DE9319184U1

DE9319184U1 - Laserstrahlerzeuger für Wasserwaagen

Info

Publication number: DE9319184U1
Application number: DE9319184U
Authority: DE
Original assignee: Mayer & Wonisch & Co KG GmbH
Current assignee: Mayer & Wonisch & Co KG GmbH
Priority date: 1993-12-14
Filing date: 1993-12-14
Publication date: 1994-03-17
Anticipated expiration: 2003-12-15

Description

Beschreibung

Laserstrahlerzeuger für Wasserwaagen

Die Erfindung betrifft einen Laserstrahlerzeuger für Wasserwaagen, die aus einem im wesentlichen quaderförmigen Gehäuse mit eingesetzten Libellen bestehen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Laserstrahlerzeuger für den Einsatz in oder an bzw. auf Wasserwaagen sind in der Praxis bereits bekannt. So werden in der Praxis für bestehende Wasserwaagen sogenannte Aufsatzgeräte angeboten und eingesetzt, die eine Laserstrahlerzeugungseinrichtung beinhalten. Diese Aufsatzgeräte werden mittels Spanneinrichtungen aus vorgespannten Federblechen auf eine Flachseite der Wasserwaage aufgesteckt. Dadurch sind solche Wasserwaagen mit den Laserstrahl-Aufsatzgeräten nachrüstbar, was ihre Anwendungsvielfalt erhöht.

Bei der Neukonstruktion von Wasserwaagen werden in der Regel Laserstrahlerzeuger eingesetzt, die in das Gehäuse der Wasserwaagen integriert sind. Dies erleichtert die Handhabung der Laser-Wasserwaagen, bietet einen guten Schutz der Laserstrahlerzeuger vor Beschädigungen und ist insgesamt technisch weniger aufwendig als der Zusatz mit Aufsatzgeräten als Zubehörteil.

Eine Wasserwaage mit einem Laserstrahlerzeuger der gattungsgemäßen Art ist bereits aus der DE 39 18 865 Al bekannt. Eine

solche Wasserwaage ist im Regelfall aus Holz, Kunststoff oder Metall gebildet und erlaubt im begrenzten Rahmen eine exakte Winkelausrichtung oder eine exakte lotrechte Ausrichtung von Bauelementen. Zur Überprüfung von großen Flächen, wie beispielsweise Gebäuden, Straßen oder dergleichen, werden üblicherweise Nivelliergeräte eingesetzt, die jedoch relativ aufwendig zu bedienen und teuer sind. Um auch große Flächen einfach vermessen zu können wird nach der Offenbarung der DE 39 18 865 Al zum Stand der Technik in die Wasserwaage ein Laserstrahlerzeuger eingesetzt, dessen Strahlengang parallel zur Längserstreckung der Wasserwaage verläuft. Der Laserstrahlerzeuger ist dabei in einen Hilfsrahmen eingesetzt, der wiederum in einer Ausnehmung im Inneren der Wasserwaage gehalten und durch Stellschrauben in beiden Quer richtungen ausrichtbar ist.

Wasserwaagen dieser Bauart werden sowohl in Innen- wie auch in Außenbereichen und vor allem auch im Baubereich eingesetzt und unterliegen im Einsatz harten Umwelt- und Handhabungsbedingungen. Dies führt dazu, daß in die Wasserwaagen Staub, aber auch Feuchtigkeit und Nässe eindringen kann, wenn solche Wasserwaagen beispielsweise in der Bautechnik oder generell im Außenbereich bei handwerklichen Arbeiten eingesetzt werden. Dies ist bei den rein mechanischen Wasserwaagen ohne Laserstrahlerzeuger nicht weiter problematisch, da die Meßqualität dadurch nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigt wird. Wenn Wasserwaagen jedoch mit einem Laserstrahl erzeuger der eingangs geschilderten Art versehen werden, entstehen technische Probleme aufgrund der empfindlichen Elektronik durch mögliches Eindringen von Feuchtigkeit und Wasser. Durch Feuchtigkeit oder Wasser kann die Elektronik und Optik von Laserstrahlerzeugern Schaden nehmen und in der Meßqualität empfindlich leiden. Für präzise Messungen sind auf diese Art beschädigte Wasserwaagen nur noch bedingt oder gar nicht mehr einsetzbar.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Laserstrahlerzeuger für Wasserwaagen der eingangs genannten Art zu schaffen, der

durch einfache bauliche Maßnahmen Schutz gegen das Eindringen von Feuchtigkeit bietet und dadurch qualetativ höherwertig ist und auch in Außenbereichen unter allen Umweltbedingungen einsetzbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen und besondere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen 2 bis 12 zu entnehmen.

