DE19651251C2 - Laserstrahl-Nivelliergerät sowie Verfahren zum Betrieb eines Laserstrahl-Nivelliergerätes und dazugehöriges Hilfsmittel - Google Patents
Laserstrahl-Nivelliergerät sowie Verfahren zum Betrieb eines Laserstrahl-Nivelliergerätes und dazugehöriges HilfsmittelInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Laserstrahl-Nivellier
gerät mit Mitteln zur Erzeugung eines Laserstrahles und mit
einem rotierbaren, den Laserstrahl aussendenden Kopf, wobei der
durch den rotierenden Kopf in eine Rotationsbewegung versetzbare
Laserstrahl die zu Messzwecken verwendbare, waagerechte oder ge
neigte Laserebene bildet. Weiter betrifft die Erfindung ein Ver
fahren zum Betrieb eines Laserstrahl-Nivelliergerätes und ein
dazugehöriges Hilfsmittel.
Derartige Laserstrahl-Nivelliergeräte dienen dazu, eine waage
rechte oder eine geneigte Ebene festzulegen und werden für Bau
zwecke verwendet. Dabei wird der aus dem Gerät austretende,
durch einen Drehkopf in eine waagerechte oder um einen gewünsch
ten Prozentsatz geneigte Rotation versetzt. Der ähnlich einem
Leuchtturmlicht rotierende Laserstrahl, bildet die Laserebene.
Der Laserstrahl kann an beliebiger Stelle rund um das Nivellier
gerät mittels eines Empfängers empfangen werden. Hierdurch lässt
sich die Neigung der gedachten Ebene zwischen dem Nivelliergerät
und dem Empfänger messen. Ein solches Laserstrahl-Nivelliergerät
ermöglicht es, eine Vielzahl von Mess- und Kontrollarbeiten
durchzuführen. Anwendung finden Laserstrahl-Nivelliergeräte
beispielsweise beim Erdaushub und der Planierung von Baugruben,
beim Kontrollieren von Betonfundamenten und Betondecken, beim
Ausrichten von Schalungen, beim Einnivellieren von Gleiskörpern
für Hochbaukrane und vieles mehr. Soll beispielsweise ein Park
platz in eine die Drainage sicherstellende Neigung gebracht wer
den, kann mit Hilfe des an einer Messlatte befestigten Empfän
gers Kontrollarbeit geleistet werden oder noch besser, mittels
einem direkt an der Planiermaschine angebrachten Empfänger, die
Planierarbeit gesteuert werden.
Die bekannten Laserstrahl-Nivelliergeräte sind gewöhnlich mit
einer den Laserstrahl bzw. die Laserebene exakt in die Waage
rechte versetzenden Selbstnivellierung ausgestattet. Zusätzlich
sind verschiedenartige Vorrichtungen bekannt, um die Laserebene
um einen gewünschten Wert neigen zu können. Soll nun die Neigung
sowohl in einer X- wie auch in einer Y-Achse erfolgen, d. h. in
einem Längs- und in einem Quergefälle, ergeben sich beachtliche
konstruktive Schwierigkeiten. Aus diesem Grund vermögen die bis
herigen derartigen Nivelliergeräte nicht richtig zu befriedigen.
Entweder ist eine Vielzahl von komplizierten und mit höchster
Genauigkeit herzustellenden und zusammenzufügenden Bauteilen not
wendig, oder aber die Bedienung des Nivelliergerätes muss sehr
umständlich gestaltet werden. Konkret bedeutet dies, dass das
Nivelliergerät im ersten Fall entweder sehr teuer oder ungenau
ausfällt, während im anderen Fall, schon alleine durch eine
schwierige Bedienung des Nivelliergerätes, häufige Messfehler
vorprogrammiert sind.
Aus der DE 37 38 954 A1 ist ein Laserstrahl-Nivelliergerät bekannt, das nicht
nur nivelliert. Der Laserstrahl ist bei diesem Gerät zusätzlich in zwei rechtwink
lig voneinander weisenden Achsen neigbar. Dazu befindet sich am unteren En
de der Laser-Rotationsachse eine selbsthorizontierende Messplatte. Auf der
Messplatte sind zwei rechtwinklig voneinander weisende Achsen angeordnet, in
deren Schnittpunkt ein Gelenk vorhanden ist. An den dem Gelenk entgegen
gesetzten Enden der beiden Achsen sind auf der Messplatte Gewindestangen
angeordnet, an welchen die Achsenden vertikal verfahrbar sind. Das Mittel
stück ist mittels eines Zapfens und eines Zwischenteils mit der Laserrotations
achse verbunden. Der Mantel des Gelenks ist an senkrechten Schenkeln an der
Meßplatte kugelgelagert. An der Messplatte sind zwei im rechten Winkel zuein
ander liegende Wasserwaagenlibellen angeordnet, die zur Selbsthorizontierung
der Messplatte jeweils einen Elektromotor steuern.
Diese Lösung stellt demnach ein Lasernivelliergerät vor, bei dem problemlos
eine Quer- und eine Längsneigung eingestellt werden kann, wobei beim Ver
stellen der einen Neigung die andere unbeeinflusst bleibt. Die zuvor bereits ge
nannten Nachteile der bekannten Lösungen sind auch hier gegeben. Insbeson
dere ist die Verstellbarkeit mittels mechanischer Mittel durchführbar. Eine auto
matische Nivellierung erfolgt nicht.
Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, ein Laserstrahl-
Nivelliergerät der gattungsgemässen Art zu schaffen, das einer
seits verhältnismässig einfach und kostengünstig herstellbar und
andererseits sehr genau arbeitet und dennoch einfach zu bedienen
ist, indem es weitestgehend automatisch arbeitet. Weiter be
zweckt die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Laser
strahl-Nivelliergerätes anzugeben sowie ein dazugehöriges Hilfs
mittel zu schaffen.
Das erfindungsgemässe Laserstrahl-Nivelliergerät entspricht den
kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1. Das erfindungs
gemässe Verfahren ist im Patentanspruch 25 angegeben, und das er
findungsgemässe Hilfsmittel entspricht den kennzeichnenden Merk
malen des Patentanspruchs 28.
Nachfolgend wird anhand der Zeichnung ein bevorzugtes Ausfüh
rungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch das Nivellierge
rät;
Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt nach der Linie A-A in
Fig. 1, d. h. durch das um 90° gedrehte Nivellier
gerät;
Fig. 3 zeigt schematisch die Optik-Teile des Nivellier
gerätes;
Fig. 4 zeigt eine Ansicht des rotierenden Kopfes des Ni
velliergerätes;
Fig. 5 zeigt eine Teil-Draufsicht auf den rotierenden
Kopf des Nivelliergerätes;
Fig. 6 zeigt die Funktionsweise des Nivelliergerätes;
Fig. 7 zeigt ebenfalls die Funktionsweise des Nivellier
gerätes;
Fig. 8 zeigt eine erste Variante des rotierenden Kopfes;
Fig. 9 zeigt eine zweite Variante des Kopfes;
Fig. 10 zeigt die Anzeige und die Bedienungstastatur des
Nivelliergerätes.
