DE20009812U1 - Wasserwaage, insbesondere Laserwasserwaage - Google Patents

Description

Wasserwaage, insbesondere Laserwasserwaage

Die Erfindung betrifft eine Wasserwaage, und insbesondere eine Laserwasserwaage nach dem Oberbegriff von Schutzanspruch 1.

Durch die DE 94 20 269 Ul ist eine Laserstrahl-Meßeinrichtung offenbart, die als Laser-Wasserwaage oder als Laser-Nivelliereinrichtung ausgebildet ist. In das Gehäuse dieser bekannten Meßeinrichtung ist ein Laserstrahlerzeuger mit einer Laserlichtquelle, beispielsweise eine Halbleiterdiode, und mit den entsprechenden optischen Einrichtungen für die Aus- und Umlenkung sowie für die Bündelung des erzeugten Laserstrahles eingesetzt. Diese bekannte Meßeinrichtung besitzt eine erste Strahlenaustrittsöffhung an der vorderen Stirnfläche des Gehäuses und weitere Strahlenaustrittsöffnungen an der Oberseite des Gehäuses im rechten Winkel zur Längsachse des Gehäuses der Meßeinrichtung. Die technischen Einrichtungen zur Strahlführung und Realisierung des Laserstrahlaustritts in zueinander unterschiedlichen Ebenen bzw. Richtungen werden in der DE 94 20 269 Ul jedoch nicht erläutert.

Ausgehend von dem geschilderten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Wasserwaage der eingangs definierten Art zu schaffen, mit welcher weitere Meßaufgaben, insbesondere das Lotfällen mit einer Wasserwaage, technisch einfach und gleichzeitig exakt gelöst werden können.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch die Merkmale des Schutzanspruchs 1 gelöst.

Die Laserwasserwaage gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Gehäuse, in das wenigstens ein Laserstrahlerzeuger eingesetzt ist, eine erste Libelle für die horizontale Ausrichtung des Gehäuses in der Richtung der Gehäuselängsachse (x-Achse) und eine zweite Libelle für die vertikale Ausrichtung des Gehäuses in der Richtung senkrecht zur Gehäuselängsachse (z-Achse). Ferner ist in dem Gehäuse eine optische Einrichtung vorgesehen zur Strahlführung des von dem wenigstens einen Laserstrahlerzeuger erzeugten Laserstrahls derart, daß ein erster Laserstrahl aus einer ersten Gehäuseöffnung in einer horizontalen Richtung parallel zur Gehäuselängsachse (x-Achse) und ein zweiter Laserstrahl aus einer zweiten Gehäuseöffnung in einer vertikalen Richtung

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senkrecht zur Gehäuselängsachse (z-Achse) austreten. Die erfindungsgemäße Laserwasserwaage ist durch eine dritte Libelle für die horizontale Ausrichtung des Gehäuses in der Richtung quer zur Gehäuselängsachse (y-Achse) gekennzeichnet. Mittels dieser dritten Libelle ist eine exakte Ausrichtung der Laserwasserwaage in allen drei Raumrichtungen möglich, so daß durch die zwei senkrecht zueinander verlaufenden, aus dem Gehäuse austretenden Laserstrahlen auf einfache Weise eine exakte Lotfällung möglich ist.

Vorzugsweise ist im Strahlengang des ersten und/oder des zweiten Laserstrahls vor der ersten und/oder der zweiten Gehäuseöffnung eine optische Vorrichtung mit einem Reflexionsprisma oder einem Strahlteiler vorgesehen. In der bevorzugten Ausfuhrungsform ist diese optische Vorrichtung um die Achse des Strahlenganges des ersten bzw. des zweiten Laserstrahls drehbar, so daß man aus dem Lotstrahl auf einfache Weise einen exakt ausgerichteten Rotationslaser erhält, dessen Strahlführung aufgrund der dritten Libelle exakt ausgerichtet werden kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

Vorgenannte sowie weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung verschiedener bevorzugter Ausfuhrungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen offensichtlich. Darin zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht der Laserwasserwaage gemäß der vorliegenden

Erfindung;