In sinnvoller und vorteilhafter Weise wird bei diesem Laserstrahlerzeuger für Wasserwaagen das Rahmengehäuse für die Aufnahme der elektrischen und/oder optischen Bauelemente als eine wasser- und feuchtigkeitsdichte Einheit ausgebildet. Dies bedeutet, daß die elektrischen, elektronischen und/oder optisehen Bauelemente und Module oder Einheiten in dem Rahmengehäuse des Laserstrahlerzeugers so eingebaut sind, daß sie gegen Feuchtigkeit und Nässe optimal geschützt sind. Diese wasserdichte Einheit wird in Bezug auf die Laserdiode und die optischen Elemente in technisch einfacher Art dadurch erzielt, daß eine entsprechende Fassung für die Laserdiode in dem Rahmengehäuse durch Schraubelemente justierbar und durch O-Ringe in erster Phase abdichtbar ist. Durch eine anschließende Verklebung oder durch ein Vergießen der justierten und bezüglich des Strahlenganges exakt ausgerichteten Laserdiode wird zusätzlich zu der feuchtigkeitsdichten Bauweise auch noch eine Fixierung erreicht, die eine hohe Präzision des Laserstrahles in Bezug auf seine Lage gewährleistet.

In ähnlich einfacher Bauweise ist auch der Aufnahmeraum für die Energiequelle im Rahmengehäuse abgedichtet, so daß auch über den eingesetzten Schalter oberhalb der Energiequellen Feuchtigkeit bzw. Nässe in die Bereiche der elektronischen Bauteile und Batterien oder Akkumulatoren samt ihrer elektrischen Anschlüsse in der Wasserwaage nicht vordringen kann.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile sind in der nachfolgenden

Zeichnungsbeschreibung für ein Beispiel der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Wasserwaage mit einem Laserstrahlerzeuger im Schnitt,

Fig. 2 eine stirnseitige Ansicht des Laserstrahlerzeugers gemäß der Linie II~II in Fig. 1,

Fig. 3 den Laserstrahlerzeuger in Explosionsdarstellung.

Die Wasserwaage 1 weist ein im wesentlichen quaderförmiges Gehäuse 2 mit einer stirnseitxgen öffnung 3 an ihrem einen Stirnende auf. In den über die stirnseitige öffnung 3 zugänglichen Raum 4 im Gehäuse 2 der Wasserwaage 1 ist ein Laserstrahlerzeuger 5 als im wesentlichen komplett vormontierte Einheit eingesetzt und durch Befestigungsmittel 6, beispielsweise Schrauben, in Position gehalten und befestigt. Die stirnseitige Öffnung 3 des Gehäuses 2 der Wasserwaage 1 ist durch eine Abschlußkappe 7 verschließbar, welche gleichzeitig Bauelemente des Laserstrahlerzeugers 5 aufnimmt.

Der Laserstrahlerzeuger 5 besteht ebenfalls aus einem im wesentlichen quaderförmigen Gehäuse 8 mit einer in Richtung der Längsachsen 9 und 10 verlaufenden durchgehenden Mittelwand 11. Dadurch ist das Gehäuse 8 des Laserstrahlerzeugers 5 in zwei parallel zueinander verlaufende Kammern 12 und 13 aufgeteilt. Die Kammer 12 des Gehäuses 8 ist im oberen Bereich erweitert, wodurch sich eine umlaufende Auflagefläche 14 und ein erweiterter Hohlraum 15 ergeben. In die Kammer 12 ist eine Optikfassung 16 eingesetzt, welche mit ihrer umlaufenden Schulter 17 auf der Auflagefläche 14 aufliegt. In die Optikfassung 16 ist eine schematisch gezeichnete Laserdiode 50 eingesetzt, welche elektrisch mit einer Schaltung, beispielsweise einer SMD-Schaltung 18 verbunden ist. In der oberen stirnseitxgen Ausnehmung 19 der