Sämtliche wesentlichen Teile des Laserstrahl-Nivelliergerätes
sind in einem zylindrischen Gehäuse 1 untergebracht, welches
vorzugsweise auf einem Stativ befestigbar ist. Oben ragt der den
Laserstrahl 2 aussendende, rotierende Kopf 3 aus dem Gehäuse 1.
Der Kopf 3 kann ausserdem durch eine beliebig gestaltbare Haube
4 geschützt werden, welche hier nur angedeutet ist. Bei letzte
rer muss nur sichergestellt sein, dass der Austrittsbereich des
Laserstrahles durchsichtig ist; der obere Deckelteil der Haube 4
kann demgegenüber geschlossen sein und auch mit einem Traggriff
für das Laserstrahl-Nivelliergerät versehen werden.
Gemäss den Fig. 1 und 2 findet im Inneren des Gehäuses 1 sowohl
die Selbstnivellierung als auch die Neigung der durch den Laser
strahl 2 gebildeten Laserebene statt. Zu diesem Zweck ist zuerst
eine Messplatte 5 selbstnivellierbar kardanisch aufgehängt. Auf
oder an der Messplatte 5 sind dann alle weiteren Bauteile, d. h.
die Laserlicht-Optik sowie die zu deren Verstellung dienenden
Einrichtungen, angeordnet.
Die Selbstnivellierung erfolgt beispielsweise folgendermassen:
An zwei vom Gehäusedeckel 6 nach unten ragenden Flanschen 7 ist
ein Kardan-Ring 8 derart angelenkt, dass er um eine Achse B-B
schwenkbar ist. An diesem Kardan-Ring 8 hängt die Messplatte 5.
Diese ist dabei mittels an ihr befestigter Trägerelemente 9
derart am Kardan-Ring 8 angelenkt, dass sie um eine zweite Achse
C-C schwenkbar ist, die rechtwinklig zur ersten Achse B-B
verläuft. Die Messplatte 5 und deren beide Trägerelemente 9
bilden zusammen annähernd ein U, wobei die oberen Enden der
beiden freien U-Stege, d. h. die Trägerelemente 9, am Kardan-Ring
8 gelagert sind und der mittlere U-Steg, d. h. die Messplatte 5,
annähernd waagerecht hängt. Die Einnivellierung des Kardan-Rin
ges 8 kann durch einen Elektromotor 10 erfolgen, mit dem der
Abstand des frei schwenkbaren Bereiches des Kardan-Ringes 8 vom
Gehäusedeckel 6 regulierbar ist, wobei der Elektromotor 10 mit
einer elektrischen Wasserwaagen-Libelle 11 verbunden ist. Die
genaue Ausbildung dieser Konstruktion ist anhand der entspre
chenden, d. h. technisch gleich funktionierenden, zweiten Kon
struktion an der Messplatte 5 verständlich. Ein Elektromotor 12
ist schwenkbar an der Messplatte 5 gelagert. An der Antriebs
achse des Elektromotors 12 ist eine Gewindehülse 13 befestigt, in
welche ein Gewinde 14 eingreift, welches an einem mit seinem
oberen Ende am Kardan-Ring 8 angelenkten Verbindungselement 15
ausgebildet ist. Durch Drehen der Gewindehülse 13 mittels des
Elektromotors 12 vergrössert oder verkleinert sich der Abstand
zwischen dieser Seite der Messplatte 5 und dem Kardan-Ring 8, so
dass die Messplatte 5 um die Achse C-C geschwenkt und ihren
Winkel zum Kardan-Ring 8 verändert wird. Dies erfolgt so lange,
bis durch eine elektrische Wasserwaagen-Libelle 16 das Erreichen
der Waagerechten gemeldet wird.
Die Wasserwaagen-Libellen 11 und 16 sind in der dargestellten
Ausgangsstellung, entsprechend den beiden Schwenkachsen B-B
und C-C, im rechten Winkel zueinander angebracht. Um eine mög
lichst genaue Nivellierung sicherzustellen, sind die beiden Li
bellen 11 und 16 an den für die Messung massgeblichen Bauteilen
18 und 25 des Nivelliergerätes angebracht, auf deren Funktion
später eingegangen wird. Es soll hier aber festgehalten werden,
dass das Bauteil 18 drehbar ist und das Bauteil 25 trägt. Somit
ändert sich im Verlauf der Messarbeit mit dem Nivelliergerät die
Ausrichtung der beiden Libellen 11 und 16. Die Geräte- Steuerung
17 kann daher vorteilhaft so ausgelegt werden, dass die beiden
Libellen 11 und 16 nicht fest einer einzigen Schwenkachse
zugeordnet sind, sondern je nach Stellung entweder der einen
Schwenkachse B-B oder der anderen Schwenkachse C-C zu
geordnet werden. Beispielsweise kann die Steuerung 17 so pro
grammiert werden, dass jeweils diejenige Libelle 11 oder 16 zum
Einsatz kommt, die in einem Winkel von weniger als 45° zur
betreffenden Schwenkachse B-B oder C-C liegt. Es ist damit
sichergestellt, dass die Nivellierung nicht nur in der darge
stellten Ausgangsstellung sondern auch in einer beliebigen Aus
richtung der für die Messung massgeblichen Bauteile 18 und 25
des Nivelliergerätes erfolgen kann. Dadurch kann die Nivellie
rung auch während der Messarbeit kontinuierlich überprüft und
negative Auswirkungen anfälliger Erschütterungen des Nivellier
gerätes kompensiert werden.
Die beiden Libellen 11 und 16 arbeiten im übrigen auf an sich
bekannte Weise. Sie sind je mit einer den elektrischen Strom
leitenden Flüssigkeit gefüllt und je mit elektrischen Kontakt
stellen zur Bedienung von zwei Stromkreisen versehen. Der Strom
der zwei Stromkreise lässt den entsprechenden, jeweils der Libel
le 11 oder 16 zugeordneten Elektromotor 10 oder 12 vor- oder
rückwärts laufen. Diese Abläufe werden von der Geräte-Steuerung
17 überwacht. Ist nun die Messplatte 5 in jeder Hinsicht waage
recht nivelliert, so bildet der den rotierenden Kopf 3 verlas
sende Laserstrahl 2 eine genau waagerechte Laserebene.
Die für die Erfindung massgeblichen Teile, d. h. die Laserlicht-
Optik sowie die zu deren Verstellung dienenden Einrichtungen,
sind auf der Messplatte 5 angeordnet. Dieser Bereich des Laser
strahl-Nivelliergerätes ist wie folgt ausgebildet: Auf der Mess
platte 5 ist ein um die senkrechte Achse A-A drehbares Dreh
gestell 18 angeordnet, wobei einerseits Mittel zum Drehen und
andererseits Mittel zum Kontrollieren der Drehposition dieses
Drehgestells 18 vorhanden sind. Auf diese Mittel wird später
näher eingegangen. Zunächst soll festgehalten werden, dass auf
dem Drehgestell eine Einrichtung zur Neigung der Optik/Dreh
kopf-Baugruppe um eine waagerechte Achse D-D vorgesehen ist,
wodurch schliesslich die durch den rotierenden Laserstrahl 2
gebildete Laserebene neigbar ist. Es kann also einerseits eine
Neigung eingestellt und andererseits die Richtung dieser Neigung
durch Drehen des Drehgestells 18 bestimmt werden.
