleich unterstützt als auch eine Dejustage während des Gebrauchs festgestellt werden. Wird der Lichtstrahlerzeuger 20 mit einem Stellantrieb ausgerüstet, kann die Auswerte¬ einheit den Lichtstrahl automatisch abgleichen. Damit wird die Langzeitstabilität und Zuverlässigkeit des Geräts erheblich erhöht.
Figur 5 zeigt das Ausführungsbeispiel einer "langen" Ausführung 10' mit Standfüs- sen 16, 17, Drehgelenk 19 und Libellen 41 zur Neigungseinstellung bzw. -messung. In dieser Ausführung spannen die Laserstrahlen 1. 2, 3 ein rechtwinkliges Koordinaten¬ system auf. welches gegen die Anlegeflächen 15 des Geräts 10' parallel ausgerichtet ist.
Figur 6 zeigt ein Anwendungsbeispiel zum Antragen bzw. Messen des Gefälles einer Ebene. Das Ausführungsbeispiel besitzt zur Ausrichtung höhenve'rstellbare Füße 16, 17, die über Stellmotoren 26, 27 eingestellt werden. Es werden zwei Laserstrahlerzeu¬ ger 20, 21 verwendet, wobei der seitwärts geführte Strahl 2 aus dem Strahl des einen Lasers 20 mittels eines Strahlteiler 31 erzeugt wird. Durch die beiden auf einer Gera- den verlaufenden Strahlen 1, 4 kann einfach der Neigungswinkel Alpha zwischen zwei entfernt liegenden Meßunkten 5, 6 bestimmt werden. Mit dem seitwärts gerichteten Strahl 2 zur Markierung 7 kann zusätzlich der Neigungswinkel Beta bestimmt werden. Für den praktischen Einsatz ist es vorteilhaft, wenn die Lichtstrahlen 1, 2, 3, 4 jeweils den gleichen Abstand zur jeweiligen Auflagekante im Gerät besitzen, da so der Abstand aller Strahlen zur durch das Gerät gegebenen Fluchtlinie immer gleich ist.
Durch einen integrierten Neigungssensor 20 im Gerät kann eine Auswerteeinheit 25 auch direkt die Stellmotoren 26, 27 und damit die Höhe der Füße 16, 17 so regeln, daß automatisch eine bestimmte bzw. eingestellte Raumlage eingenommen wird. Die Aus- weπeeinheit 25 kann ebenfalls abhängig von der Raumlage des Geräts die austreten¬ den Lichtstrahlen 1, 2, 4 modulieren. Beispielsweise kann dadurch der Strahl in der gewünschten Lage, vorzugsweise in der Normallage, eingeschaltet oder in den Blink¬ betrieb versetzt werden. Die elektronische Neigungsmessung erlaubt eine erhebliche Verbesserung der Einstellgenauigkeit gegenüber Geräten mit den üblichen Libellen. Über die Anzeigeneinheit 24 kann die aktuelle Raumlage auch direkt angezeigt wer¬ den. Der gewünschte Raumwinkel bzw. Winkelbereich wird der Auswerteeinheit durch eine Eingabeeinheit oder Fernsteuereinheit mitgeteilt. Gewerbliche Verwertbarkeit
Insgesamt zeigen die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele nur eine kleine Aus¬ wahl möglicher Realisierungen und Anwendungsbeispiele der vorgestellten universel- len Winkelrichtlatte.
Eine Verwertbarkeit def Erfindung wird im Bau- und Baunebenbereich gesehen. Aber auch im Montagebereich, beispielsweise beim Erstellen von Regalen in Lagerräumen, hilft die Erfindung auf einfach Weise beim parallelen und rechtwinkligen Ausrichten. Zudem wird der kostengünstige Einmannbetrieb unterstützt. Durch eine wahlweise integrierte Neigungsmeßeinrichtung kann das Gerät ebenfalls zum Nivellieren ver¬ wendet werden. Gegenüber bestehenden Nivelliergeräten auf Stativen zeichnet es sich durch eine größere Handlichkeit und eine einfachere Bedienbarkeit aus.
Bezugszeichenliste
(I) Laserstrahl (30) Optikeinheit (2.) Laserstarhl (31) Strahlen teuer
(3) Laserstrahl (32) Umlenkspiegel
(4) Laserstrahl (33) teilreflektierender Spiegel
(5) Meßpunkt (34) .. (39) ./.