Figur 2 eine perspektivische Ansicht der Laserwasserwaage nach Figur 1 mit einer im Strahlengang des ersten Laserstrahls an der Frontseite eingesetzten optischen Vorrichtung;

Figur 3 eine perspektivische Ansicht der Laserwasserwaage nach Figur 1 mit einer im Strahlengang des zweiten Laserstrahls an der Oberseite eingesetzten optischen Vorrichtung;
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Figur 4 die Laserwasserwaage nach Figur 1 mit abgenommener Seitenwand;

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Figur5 eine perspektivische Ansicht der Laserwasserwaage nach Figur 1 von der Unterseite;

Figur 6 perspektivische Ansichten der Front- und der Rückseite der Laserwasserwaage nach Figur 1;

Figur 7 eine perspektivische Ansicht des vorderen Teils der Laserwasserwaage nach Figur 1 mit einer aufzusetzenden Optik.

Die Laserwasserwaage 1 besteht aus einem Gehäuse 2, bevorzugt aus Aluminium oder einem anderen geeigneten Werkstoff. In dem Gehäuse 2 sind drei Ausnehmungen 3, 4 und 5 vorgesehen, in die Libellen, nämlich eine erste Horizontal-Libelle 6, eine zweite Vertikal-Libelle 7 und eine dritte Querlibelle 8 eingesetzt sind, um die Wasserwaage 1 in den entsprechenden Raumrichtungen, d.h. in der x-Achse, der z-Achse bzw. der y-Achse, ausrichten zu können. Der Einsatz von Libellen in Wasserwaagen ist ein an sich bekannter Stand der Technik und bedarf an dieser Stelle deshalb keiner weiteren Erläuterungen.

Während bei herkömmlichen Wasserwagen bzw. Laserwasserwaagen nur die zwei Libellen 6 und 7 für die horizontale und vertikale Ausrichtung des Gehäuses 2 vorgesehen sind, zeichnet sich die erfindungsgemäße Laserwasserwaage durch die zusätzliche dritte Libelle 8 aus. Diese Querlibelle 8 dient dem Ausrichten der Wasserwaage 1 bezüglich der Längsachse des Gehäuses 2, d.h. in der Richtung senkrecht zu den Ausrichtungen durch die erste und die zweite Libelle 6, 7. Durch diese dritte Libelle 8 wird eine noch exaktere Ausrichtung des Gehäuses 2 im Raum ermöglicht, da bei der Ausrichtung alle drei Raumrichtungen berücksichtigt werden.

Dies ist insbesondere beim Fällen von Loten wichtig.

Die Bodenfläche der Wasserwaage 1 weist einen Aluminiumträger 9 mit einer Magnetfläche auf, um die Wasserwaage nach entsprechender Ausrichtung örtlich feststellen zu können. Dadurch wird ein unbeabsichtigtes Verrutschen der Wasserwaage 1 bei diversen Arbeiten verhindert.

An der Oberseite des Gehäuses 2 befindet sich ein Schalter 10 für das Ein- und Ausschalten des im Gehäuseinneren eingebauten Laserstrahlerzeugers 11. Außerdem sind am Gehäuse 2 eine frontseitige erste Gehäuseöffhung 12 für den Austritt eines ersten Laserstrahls 13 in einer horizontalen Richtung parallel zur Gehäuselängsachse (d.h. in der x-Achse), und eine kopfseitige oder obere zweite Gehäuseöffhung 14 für

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den Austritt eines zweiten Laserstrahls 15 in einer vertikalen Richtung senkrecht zur Gehäuselängsachse (d.h. in der z-Achse) eingerichtet. Der vertikal austretende zweite Laserstrahl 15 dient im Regelfall dem Lotfällen.

Mit 16 ist eine Abdeckung für ein Batteriefach bezeichnet. Natürlich sind statt der Batterien auch andere Energiequellen, wie beispielsweise Akkumulatoren einsetzbar. Die Energiequellen versorgen den Laserstrahlerzeuger 11 mit der notwendigen elektrischen Energie.