Das Drehgestell 18 ist durch einen Elektromotor 19 drehbar. Zu
diesem Zweck ist das Drehgestell 18 drehfest mit einem sich
ebenfalls um die Achse A-A drehenden Zahnkranz 20 verbunden,
in welchen ein auf der Antriebsachse des Elektromotors 19 ange
brachtes Zahnrad 21 eingreift. Die Drehposition des Drehgestells
18 wird mittels einer Mess-Scheibe 22 festgestellt, die entspre
chend dem Zahnkranz 20 mit dem Drehgestell 18 verbunden ist. Auf
der Mess-Scheibe 22 ist im Bereich des Scheibenrandes eine Viel
zahl von Marken 23 angebracht. Diese Vielzahl von Marken 23 ist
entsprechend dem Scheibenumfang kreisförmig angeordnet. Die Mar
ken 23 beinhalten jeweils eine individuelle Kennzeichnung, so
dass mittels einer fest angeordneten Marken-Leseeinrichtung 24
anhand der gelesenen Marken 23 die jeweilige Drehposition der
Mess-Scheibe 22 und damit des Drehgestells 18 ermittelbar ist.
Sowohl die Marken-Leseeinrichtung 24 als auch der Elektromotor
19 sind mit der Geräte-Steuerung 17 verbunden, welche wiederum
in üblicher Weise mit einer aussen am Laserstrahl-Nivelliergerät
angebrachten Bedienungstastatur verbunden ist. Hierdurch ist es
möglich, eine gewünschte Drehposition einzugeben, wobei die Ge
räte-Steuerung 17 den Elektromotor 19 so lange ansteuert, bis
von der Marken-Leseeinrichtung 24 das Erreichen dieser Drehposi
tion gemeldet wird.
Oben auf dem Drehgestell 18 ist eine annähernd U-förmige Halte
rung 25 angeordnet, wobei die beiden freien U-Stege nach oben
zeigen und Lager zur Aufnahme der waagerechten Drehachse D-D
aufweisen. Die komplette Optik/Drehkopf-Baugruppe ist um diese
waagerechte Achse D-D schwenkbar. An der Achse D-D ist, wie
schon beim Drehgestell 18, eine Marken 26 aufweisende Mess-
Scheibe 27 vorgesehen, der eine Marken-Leseeinrichtung 28 zuge
ordnet ist. Auch hier ist wiederum ein Zahnkranz 29 und ein
Elektromotor 30 vorhanden, so dass wie schon zuvor beschrieben,
die Drehposition ermittelbar und steuerbar ist.
Die Optik/Drehkopf-Baugruppe ist in bzw. auf einem Schwenk-Ge
häuse 31 angeordnet, welches, wie gesagt um die waagerechte Achse
D-D schwenkbar ist. Am oberen Ende dieses Schwenk-Gehäuses 31
ist der rotierende Kopf 3 gelagert. Dessen Rotation wird von ei
nem Elektromotor 32 bewirkt, der an seiner Antriebsachse mit ei
nem Zahnrad 33 versehen ist, welches an einem mit dem Kopf 3
drehfest verbundenen Zahnkranz 34 angreift.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist die Ausbildung des Inne
ren der Optik/Drehkopf-Baugruppe separat in Fig. 3 schematisch
dargestellt. Der Kopf 3 ist mittels eines Kugellagers 35 im Be
reich einer kreisrunden Öffnung am oberen Ende des Schwenk-Ge
häuses 31 gelagert. Hierzu ist der Kopf 3 an seinem unteren Ende
mit einem Rohrstück 36 versehen, an dem auch der Zahnkranz 34
angeordnet ist. Der Stabilität dient ein zweites Kugellager 37.
Getrennt von diesem ist unterhalb des Rohrstücks 36 ein Rohr-
Gehäuse 38 befestigt. Dieses ist drehfest im Schwenk-Gehäuse 31
angeordnet, es dreht sich also nicht mit dem Kopf 3 bzw. dem
Rohrstück 36 mit. In dem Rohr-Gehäuse 38 sind die Laser-Licht
quelle 39, z. B. eine Laserdiode, sowie ein würfelförmiger Licht
teiler 40, auf dessen Zweck später eingegangen wird, und eine
optische Linse 41 fest angeordnet. Diese Teile sind also in
wartungsfreundlicher Weise in einem austauschbaren Bauteil, dem
Rohr-Gehäuse 38, untergebracht.
Der von der Laser-Lichtquelle 39 erzeugte Laserstrahl 2 ist ver
tikal nach oben, zum Kopf 3 hin gerichtet und erreicht diesen,
nachdem er von der Linse 41 gebündelt wurde. Im Kopf 3 ist ein
Pentaprisma 42 angeordnet, das den Laserstrahl 2 in die Hori
zontale umlenkt. Das Pentaprisma 42 ist fest im Kopf 3 ange
ordnet, so dass es mit diesem mitrotiert. Da der Laserstrahl 2
durch den rotierenden Kopf 3, wie schon erwähnt, ähnlich einem
Leuchtturmlicht rotiert, wird die zu Messzwecken verwendbare
Laserebene gebildet.
Diese Optik/Drehkopf-Baugruppe weist zudem einige Besonderheiten
auf. Insbesondere ist über dem Kopf 3 ein Rotationselement 43
angeordnet, welches um eine waagerechte Achse E-E drehbar ge
lagert ist. Die genaue Ausbildung ist aus den Fig. 4 und 5 er
sichtlich. Das Rotationselement 43 ist dabei an Stützen 44 ge
lagert, die auf dem Schwenk-Gehäuse 31 befestigt sind. Auf der
Höhe 45 des den Kopf 3 verlassenden Laserstrahls 2 sind die
Stützen 44 vorteilhaft im Querschnitt verjüngt, um den diese bei
seiner Rotation immer wieder passierenden Laserstrahl 2 möglichst
wenig zu beeinträchtigen. Zur Drehung des Rotationselementes 43
ist kein separater Antrieb vorgesehen. Vielmehr wird die bereits
gegebene Rotation des Kopfes 3 genützt und umgelenkt. Hierzu ist
auf der oberen, kreisrunden Fläche des zylindrischen Kopfes 3
ein Zahnkranz 46 angeordnet. Diesem ist ein Zahnrad 47 zugeord
net, das drehfest mit dem Rotationselement 43 verbunden ist und
sich mit diesem um die Achse E-E dreht. Die Rotation des Kop
fes 3 um die vertikale Achse A-A bewirkt also automatisch das
Mitdrehen des Rotationselementes 43 um die horizontale Achse E-
E.