Optikfassung 16 befindet sich eine Linse 20. Auf die Stirnseite ist ein O-Ring 21 gelegt. Die Optikfassung 16 wird durch vier Stellschrauben 22 gegen die Auflagefläche 14 so justiert und festgehalten, daß der Laserstrahl exakt parallel zur Anlagefläche 23 der Wasserwaage 1 ausgerichtet ist. Nach der Einjustierung der Optikfassung 16 durch die vier Stellschrauben 22, die gleichmäßig zueinander beabstandet auf einem gemeinsamen Kreisring angeordnet sind, wird die Optikfassung 16 zusammen mit dem O-Ring 21 und den Stellschrauben 22 verklebt oder vergossen, wodurch eine dauerhafte Fixierung der Optikfassung mit eingesetzter Laserdiode 50 erzielt wird. Dadurch behält der Laserstrahlerzeuger 5 in oder auf der Wasserwaage 1 eine gleichbleibend hohe Meßqualität.

Auf die Optikfassung 16 ist eine Optikfassungsverlängerung 24 aufgesetzt, deren vordere Stirnseite unterhalb der Innenseite der Abschlußkappe 7 endet. Im Strahlengang 9 der Laserdiode, welcher der Längsachse der Kammer 12 entspricht, befindet sich in der Abschlußkappe 7 eine Durchgangsöffnung 25, in die ein Abschlußstopfen 26 mit zentraler Innenbohrung 27 bzw. Durchgangskanal einsetzbar ist. Auf der Innenseite besitzt der Abschlußstopfen 26 einen Kragen 28, der an der Innenwandung der Durchgangsöffnung 25 zur Anlage kommt.

In der Kammer 13 des Gehäuses 8 des Laserstrahlerzeugers 5 sind zwei übereinandergesetzte Batterien 29 als Energiequelle eingebracht. Es können ebensogut auch Akkumulatoren zum Einsatz kommen. In Bereich des oberen Stirnendes der Kammer 13 befindet sich in einem erweiterten Raum 30 ein Gewindestopfen 31 unter Zwischenfügung eines O-Ringes 32. Eine zweite öffnung 33 in der Abschlußkappe 7 nimmt einen Schalter 34 auf, der über Klemmelemente 35 in der Öffnung 33 gehalten ist. Der Schalter 34 steht in an sich bekannter Weise mit der Energiequelle 29 und der SMD-Schaltung 18 bzw. der Laserdiode in elektrischer Wirkverbindung. Zu diesem Zweck sind aus dem Schalter 34 elektrische Anschlüsse 36 herausgeführt.

Die Abschlußkappe 7 wird in dem Gehäuse 2 der Wasserwaage 1 durch eine Senkschraube 37 festgehalten.

In Figur 3 ist zusätzlich zu den erläuterten Bauelementen noch eine Spiegelaufnahme 38 gezeigt, welche durch die öffnung 25 der Abschlußkappe 7 bei vorher entferntem Verschlußstopfen 27 einführbar ist. Diese Spiegelaufnahme 38 besitzt in ihrem unteren zylindrischen Teil zwei axial voneinander beabstandete O-Ringe 39 in entsprechend vorgefertigten Ringnuten. Dieser untere Teil der Spiegelaufnahme 38 ist zusammen mit den O-Ringen 39 in die Optikfassungsverlängerung 24 einfügbar. Der obere Teil ist über eine Schulter 40 erweitert und nimmt ein Prisma 41 auf. Der obere Teil der Spiegelaufnahme 38 liegt mit der Schulter 40 auf der Außenseite der Abschlußkappe 7 auf.