Figur 2 zeigt die Laserwasserwaage 1 von Figur 1 mit einer vor der frontseitigen zweiten Gehäuseöffhung 12 angebrachten optischen Vorrichtung 17. Die optische Vorrichtung 17 weist im Ausfuhrungsbeispiel von Figur 2 einen Strahlteiler auf, sie kann aber stattdessen ebenso ein Reflexionsprisma aufweisen. Sowohl Strahlteiler als auch Reflexionsprisma sind üblicherweise derart konstruiert und in der optischen Vorrichtung 17 eingebaut, daß sie eine Umlenkung des ersten Laserstrahls 13 um 90° zum Strahlengang des ersten Laserstrahls bewirken, so daß ein um 90° umgelenkter Laserstrahl 18 statt dem ersten Laserstrahl oder zusätzlich zu dem ersten Laserstrahl aus der optischen Vorrichtung 17 austritt. Es kann aber ebenso ein beliebiger anderer Winkel gewählt werden. Die optische Vorrichtung 17 wird in der folgenden Beschreibung auch kurz als Winkeloptik bezeichnet.

In einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung ist diese Winkeloptik 17 um die Achse des Strahlenganges des ersten Laserstrahls 13 drehbar. Die Drehung erfolgt einfach durch manuelle Betätigung; sie kann aber auch motorisch durchgeführt werden.

Bei der Drehung der Winkeloptik 17 mit Strahlteiler bleibt der horizontale Laserstrahl 13 unberührt in seiner horizontalen Ausrichtung. Dagegen beschreibt der abgeteilte Laserstrahl 18 einen Kreisbogen im Raum und zeichnet dadurch an Decken, Wänden, Böden oder Einrichtungen eine fortlaufende Linie immer in derselben ausgerichteten Ebene.

In Figur 3 ist ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgemäßen Laserwasserwaage dargestellt. Wie bei dem Ausführungsbeispiel von Figur 2 liegt auch hier der Aufbau der in Figur 1 gezeigten Laserwasserwaage zugrunde. An Stelle der optischen Vorrichtung 17 vor der ersten Gehäuseöffhung 12 im Strahlengang des horizontalen ersten Laserstrahls 13 ist in diesem Ausführungsbeispiel jedoch die optische Vorrichtung bzw. Winkeloptik 17 mit Reflexionsprisma oder Strahlteiler vor der oberen zweiten Gehäuseöffhung 14 im Strahlengang des vertikalen zweiten Laserstrahls 15 angeordnet. Auch diese Winkeloptik 17 ist um die Achse des

Strahlengangs des vertikal austretenden Laserstrahls 15 manuell oder motorisch drehbar.

Die Winkeloptik 17 bewirkt auch in dem in Figur 3 dargestellten Fall, daß der vertikal austretende zweite Laserstrahl 15 umgelenkt (19) wird (Reflexionsprisma) oder, wie in Figur 3 dargestellt, in einen zusätzlichen Strahl 19 aufgeteilt wird (Strahlteiler). Üblicherweise wird auch in diesem Fall eine Umlenkung des Laserstrahls 15 um 90° zum Strahlengang des aus der Gehäuseöffhung 14 austretenden Laserstrahls 15 verwendet; mittels entsprechender optischer Elemente bzw. deren Ausrichtung in der Winkeloptik 17 sind aber ebenso andere Umlenkwinkel möglich. Bei der Drehung der Winkeloptik 17 beschreibt der Laserstrahl 19 einen Kreis und zeichnet durch den auftretenden Laserstrahlpunkt an Wänden, Decken, Böden oder Einrichtungen eine Linie, die immer exakt ausgerichtet zum zweiten Laserstrahl 15 und zum ersten Laserstrahl 13 ist.

Die teilweise aufgeschnittene Seitenansicht von Figur 4 gewährt einen Einblick in das Innere des Gehäuses 2 der Laserwasserwaage 1. Dabei ist in Figur 4 nur der vordere Teil der Laserwasserwaage 1 dargestellt.