Am Rotationselement 43 ist ein Spiegel 48 angebracht. Das Rota
tionselement 43 ist zu diesem Zweck mit einer Ausnehmung verse
hen, so dass die Mitte der Spiegelfläche annähernd im Bereich
der Drehachse E-E liegt. Der Spiegel 48 rotiert also um die
Drehachse E-E. Das Pentaprisma 42 ist als Penta-Lichtteiler-
Prisma ausgebildet. Dies bedeutet, dass ein Teil des senkrecht
von unten ankommenden Laserstrahles 2 nicht in die Horizontale
umgelenkt, sondern geradeaus weitergelassen wird. Die Aufteilung
des Laserstrahles 2 hängt von der genauen Ausbildung des Penta-
Lichtteiler-Prismas 42 ab. Beispielsweise könnten 80% des La
serstrahles 2 in die Horizontale umgelenkt und 20% geradeaus
durchgelassen werden. Diese 20% des Laserstrahles 2 verlassen
den Kopf 3 durch eine in der Decke des Kopfes 3, genau in der
Verlängerung der Achse A-A angebrachte Öffnung 49 und treffen
auf den über dieser Öffnung 49 rotierenden Spiegel 48. Immer
wenn der Spiegel 48 im Verlauf seiner Rotation zum von unten an
kommenden Laserstrahl 2 ausgerichtet ist, wird dieser Laser
strahl 2 vom Spiegel 48 erfasst und reflektiert. Da sich der
Spiegel 48 weiterdreht, wird der Laserstrahl 2 schliesslich
ebenfalls seitlich umgelenkt, so dass der vom Spiegel 48 reflek
tierte, nunmehr zweite den Nivelliergerät-Kopfbereich verlassen
de Laserstrahl 50 ebenfalls seitlich des Laserstrahl-Nivellier
gerätes sichtbar- bzw. empfangbar ist. Durch die Drehung des
Spiegels 48 wird jedoch dieser zweite Laserstrahl 50 nicht wie
der erste Laserstrahl 2 in einem vorgegebenen Winkel ausge
strahlt, sondern er durchläuft, wie in Fig. 3 angedeutet, ein
Kreissektor. Konkret heisst das, dass der zweite Laserstrahl 50
sichtbar wird, sobald der Spiegel 48 die erforderliche Drehpo
sition erreicht hat, dann eine vertikale Bahn durchläuft, d. h.
an seinem Auftreffpunkt gewissermassen einen vertikalen Strich
zeichnet, und wieder verschwindet. Dieser Vorgang wiederholt
sich mit jeder Drehung des Rotationselementes 43. Der Winkel des
Kreissektors, in welchem der zweite Laserstrahl 50 jeweils
sichtbar ist, wird unten durch den Kopf 3 und oben durch eine
allfällige Schutzhaube begrenzt oder er ergibt sich durch den
beschränkten Winkelbereich, in welchem der von unten ankommende
Laserstrahl 2 reflektierbar ist. Es sei hierzu festgehalten,
dass sich der Spiegel 48 nur kontinuierlich um die waagerechte
Achse E-E dreht, jedoch die kontinuierliche Drehung des Kopfes
3 um die senkrechte Achse A-A nicht mitmacht. Infolgedessen
ist der einen vertikalen Strich durchlaufende Auftreffpunkt des
zeiten Laserstrahles 50 von der Drehposition des Drehgestells 18
bestimmt.
Nun zur Funktionsweise dieses Laserstrahl-Nivelliergerätes: Ge
mäss Fig. 6 wird das Laserstrahl-Nivelliergerät 51, hier von
oben sichtbar, im Bereich einer zu messenden Fläche aufgestellt.
Ziel ist es, ein Längsgefälle X und ein rechtwinklig dazu stehen
des Quergefälle Y zu messen. Der vom Laserstrahl-Nivelliergerät
ausgestrahlte Laserstrahl wird, wie an sich bekannt, von einem
Empfänger 52 empfangen, der beliebig 360° rund um das Laser
strahl-Nivelliergerät 51 aufstellbar ist oder z. B. auch an einer
beweglichen Planiermaschine angeordnet sein kann. Dies bedeutet,
dass der einer Zielfläche entsprechende Empfänger 52 den vom La
serstrahl-Nivelliergerät ausgesandten, 360° um diesen rotieren
den Laserstrahl dann empfängt, wenn der Empfänger in der richti
gen Höhe gehalten wird. Da der Neigungs-Winkel, in welchem der
Laserstrahl 2 das Laserstrahl-Nivelliergerät 51 verlässt von der
wunschgemäss eingestellten Schwenkstellung des Schwenk-Gehäuses
31 bestimmt wird, ist sichergestellt, dass die zu messende Flä
che dann die gewünschte Neigung aufweist, wenn der Laserstrahl 2
vom Empfänger 52 empfangen wird.
Will man nun die Fläche nicht nur in Richtung des Längsgefälles
X, sondern auch in Richtung des Quergefälles Y vermessen, wäre
an sich eine zweite Neigungs-Einrichtung erforderlich. Dies wird
im vorliegenden Fall umgangen, indem durch die in diesem Laser
strahl-Nivelliergerät gegebene exakte Feststellung der Drehposi
tion des Drehgestells 18, und damit der Optik/Drehkopf-Baugrup
pe, eine rechnerische Ermittlung dieser zweiten Neigung, d. h.
des Quergefälles Y, ermöglicht. Das bedeutet, dass zur Festle
gung einer Neigung des Längsgefälles X und einer Neigung des
Quergefälles Y die Ausrichtung des Drehgestells 18, und damit
der Optik-Drehkopf-Baugruppe, in einer bestimmten Hilfachse H
und die Einstellung einer bestimmten Hilfs-Neigung erforderlich
ist. Durch die Neigung der Optik/Drehkopf-Baugruppe in Richtung
Hilfsachse H, neigt sich die durch den rotierenden Laserstrahl 2
gebildete Laserebene zwangsweise auch im Bereich des Längsge
fälles X und des Quergefälles Y. Siehe hierzu auch das Schema
nach Fig. 7. Wird sowohl für das Längsgefälle X als auch für das
Quergefälle Y genau dieselbe Neigung gewünscht, wird die Hilfs
achse H genau in der Mitte zwischen den beiden Gefällen X und Y,
d. h. in einem Winkel von genau 45° zu jeder der beiden Messach
sen X und Y liegen. Je weiter die Neigungswerte des Längsgefäl
les X und des Quergefälles Y voneinander abweichen, desto näher
zum einen oder anderen Gefälle X bzw. Y wird sich die Hilfsachse
H verschieben. Der genaue Winkel 53 der Ausrichtung der Hilfs
achse H und deren genaue Neigung verändern sich je nach der
gewünschten Neigungskombination bezüglich des Längsgefälles X
und der Quergefälles Y. Die entsprechende Vielzahl von Werten
ist in der Geräte-Steuerung 17 einprogrammiert.
Zur Sicherstellung eines genauen Messergebnisses, gehört die
genaue Ausrichtung des Laserstrahl-Nivelliergerätes 51, bzw.
dessen Optik/Drehkopf-Baugruppe. Hierzu dient u. A. auch das
Hilfsmittel 54. Gemäss dem vorliegenden Beispiel soll die
Ausrichtung genau in Richtung des Längsgefälles X erfolgen.
Diese Ausrichtung dient dann als 0-Punkt für die Messung des
Winkels 53. Um diese Ausrichtung exakt ausführen zu können, wird
der zweite Laserstrahl 50 benützt. Dieser bezeichnet infolge
seiner besonderen Bewegung ja gewissermassen eine senkrechte
Linie. Trifft der Laserstrahl 50 dabei auf das Hilfsmittel 54,
so ist sichergestellt, dass das Laserstrahl-Nivelliergerät 51,
bzw. dessen Optik/Drehkopf-Baugruppe, richtig zum Hilfsmittel
54, d. h. in der gewünschten Achse ausgerichtet ist. Das Hilfs
mittel 54 befindet sich dann genau im als Ausgangspunkt für den
Winkel 53 dienenden 0-Punkt.