Ferner besitzt der obere Teil der Spiegelaufnahme 38 eine öffnung 42 im Strahlengang 9 der Laserdiode 50 und eine um 90° dazu versetzte weitere öffnung 43. Durch diese Bauweise wird ein Winkelobjektiv geschaffen, so daß der Laserstrahl wahlweise im Strahlengang 9 und wahlweise dazu senkrecht austreten kann.

Die zwei im Abstand zueinander angeordneten O-Ringe 39 bewirken einmal einen Toleranzausgleich beim Einsatz der Spiegelaüf nähme 38 in der Optikfassungsverlängerung 24 und andererseits gleichzeitig auch eine Drehsicherung der Spiegelaufnahme 38, da die beiden O-Ringe 39 bremsend wirken.

Die untere Stirnseite 44 des Gehäuses 8 ist durch eine Verschlußkappe 45 unter Zwischenfügung eines O-Ringes 46 in einer Ringnut 47 verschließbar. Die Abschlußkappe 45 ist durch Befestigungsschrauben 48 gehalten. Mit der Abschlußkappe 45 wird eine kegelige Druckfeder 49 zur axialen Anlage an die Batterien 29 gebracht, wodurch die notwendige Kontaktgabe zwischen den Batterien und dem Schalter 34 erfolgt.

Der Laserstrahlerzeuger 5 bildet in der geschilderten Bauweise eine wasserdichte, kompakte Einheit, die vorgefertigt werden

kann und als solche geprüft in die Wasserwaage 1 einführbar ist» Der vorstehend geschilderte Laserstrahlerzeuger 5 ist in das Gehäuse 2 einer Wasserwaage 1 integriert, wodurch ein guter Schutz des Laserstrahlerzeugers 5 gegen Beschädigungen erreicht wird. Außerdem ist die Handhabung einer so erweiterten Wasserwaage einfach. Um die Anwendung des Laserstrahles bei großen Meßlängen zu erbringen, wird lediglich der Schalter 34 betätigt. Äußerlich unterscheidet sich eine solche Laser-Wasserwaage nicht oder nur unwesentlich von einer Wasserwaage ohne Lasereinsatz.

Wenn eine herkömmliche Wasserwaage mit einem Laserstrahlerzeuger 5 versehen werden soll, um ihre Anwendbarkeit zu erhöhen, dann kann der Laserstrahlerzeuger 5 auf eine schmale Längsseite der Wasserwaage 1 aufgesetzt werden. Dies geschieht dann in technisch einfacher und an sich bekannter Bauweise durch Klemmoder Spannelemente 51, wie sie in den Figuren 1 und 2 strichpunktiert angedeutet sind. Diese Klemmelemente 51 sind vorgespannte Federbleche, die an dem Gehäuse 2 der Wasserwaage 1 beispielsweise durch Schrauben befestigt werden können. Dadurch entsteht aus dem Laserstrahlerzeuger 5 ein sogenanntes Aufsatzgerät für Wasserwaagen 1, das einfach bei Bedarf auf die Wasserwaage aufgeklemmt wird und ebenso einfach abnehmbar ist,

Claims

• * · w • ···· t t • » tt Schutz ansprüche

1. Laserstrahlerzeuger für den Einsatz in oder an bzw. auf einer Wasserwaage aus einem im wesentlichen quaderförmigen Gehäuse mit eingesetzten Libellen, wobei der Laserstrahlerzeuger mittels eines Rahmens oder Rahmengehäuses ortsfest in oder an der Wasserwaage gehalten ist und einen Strahlengang aufweist, der parallel zur Längserstreckung des Gehäuses der Wasserwaage ausrichtbar ist und in dem Rahmen oder Rahmengehäuse eine Energiequelle aufnimmt,
dadurch gekenn &zgr; e i chnet,

daß der Rahmen oder das Rahmengehäuse (8) als eine zumindest in bezug auf die Aufnahme der elektrischen und/oder optischen Bauelemente (50,20,18) des Laserstrahlerzeugers (5) feuchtigkeits- oder wasserdichte Einheit ausgebildet ist.