Wie deutlich in Figur 4 zu erkennen ist, ist in dem Gehäuse 2 der Laserstrahlerzeuger 11, beispielsweise in Form einer Halbleiterdiode, mit entsprechender Laserschaltung angeordnet. Die Ausrichtung des Laserstrahlerzeugers 11 ist dabei so gewählt, daß der von dem Laserstrahlerzeuger 11 erzeugte Laserstrahl 20 exakt parallel zur Längsachse des Gehäuses 2 der Laserwasserwaage 1 verläuft. Die exakte Befestigung und Ausrichtung des Laserstrahlerzeugers 11 im Gehäuse 2 kann beispielsweise in einer Art und Weise erfolgen, wie sie in dem deutschen Gebrauchsmuster 94 20 269.9 der Anmelderin beschrieben ist.

Im Strahlengang des von dem Laserstrahlerzeuger erzeugten Laserstrahles 20 ist eine optische Vorrichtung 21 vorgesehen, die beispielsweise ein halbdurchlässiger Spiegel oder ein Strahlteiler sein kann. Diese optische Vorrichtung 21 bewirkt eine Aufteilung des von dem Laserstrahlerzeuger 11 erzeugten Laserstrahls 20 in den ersten Laserstrahl 13 ohne Ablenkung in die Richtung parallel zur Gehäuselängsachse und einen abgelenkten zweiten Laserstrahl 15 in die vertikale Richtung senkrecht zur Gehäuselängsachse. Entsprechend der Neigung des Strahlteilers 21 im Raum, beispielsweise in einem Winkel von 45° zum einlaufenden Laserstrahl 20, wird der zweite Laserstrahl 15 unter einem bestimmten Winkel von beispielsweise 90° zum Laserstrahl 13 abgelenkt.

In dem in Figur 4 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel dieser Erfindung verlaufen die beiden Laserstrahlen 13 und 15 so im rechten Winkel von 90° zueinander, wodurch die horizontale und die vertikale Ausrichtung der Laserstrahlen 13, 15 entstehen und das Lotfallen überhaupt erst möglich wird.

Die optische Vorrichtung Spiegel 21 ist mechanisch durch Schrauben bzw. Justageschrauben 23 und 24 im Gehäuse 2 befestigt und ausgerichtet.

Ferner ist in Figur 4 an der Oberseite des Gehäuses 2 eine Leuchtdiode 22 zu erkennen, die aus dem Gehäuse heraus ragt. Die Leuchtdiode 22 dient der Anzeige des Betriebszustandes der Laserwasserwaage 1. Der Laserstrahlerzeuger 11 wird über den Schalter 10 eingeschaltet, wobei der Laserstrahlerzeuger bei einmaliger Betätigung des Schalters 10 in einen blinkenden Leuchtmodus und bei zweimaliger Betätigung des Schalters in einen kontinuierlichen Leuchtmodus geschaltet wird. Der blinkende Laserstrahl ist optisch besser erkennbar und spart zudem auch Energie. Der über den Schalter 10 eingestellte Modus wird entsprechend durch die Leuchtdiode 22 dargestellt, d.h. durch eine blinkende bzw. kontinuierlich leuchtende Leuchtdiode.

In Figur 5 ist die Unterseite der Laserwasserwaage 1 in perspektivischer Ansicht gezeigt. Anhand von Figur 5 wird nun die Nivellierung der Laserwasserwaage 1 beschrieben.

Zum einen ist in Figur 5 der Aluminiumträger 9 zu erkennen. Außerdem befindet sich im vorderen Bereich der Laserwasserwaage 1 ein Querträger 25, der mittig im Bereich der Bodenfläche der Wasserwaage 1 einen Dom 26 aufweist. Dieser Dom 26 greift bei Arbeiten mit der Laserwasserwaage 1 in eine entsprechende Kerbe einer Auflagefläche (Boden, Wand, Werkstück, Werktisch) ein oder wird auf eine Ecke oder ein vorher angezeichnetes Kreuz gesetzt, um dadurch in vorbestimmter Position zu haften bzw. festgelegt zu sein. Um das Eingreifen des Domes 26 in die Kerbe zu erleichtern, befindet sich an einem seitlichen Ende des Querträgers 25 ein Spiegel 27, der von oben durch ein entsprechendes Fenster eingesehen werden kann, wie dies durch einen Pfeil 28 in Figur 5 angedeutet ist. Durch diesen Spiegel 27 ist der Dom 26 durch den Benutzer von oben einsehbar und kann so problemlos an die gewünschte Stelle bzw. Markierung gesetzt werden.