Nachdem die Ausrichtung des Laserstrahl-Nivelliergerätes 51 er
folgt ist, wird die Bedienungsperson an der Bedienungstastatur
nur das gewünschte Längsgefälle X und das gewünschte Quergefälle
Y eintippen. Die Geräte-Steuerung 17 wird dann den Elektromotor
19 so lange ansteuern, bis von der Marken-Leseeinrichtung 24 das
Erreichen der für die gewünschte Neigungskombination erforderli
chen Drehposition des Drehgestells 18 gemeldet wird. In einem
weiteren Schritt wird die Geräte-Steuerung 17 den Elektromotor
30 so lange ansteuern, bis von der Marken-Leseeinrichtung 28 das
Erreichen des für die gewünschte Neigungskombination erforder
lichen Hilfs-Neigungswinkels gemeldet wird. Diese komplizierte
Ausrichtung und Neigung der Laserebene erfolgt somit ohne wei
teres Zutun der Bedienungsperson wodurch jegliche Fehler ausge
schlossen sind. Die Bedienungsperson kann auf einer zur Bedie
nungstastatur gehörenden Anzeige sehen, ob sie die richtigen
Werte eingetippt hat. Entweder auf dieser Anzeige oder mittels
einem aufleuchtenden Licht kann angezeigt werden, dass das La
serstrahl-Nivelliergerät die erforderlichen Einstellungen ausge
führt hat und die Laserebene wunschgemäss ausgerichtet ist. Es
ist aber beispielsweise auch denkbar, dass durch automatisches
Ein- und Abschalten der Laser-Lichtquelle 39 die Messbereit
schaft des Laserstrahl-Nivelliergerätes angezeigt wird, indem
zuerst ein Einschalten für die Ausrichtung in die 0-Achse er
folgt und danach wieder ein Abschalten im Verlauf der Neigungs
einstellung. Schaltet sich dann das Laserlicht wieder ein, weiss
die Bedienungsperson, dass das Laserstrahl-Nivelliergerät bereit
ist. Die Ausstattung des Gerätes mit den mit Marken 23 bzw. 24
versehenen Mess-Scheiben 22 und 27 und den dazugehörigen Marken-
Leseeinrichtungen 24 und 28 gewährleistet ein hochpräzises Ein
stellen der Laserebene, wie es für ein derartiges Präzisions-
Nivelliergerät gefordert wird.
Nun zur genauen Funktion des Hilfsmittels 54: Dieses ist mit
einem Reflexionsmittel versehen, welches den Laserstrahl 50
reflektiert, so dass dieser als Laserstrahl-Spiegellicht 55
wieder zurück zum Laserstrahl-Nivelliergerät geworfen wird.
Siehe hierzu auch Fig. 3. Dieses Laserstrahl-Spiegellicht 55
wird vom Spiegel 48 im Bereich des Kopfes 3 des Laserstrahl-
Nivelliergerätes empfangen und u. a. nach unten umgelenkt. Es
gelangt hierbei bis zum früher erwähnten, würfelförmigen Licht
teiler 40. Dieser ist so ausgebildet, dass er den von unten
kommenden Laserstrahl 2 nach oben durchlässt, das von oben
kommende Laserstrahl-Spiegellicht 55 jedoch seitlich umlenkt, in
Richtung auf eine Fotozelle 56. Diese ist aus praktischen Erwä
gungen aussen am Schwenk-Gehäuse 31 angeordnet. Für das Laser
strahl-Spiegellicht 55 sind daher entsprechende Öffnungen in der
Wand des Schwenk-Gehäuses 31 und des Rohr-Gehäuses 38 vorgese
hen. Sind nun das Hilfsmittel 54 und das Laserstrahl-
Nivelliergerät 51, bzw. dessen Optik/Drehkopf- Baugruppe, rich
tig zueinander ausgerichtet, wird also das Laserstrahl-Spiegel
licht 55 reflektiert und gelangt bis zur Fotozelle 56. Da sich
aber der Spiegel 48 im Bereich des Kopfes 3 des Laserstrahl-
Nivelliergerätes kontinuierlich dreht, gelangt das Laserstrahl-
Spiegellicht 55 als pulsierendes Licht zur Fotozelle 56. Die
Emfindlichkeit der Fotozelle 56 ist so eingestellt, dass genau
dieses pulsierende Laserstrahl-Spiegellicht 55 registriert und
der Geräte-Steuerung 17 gemeldet wird. Hierdurch weiss die
Geräte-Steuerung 17, wann das Laserstrahl-Nivelliergerät 51 und
das Hilfsmittel 54 richtig zueinander ausgerichtet sind. Hier
durch lässt sich die Ausrichtung des Laserstrahl-Nivellierge
rätes 51, bzw. dessen Optik/Drehkopf-Baugruppe, automatisieren.
Zu diesem Zweck ist die Geräte-Steuerung 17 vorzugsweise so aus
gelegt, dass ein Suchprogramm abrufbar ist. In diesem wird das
Drehgestell 18, dank den schon beschriebenen Mitteln, in eine
Hin- und Her-Bewegung versetzt, so dass sich insbesondere der
das Laserstrahl-Nivelliergerät verlassende, zweite Laserstrahl
50 im Bereich eines Kreissektors 57 (Fig. 6) von beispielsweise
5° gewissermassen pendelnd hin und her bewegt. In Verbindung mit
der diesem Laserstrahl 50 ohnehin auferlegten Auf- und Ab-Bewe
gung wird bewirkt, dass der Laserstrahl 50 gewissermassen Such
schleifen durchführt. Trifft nun der Laserstrahl 50 im Verlauf
dieses Suchprogramms auf das Hilfsmittel 54, so wird er durch
dessen Reflexionsmittel reflektiert, was wie zuvor beschrieben,
sofort von der Geräte-Steuerung registriert wird. Die Geräte-
Steuerung 17 stoppt in diesem Augenblick das Suchprogramm, d. h.
die Hin- und Her-Bewegung des Drehgestells 18, und setzt den
0-Punkt für die Messung des Winkels 53. Durch diese Vorkehrungen
wird nicht nur sichergestellt, dass Fehler beim Ausrichten des
Laserstrahl- Nivelliergerätes passieren können, vielmehr wird
darüberhinaus erreicht, dass auch eine einzige Bedienungsperson
problemlos mit dem Gerät arbeiten kann. Dies ist insbesondere
dann der Fall, wenn das Laserstahl-Nivelliergerät mit einer
Fernsteuerung versehen wird. So kann diese eine Bedienungsperson
das Laserstrahl-Nivelliergerät 51 ungefähr von Auge ausrichten,
sich dann mit dem Hilfsmittel 54 an die vom Laserstrahl-Nivel
liergerät 51 entfernte Stelle der Fläche begeben und mittels
Fernsteuerung das Suchprogramm abrufen. In wenigen Augen
blicken wird das Laserstrahl-Nivelliergerät 51 die genaue Lage
des Hilfsmittels 54 geortet haben. Nun kann, ebenfalls per Fern
steuerung, die gewünschte Neigung bzw. Neigungskombination im
Längs- und Quergefälle X bzw. Y eingegeben werden.