2. Laserstrahlerzeuger nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Rahmen bzw, das Rahmengehäuse (8) ein im wesentlichen quaderförmiger Körper ist, der zwei parallel zueinander verlaufende, räumlich voneinander getrennte Gehäuseausnehmungen

als Kammern (12,13) aufweist, in deren erster Gehäuseausnehmung (Kammer 12) der Laserstrahlerzeuger (5) und in deren zweiter Gehäuseausnehmung (Kammer 13) die Energiequelle (29) eingesetzt sind.

3. Laserstrahlerzeuger nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß für die Aufnahme einer Laserdiode (50) und von optischen Elementen (20) eine Passung (16) vorgesehen ist, die in der ersten Gehäuseausnehmung (Kammer 12) in bezug auf den zur Gehäuselängserstreckung parallelen Strahlengang (9) justierbar und fixierbar ist.

4. Laserstrahlerzeuger nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Fassung (16) durch Schraubelemente (Stellschrauben 22) und dem Einsatz eines O-Ringes (21) gegen eine Anlagefläche (14) in der ersten Gehäuseausnehmung (Kammer 12) justierbar ist.

5. Laserstrahlerzeuger nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Fassung (16) in der justierten Position durch Verkleben oder Vergießen fixiert ist.

6. Laserstrahlerzeuger nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß kopfseitig der zweiten Gehäuseausnehmung (Kammer 13) ein Gewindestopfen (31) eingesetzt ist, in dessen Ringausnehmung in der Mantelfläche ein O-Ring (32) eingefügt ist.

7. Laserstrahlerzeuger nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Rahmen bzw. das Rahmengehäuse (8) bodenseitig durch eine Verschlußkappe (45) mit eingesetztem O-Ring (46) abgeschlossen ist.

8. Laserstrahlerzeuger nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekenn &zgr; e i chnet,

daß der Rahmen bzw. das Rahmengehäuse (8) kopfseitig eine Abschlußkappe (7) aufweist, die einerseits eine öffnung (25) für den Durchtritt des Laserstrahls und andererseits eine Öffnung zur Aufnahme eines Schalters (34) für den Betriebs-

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zustand des Laserstrahlerzeugers (5) besitzt.

9. Laserstrahlerzeuger nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß in Verlängerung des Strahlenganges (9) des Laserstrahlerzeugers (5) ein Prisma (41) bzw. ein Winkelobjektiv einsetzbar ist, dessen wirksame Strahlfläche außerhalb des Gehäuses (2) der Wasserwaage (1) ist.
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10. Laserstrahlerzeuger nach einem der vorhergehenden Ansprüche ,

dadurch gekennzeichnet,

daß in der Durchgangsöffnung (25) für den Laserstrahl ein von außen einsetzbarer Abschlußstopfen bzw. eine Schutzhülle (26) mit Innenbohrung (27) vorgesehen ist.

11. Laserstrahlerzeuger nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Prisma (41) bzw. das Winkel objektiv von einer Spiegelaufnahme (38) aufgenommen ist, welche in koaxialer Verlängerung der Fassung (16) des Laserstrahlerzeugers (5) in einem Gehäuse (Optikfassungsverlängerung 24) eingesetzt ist und zumindest einen O-Ring (39) in der Außenmantelfläche aufweist, der innen im Gehäuse (24) anliegt.

12. Laserstrahlerzeuger,
gekennzeichnet durch

die Verwendung in oder an bzw. auf einer Wasserwaage (1), die im wesentlichen aus einem quaderförmigen Gehäuse (2) mit in zumindest zwei Koordinatenrichtungen ausgerichteten Libellen besteht und den Laserstrahlerzeuger (5) in einem entsprechenden Raum (4) oder durch außen anliegende Spannelemente bzw Klemmelemente (51) ortsfest aufnimmt, wobei der Laserstrahlerzeuger (5) einen Strahlengang (9) parallel zur LängserStreckung des Gehäuses (2) der Wasserwaage (1) aufweist und einen Rahmen bzw.

ein Rahraengehäuse (8) aufweist, das die Energiequelle (29) aufnimmt und als eine zumindest in bezug auf die elektrischen und/oder optischen Bauelemente f euchtigkeits- oder wasserdichte Einheit ausgebildet ist.