(6) Meßpunkt (40) Neigungsmeßvorrichtung
(7) Meßpunkt (41) Libelle
(8) Standfläche
(9) Gebäudewand
(10) Gehäuse (10') Gehäuse
(I I) Austrittsfenster
(12) Austrittsfenster
(13) Austrittsfenster
(14) Austrittsfenster
(15) Anlegefläche
(16) höhenverstellbarer Fuß
(17) Auslegerfuß , ,
(18) fester Stützfuß
(19) Drehgelenk
(20) Laserstrahlerzeuger
(21) Laserstrahlerzeuger
(22) Batteriefach
(23) Eingabetastatur
(24) LCD-Anzeige
(25) Elektronikeinheit
(26) Stellmotor
(27) Stellmotor
(28) positionssensitiver Fotoempfänger
(29) ./.

Claims

_Patentansprüche
1. Vorrichtungen zum Messen, Richten und Nivellieren, mit einem parallelepipe- dischen Gehäuse (10), mit einem Batteriefach (22), einer Elektronikeinheit (25j, einem Laserstrahlerzeuger (20, 21) und einer Optikeinheit (30) im Gehäuse (10) und mit einem Laserstrahlaustrittsfenster (11), einem Ein-und-Aus-Schalter (23) und wenig¬ stens einer ebenen Anlegefläche (15) am Gehäuse (10), dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Laserstrahlaustrittsfenster (11, 12, 13, 14) vorzugsweise jeweils an verschieden Flächen des Gehäuses (10) vorgesehen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Optikeinheit (30 wenigstens einen Umlenkspiegel (32) oder -prisma, vorzugsweise ein Pentaprisma. aufweist, der/das einen Laserstrahl (1-4) durch eines der Fenster (11-14) lenkt.
3. Vorrichtungen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Optikein¬ heit (30) wenigstens einen Strahlenteiler aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Gehäuse (10) austretenden Laserstrahlen (1-3) ein vorzugsweise rechtwinkliges Koor¬ dinatensystem bilden.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) eine Längsachse besitzt und daß einer der Laserstrahlen (1) zu dieser
Längsachse vorzugsweise parallel justiert ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Neigungsmeßvorrichtung (40) vorgesehen ist, die die Position des Gehäuses (10) bzw. der Anlegefläche (15) und damit der Laserstrahlen im Raum mißt und anzeigt, vor¬ zugsweise mittels Inclinometer.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigungsme߬ vorrichtung (40) eine Libelle (41) enthält, die vorzugsweise gegenüber dem Gehäuse (10) bzw. der Anlegefläche (15) verdrehbar ist und eine Winkelskala aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Justageprüfvorrichtung vorgesehen ist, welche die Ausrichtung des Strahls innerhalb des Geräts (10) -durch einen positionsempfindlichen Fotoempfänger (28), beispiels¬ weise eine 4-Quadranten-Fotodiode, erfasst, die Abweichung zur Achse des Geräts (10) durch eine Auswerteelektronik (25) berechnet und durch eine Anzeigeeinheit (24) zeigt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronikeinheit (25) die Laserstrahlerzeuger (20, 21) ein-, um- oder ausschaltet.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von der Raumposition des Gehäuses (10) bzw. der Anlegefläche (15) Blinkfrequenz, Amplitude bzw. Farbe der Laserstrahlen (1-4) veränderbar bzw. selbsttätig ein- und ausschaltbar sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ein-Ausschalter (23) als berührungsempfindliche Sensortaste ausgebildet und zu einer Eingabeeinheit mit Betriebsdatenschaltung erweitert ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-1 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (10) eine Anzeigeneinheit (24), vorzugsweise in LCD Technik vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (10) ein Drehgelenk (19) vorgesehen ist. dessen- Drehachse vorzugsweise im Ursprung des Koordinatensystems der Laserstrahlen (1-4) liegt.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß am und/oder im Gehäuse (10) wenigstens ein Fuß (16, 17) oder Stativ lösbar bzw. magnetisch, höhenverstellbar und/oder klappbar befestigt sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (10) bzw. am Fuß (16, 17) wenigstens ein Stellmotor (26, 27) vorgesehen ist, der vorzugsweise fernsteuerbar ist bzw. durch die Elektronikeinheit (25) in eine vor¬ gegebene Raumlage gestellt wird.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stellmotor (26) das Gehäuse (10) gegenüber dem Fuß (16, 17) oder dem Stativ dreht.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15. dadurch gekennzeichnet, daß ein Stellmotor Umlenkspiegel (32) oder Stahlenteiler (31) rotiert.
18. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stellmotor Laser- Strahlerzeuger (20, 21) bzw. Optikeinheit (30) gegenüber dem Gehäuse (10) dreht.
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