In den Fig. 8 und 9 sind nun zwei Varianten bezüglich des Emp
fangs des vom Hilfsmittel 54 reflektierten Laserstrahl-Spiegel
lichtes 55 dargestellt, das naturgemäss als kreisrunder Leucht
punkt im Bereich des Rotationselementes 43 eintrifft. Abweichend
vom vorgehend anhand der Fig. 3 und 4 beschriebenen Verfahren,
wird hier das Laserstrahl-Spiegellicht 55 in unmittelbarer Nähe
des Rotationselementes 43 registriert. Vorzugsweise von einer
Reihe nebeneinander angeordneter Fotozellen 58.
Gemäss der ersten Variante nach Fig. 8 ist die Fotozellen-Reihe
58 derart an den Stützen 44 befestigt, dass sie sich unmittelbar
vor dem Rotationselement 43 befindet, ohne sich jedoch mit die
sem mitzudrehen. Die Fotozellen-Reihe 58 liegt dabei waagerecht
unmittelbar unter dem Spiegel 48, so dass das Laserstrahl-Spie
gellicht 55 auf die Fotozellen 58 trifft, wenn die gewünschte
Ausrichtung vorliegt. Da die Fotozellen- Reihe 58 mit der Gerä
te-Steuerung 17 verbunden ist, kann von dieser nicht nur das
Auftreffen des Laserstrahl-Spiegellichtes 55 sondern auch dessen
genauer Auftreffpunkt erkannt werden. Je nachdem ob die Rückmel
dung von Fotozellen 58 links oder rechts der Mitte erfolgt, wird
registriert, ob das Laserstrahl-Spiegellicht links oder rechts
auftrifft.
Die Variante nach Fig. 9 ist derjenigen nach Fig. 8 sehr ähn
lich. Hier ist jedoch die Fotozellen-Reihe 58 zweigeteilt und
derart auf der Höhe des Spiegels 48 angeordnet, dass sich min
destens eine Fotozelle 58 rechts und mindestens eine Fotozelle
58 links des Spiegels 48 befindet. Auch hier sind die Fotozellen
58 ortsfest an den Stützen 44 befestigt. Die Funktionsweise
ist dieselbe wie in der Variante nach Fig. 8.
Dank der Anordnung von Fotozellen 58 nach Fig. 8 oder 9 wird die
Ausbildung nach Fig. 3 teilweise überflüssig. Insbesondere kann
auf den einen gewissen Lichtverlust mit sich bringenden Laser-
Lichtteiler 40 verzichtet werden. Selbstverständlich wird dann
auch die dem Lichtteiler zugeordnete Fotozelle 56 nicht mehr be
nötigt.
Fig. 10 zeigt schliesslich, wie beispielsweise die Anzeige 59
und die Bedienungstastatur 60 des Laserstrahl-Nivelliergerätes
aussehen könnten.
Das erfindungsgemässe Laserstrahl-Nivelliergerät arbeitet dank
seiner besonderen Ausbildung nicht nur mit höchster Präzision,
es ist auch sehr einfach zu bedienen. Das aus dem Laserstrahl-
Nivelliergerät 51 und dem dazugehörigen Hilfsmittel 54 sowie
einem oder mehreren Empfängern 52 gebildete Nivelliersystem
kann auch von einer einzigen Bedienungsperson gehandhabt werden.
Zudem ist durch das Ausstrahlen von zwei Laserstrahlen 2 und 50,
die einmal eine horizontale Laserebene und einmal eine Vertikale
anzeigen, insbesondere im Hochbau gleichzeitig ein Boden und
eine Wand messbar bzw. beim Bauen ausrichtbar. Schliesslich
ergibt sich durch die Tatsache, dass der die Vertikale
anzeigende, zweite Laserstrahl 50 in einem exakt messbaren,
horizontalen Winkel 53 ausstrahlbar ist, die bei herkömmlichen
Laserstrahl-Nivelliergeräten nicht gegebene Möglichkeit, auch
horizontale Winkel 53 exakt zu vermessen. Dieses Laserstrahl-
Nivelliergerät bringt also gegenüber dem Stand der Technik eine
ganze Reihe von entscheidenden Vorteilen mit sich.
Claims (28)
1. Laserstrahl-Nivelliergerät mit Mitteln zur Erzeugung
eines Laserstrahles und mit einem rotierbaren, den
Laserstrahl aussendenden Kopf, wobei der durch den
rotierenden Kopf in eine Rotationsbewegung versetzbare
Laserstrahl die zu Messzwecken verwendbare, waagerechte
oder geneigte Laserebene bildet,
gekennzeichnet durch ein um eine annähernd senkrechte Achse
(A-A) schwenk- oder drehbares Drehgestell (18) und
mindestens eine mit diesem Drehgestell (18) verbundene, um
eine annähernd waagerechte Achse (D-D) schwenkbare
Neigungseinrichtung (31), durch das Drehgestell (18) und
durch die Neigungseinrichtung (31) der mit einer zusätz
lichen, eigenen Dreheinrichtung (32, 33, 34) rotierbare
Kopf (3) sowohl um die senkrechte Achse (A-A) als auch um
die waagerechte Achse (D-D) schwenk- oder ausrichtbar
ist, wobei sowohl das Drehgestell (18) als auch die
Neigungseinrichtung (31) mit Antriebs-Mitteln (19, 20,
21; 29, 30) und mit Mitteln (22, 23, 24; 26, 27, 28) zum
Ermitteln der Dreh- oder Schwenkstellung versehen sind, das
Antriebs-Mittel (19, 20, 21; 29, 30) und Mittel (22, 23,
24; 26, 27, 28) zum Ermitteln der Dreh- oder Schwenk
stellung mit mindestens einer Steuerung (17) verbunden
sind, zur Überwachung und Steuerung der jeweiligen Dreh-
oder Schwenkstellung.
2. Laserstrahl-Nivelliergerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Drehgestell (18) auf oder
an einer Tragkonstruktion oder einer Messplatte (5)
gelagert ist, welche mit Mitteln (7, 8, 9) zu deren
Selbstnivellierung versehen ist, wobei die Neigungs
einrichtung (31) auf dem Drehgestell (18) angeordnet ist.
3. Laserstrahl-Nivelliergerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Drehgestell (18) und die
Neigungseinrichtung (31) jeweils eine kreis- oder
teilkreisförmige Angriffsfläche aufweisen oder einen
Zahnkranz (20, 29), die jeweils mit Hilfe eines mit der
Antriebsachse eines jeweiligen Elektromotors (19, 30)
verbundenen Mittels, wie einem Zahnrad (21), bewegbar ist.
4. Laserstrahl-Nivelliergerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Ermitteln der
Dreh- oder Schwenkstellung des Drehgestell (18) und der
Neigungseinrichtung (31) jeweils eine Mess-Einrichtung
beinhalten, die eine Vielzahl von nacheinander aufgereihten
Marken (23, 26) aufweist, die von einer Marken-Leseein
richtung (24, 28) lesbar sind, wodurch die Position der
Marken-Reihe (23, 26) zur Marken-Leseeinrichtung (24, 28)
mittels der Steuerung (17) ermittelbar ist.
5. Laserstrahl-Nivelliergerät nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von nacheinander
aufgereihten
Marken (23, 26) kreis- oder teilkreisförmig auf einer
Messscheibe (22, 27) angeordnet ist, welche ebenfalls
kreis- oder teilkreisförmig ist, wobei die Mess-Scheibe
(22, 27) derart mit dem Drehgestell (18) oder der Neigungs
einrichtung (31) verbunden ist, dass sie sich um die
jeweilige Dreh- oder Schwenkachse (A-A, D-D) mitdreht
und wobei die Marken-Leseeinrichtung (24, 28) derart
ortsfest angeordnet ist, dass sie sich nicht mit der ihr
zugeordneten Scheibe (22, 27) mitdreht, indem die erste
Marken-Leseeinrichtung (24), die der Kontrolle der Dreh
position des Drehgestells (18) dient, an der Tragkon
struktion, oder an der Messplatte (5), angeordnet ist,
während die zweite Marken-Leseeinrichtung, die der
Kontrolle der Schwenkposition der Neigungseinrichtung (31)
dient, am Drehgestell (18) angeordnet ist.
6. Laserstrahl-Nivelliergerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Neigungseinrichtung (31)
ein Schwenk-Gehäuse (31) aufweist, in oder an welchem die
Laser-Lichtquelle (39) angeordnet ist und an dessen oberem
Ende der rotierbare Kopf (3) gelagert ist, der durch einen
ebenfalls am Schwenk-Gehäuse (31) angeordneten Elektromotor
(32) antreibbar ist, wobei das Schwenk-Gehäuse (31) am
Drehgestell (18) um eine waagerechte Achse (D-D)
schwenkbar gelagert ist.
7. Laserstrahl-Nivelliergerät nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkgehäuse (31) am
Drehgestell (18) in einer U-förmigen Halterung (25)
schwenkbar gelagert ist.
8. Laserstrahl-Nivelliergerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zum um eine
senkrechte Achse
(A-A) oder um eine geneigte Achse rotierbaren Kopf (3)
ein weiteres mit Reflexionsmittel (48) versehenes
Rotationselement (43) vorgesehen ist, das um eine
annähernd waagerechte Achse (E-E) drehbar ist.
9. Laserstrahl-Nivelliergerät nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass im rotierbaren Kopf (3) ein
Pentaprisma in Form eines Penta-Lichtteiler-Prismas (42)
angeordnet ist, durch welches der von einer unterhalb des
Kopfes (3) angeordneten Laser-Lichtquelle (39) nach oben
gerichtete Laserstrahl (2) zu einem Teil seitwärts,
annähernd rechtwinklig umgelenkt wird, zwecks Bildung der
Laserebene, während das restliche Licht des Laserstrahles
(2) vom Penta-Lichtteiler-Prisma (42) geradeaus nach oben
durchgelassen wird, in Richtung auf das Reflexionsmittel
eines darüber an einer
waagerechten Achse (E-E) drehbar gelagerten Rotations
elementes (43).
10. Laserstrahl-Nivelliergerät nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass das Reflexionsmittel ein
Spiegel (48) ist.
11. Laserstrahl-Nivelliergerät nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass das Rotationselement (43) an
mindestens einer Stütze (44) gelagert ist, die nicht mit
dem rotierbaren Kopf (3) verbunden ist und somit dessen
Drehbewegung nicht mitmacht, wobei Mittel (46, 47)
vorgesehen sind, um das Rotationselement (43) drehen zu
können.
12. Laserstrahl-Nivelliergerät nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass das Rotationselement (43) an
einer Stütze (44) gelagert ist, die am oberen Ende eines
die Optik/Drehkopf-Baugruppe tragenden Schwenk-Gehäuses
(31) angeordnet ist.
13. Laserstrahl-Nivelliergerät nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass sowohl am rotierbaren Kopf (3)
als auch am Rotationselement (43) je eine Angriffsfläche
(46, 47) vorgesehen ist, die Angriffsflächen (46,
47) derart miteinander in Wirkverbindung stehen, dass die
um eine Achse (A-A) erfolgende Drehbewegung des Kopfes
(3) zum um eine annähernd rechtwinklig dazu stehenden
zweiten Achse (E-E) drehbaren Rotationselement (43)
übertragbar ist, wodurch das Rotationselement (43) keinen
zusätzlichen Elektromotor benötigt.
14. Laserstrahl-Nivelliergerät nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass das Reflexionsmittel des
Rotationselementes (43) derart angeordnet ist, dass die
Spiegelfläche um die Drehachse (E-E) des Rotationselemen
tes (43) rotiert und bei jeder Umdrehung einmal einen La
serstrahl erfasst und reflektiert, wobei durch die Drehbe
wegung des Spiegels (48) der Laserstrahl (50) seitlich
umgelenkt wird und wobei der Laserstrahl (50), bevor der
Spiegel (48) den Drehbereich, in welchem der Laserstrahl
erfassbar ist, wieder verlässt, eine vertikale Bahn in Form
eines Kreissektors durchläuft, so dass auf einer Zielfläche
durch den vorbeikommenden, durch den Laserstrahl (50) ge
bildeten Leuchtpunkt, eine vertikale Linie gezogen wird.
15. Laserstrahl-Nivelliergerät nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine
lichtempfindliche Einrichtung (56; 58) vorgesehen ist,
wodurch das von einem mit
mindestens einem Reflexionsmittel versehene Hilfsmittel
(54) in Richtung auf das Laserstrahl-Nivelliergerät (51)
zurückgestrahlte Laserstrahl-Spiegellicht (55) am Laser
strahl-Nivelliergerät (51) empfangbar ist, und die licht
empfindliche Einrichtung (56; 58) mit einer Steuerung (17)
verbunden ist.
16. Laserstrahl-Nivelliergerät nach Anspruch
15,
dadurch gekennzeichnet, dass in der Achse (A-A) zwischen
der Laser-Lichtquelle (39) und dem Reflexionsmittel (48)
des Rotationselementes (43) ein Lichtteiler (40) angeordnet
ist, der den von der Laser-Lichtquelle (39) kommenden
Laserstrahl (2) in Richtung des Reflexionsmittels (48)
mindestens teilweise durchlässt und das vom Reflexions
mittel (48) kommende Laserstrahl-Spiegellicht (55)
mindestens teilweise in Richtung auf eine lichtempfindliche
Einrichtung (56) umlenkt, wodurch mittels der lichtempfind
lichen Einrichtung (56) das von einem an einem Laserstrahl-
Empfänger (52) angebrachten Reflexionsmittel (54) zurück-
gestrahlte Laserstrahl-Spiegellicht (55) wahrnehmbar und
der Geräte-Steuerung (17) meldbar ist.
17. Laserstrahl-Nivelliergerät nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtteiler (40)
würfelförmig ist und eine annähernd diagonal angeordnete
Lichtteiler-Fläche aufweist.
18. Laserstrahl-Nivelliergerät nach Anspruch
15,
dadurch gekennzeichnet, dass die lichtempfindliche
Einrichtung (58) im Bereich des Rotationselementes (43)
angeordnet ist.
19. Laserstrahl-Nivelliergerät nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, dass die lichtempfindliche Ein
richtung (58) derart unter oder über dem Rotationselement
(43) an der dem Hilfsmittel (54) zugewandten Seite ange
ordnet ist, dass die Wirkung dessen Reflexionsmittels
nicht beeinträchtigt wird, wobei die lichtempfindliche
Einrichtung (58) drehfest angeordnet ist, d. h. dass sie
weder mit dem Rotationselement (43) noch mit dem Kopf (3)
mitdrehbar ist.
20. Laserstrahl-Nivelliergerät nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, dass die lichtempfindliche
Einrichtung (58) an Stützen (44) nach vorn in Richtung auf
das Hilfsmittel (54) versetzt befestigt ist.
21. Laserstrahl-Nivelliergerät nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, dass die lichtempfindliche
Einrichtung (58) zweigeteilt ist und derart im Bereich der
dem Hilfsmittel (54) zugewandten Seite des Rotations
elementes (43) angeordnet ist, dass die beiden Teile der
lichtempfindlichen Einrichtung (58) annähernd auf der Höhe
des Reflexionsmittels liegen und je auf einer der beiden
Seiten des Reflexionsmittels oder des Spiegels (48)
liegen, wobei die lichtempfindliche Einrichtung (58)
drehfest an Stützen (44) angeordnet ist,
d. h. dass sie weder mit dem Rotationselement (43) noch mit
dem Kopf (3) mitdrehbar ist.
22. Laserstrahl-Nivelliergerät nach einem der Ansprüche
15 bis 21,
dadurch gekennzeichnet, dass die lichtempfindliche Ein
richtung (56; 58) aus mindestens einer Fotozelle besteht.
23. Laserstrahl-Nivelliergerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Geräte-Steuerung (17) so
ausgelegt und programmierbar ist, dass zur Neigung der
Laserebene sowohl in einer X-Achse als auch in einer
Y-Achse, d. h. in Richtung eines Längsgefälles X und eines
rechtwinklig dazu stehenden Quergefälles Y, das Drehgestell
(18) selbsttätig derart in Richtung auf eine innerhalb des
zwischen der X-Achse und der Y-Achse gebildeten 90°-Winkels
liegende Hilfsachse H ausrichtbar ist, dass die Schwenk
achse (D-D) der Neigungseinrichtung (31) rechtwinklig zu
dieser Hilfsachse H liegt, wodurch die Neigungseinrichtung
(31) in Richtung der Hilfsachse H neigbar ist, wobei der
Neigungswinkel der Neigungseinrichtung (31) in Richtung der
Hilfsachse H von der Geräte-Steuerung (17) aus so bestimm
bar ist, dass durch Neigung der Neigungseinrichtung (31),
und damit der Laserebene, um einen bestimmten Hilfs-
Neigungswinkel in Richtung auf die Hilfsachse H, sich die
durch diese Neigungsbewegung zwangsläufig auch in Richtung
der X-Achse und der Y-Achse neigende Laserebene, in diesen
beiden Achsen (X, Y) die für Messzwecke gewünschte und von
der Bedienungsperson an einer mit der Geräte-Steuerung (17)
verbundenen Eingabemöglichkeit, wie eine Bedienungs
tastatur, jeweils eingegebene Neigung einnimmt.
24. Laserstrahl-Nivelliergerät nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Tragkonstruktion oder
Messplatte (5) zu deren Selbstnivellierung kardanisch
aufgehängt ist, wobei ein um eine erste Achse (B-B)
schwenkbares Element, z. B. ein Kardan-Ring (8), und ein
zweites, um eine zweite, rechtwinklig zur ersten stehenden,
Achse (C-C) schwenkbares Element vorgesehen ist, welches
entweder die Tragkonstruktion ist oder mit dieser
Tragkonstruktion oder der Messplatte (5) fest verbunden
ist, wobei jedes der beiden Elemente (8, 5) mit mindestens
einer elektrischen Wasserwaagen-Libelle (16, 15) und mit
mindestens einem Elektromotor (10, 12) in Verbindung steht,
mit dem die Schwenkstellung des jeweiligen Elementes (8, 5)
um die jeweilige Achse (B-B; C-C) kontrollierbar ist,
wodurch die beiden Elemente (8, 5) jeweils motorisch in die
Waagerechte bringbar sind.
25. Verfahren zum Betrieb eines Laserstrahl-Nivellier
gerätes nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Neigung der Laserebene
sowohl in einer X-Achse als auch in einer Y-Achse, d. h. in
Richtung eines Längsgefälles X und eines rechtwinklig dazu
stehenden Quergefälles Y,
- - das Drehgestell (18) von der Geräte-Steuerung derart in Richtung auf eine innerhalb des zwischen der X-Achse und der Y-Achse gebildeten 90°-Winkels liegende Hilfsachse H ausgerichtet wird, dass die Schwenkachse (D-D) der Neigungseinrichtung (31) rechtwinklig zu dieser Hilfsachse H liegt, wodurch die Neigungseinrichtung (31) in Richtung der Hilfsachse H neigbar ist, und
- - der Neigungswinkel der Neigungseinrichtung (31) in Richtung der Hilfsachse H von der Geräte-Steuerung (17) so bestimmt wird, dass durch Neigung der Neigungsein richtung (31), und damit der Laserebene, um einen bestimmten Hilfs-Neigungswinkel in Richtung auf die Hilfsachse H, sich die durch diese Neigungsbewegung zwangsläufig auch in Richtung der X-Achse und der Y-Achse neigende Laserebene, in diesen beiden Achsen (X, Y) die für Messzwecke gewünschte Neigung einnimmt;
26. Verfahren nach Anspruch 25 zum Betrieb eines
Laserstrahl-Nivelliergerätes nach Anspruch 8 und 15,
dadurch gekennzeichnet, dass auf Abruf die Geräte-Steuerung
(17) das Drehgestell (18) in einem vorgegebenen Winkel in
Form eines Kreissektors (57) hin und her bewegt.
27. Verfahren nach Anspruch 26,
dadurch gekennzeichnet, dass die Geräte-Steuerung (17) die
Hin- und Herbewegung des Drehgestells (18) anhält, sobald
durch die lichtempfindliche Einrichtung (56) das von einem
an einem Laserstrahl-Empfänger (52) angebrachte
Reflexionsmittel (54) zurückgestrahlte
Laserstrahl-Spiegellicht (55) wahrgenommen und der
Geräte-Steuerung (17) gemeldet wird, wobei diese
Stop-Position als 0-Punkt für die Messung des Winkels (53)
dient, in welchem die Hilfsachse H auszurichten ist.
28. Hilfsmittel zu einem Laserstrahl-Nivelliergerät nach
Anspruch 1,
gekennzeichnet durch mindestens ein Reflexionsmittel, mit
welchem der vom Laserstrahl-Nivelliergerät (51) beim
Hilfsmittel (54) ankommende Laserstrahl wieder zum
Laserstrahl-Nivelliergerät (51) zurück reflektierbar ist.
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