An dem anderen, abgewandten seitlichen Ende des Querträgers 25 ist eine Justierschraube 29 vorgesehen, die in ein entsprechendes Gewindeloch im Querträger

25 ein- und durch dieses hindurchgreift. Das vordere Ende der Justierschraube 29 ragt unten durch das Gewindeloch heraus und schafft entsprechend der gegenüber dem Querträger 25 vorstehenden Länge einen Ausgleich zum Spiegel 27. Dies ist notwendig, um die Laserwasserwaage 1 in der Waage (Querlibelle 8) zu halten.
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Zur Ausrichtung der Wasserwaage 1 in der horizontalen Ebene entsprechend der ersten Libelle 6 ist außerdem eine weitere Justierschraube vorgesehen. Diese ist, wie in Figur 2 zu sehen ist, an dem anderen Ende des Gehäuses 2 angebracht, um die Längsachse des Gehäuses 2 um den Dom 26 zu kippen.

Die Figur 6 zeigt im oberen Bildteil den hinteren Bereich der Laserwasserwaage 1 und im unteren Bildteil den vorderen Bereich der Laserwasserwaage 1. Diese Darstellungen dienen dazu, verschiedene Anlagemarkierungen für horizontale und vertikale Arbeiten zu offenbaren. Solche Anlagemarkierungen bestehen aus einem Dom 30 am rückseitigen Stirnende des Gehäuses 2 und aus seitlich am Gehäuse 2 angebrachten Domen 31 und 32. Die Anlagemarkierungen sind femer auf der Oberseite des Gehäuses 2 vorgesehene Kerben 33 oder statt der Kerben vorstehende und spitz zulaufende Kanten. Es geht bei diesen Anlagemarkierungen um sinnvolle Hilfen beim Arbeiten mit der Laserwasserwaage 1, um die Laserwasserwaage 1 anlegen und in der angelegten Position festhalten zu können.

Figur 7 zeigt schließlich in einer perspektivischen Ansicht das vordere Ende eines weiteren Ausfuhrungsbeispiels der Laserwasserwaage 1. Auf die erste Gehäuseöffhung 12 für den horizontalen ersten Laserstrahl 15 kann eine zusätzliche Optik 30 gesetzt werden. Die Optik 30 ist mittels eines Positionierstiftes 31 an der Optik und einer entsprechenden Positionierausnehmung am Gehäuse 2 in einer vorbestimmten Stellung auf die Gehäuseöffhung 12 aufsetzbar. Die Optik ist beispielsweise eine spezielle optische Vorrichtung um den Bildpunkt des aus der Gehäuseöffhung 12 austretenden ersten Laserstrahls 14 zum Beispiel in Form einer kurzen horizontalen Linie, einer kurzen vertikalen Linie oder einer Kreuzlinie darzustellen. Eine derartige Optik 30 kann selbstverständlich ebenso an der zweiten Gehäuseöffnung 14 für den zweiten Laserstrahl 15 angebracht werden.

Anstelle der in den Figuren dargestellten und oben beschriebenen Libellen und Justierfüßen sind auch elektronische Libellen und Justierfüße mit Stellmotoren denkbar, die an sich bereits bekannt sind.

Claims (9)

1. Wasserwaage, insbesondere Laserwasserwaage, mit
einem Gehäuse (2);
wenigstens einem in das Gehäuse (2) eingesetzten Laserstrahlerzeuger (11);
einer in dem Gehäuse vorgesehenen optischen Einrichtung zur Strahlführung des von dem wenigstens einen Laserstrahlerzeuger (11) erzeugten Laserstrahls (20) derart, daß ein erster Laserstrahl (13) aus einer ersten Gehäuseöffnung (12) in einer horizontalen Richtung parallel zur Gehäuselängsachse (x-Achse) und ein zweiter Laserstrahl (15) aus einer zweiten Gehäuseöffnung (14) in einer vertikalen Richtung senkrecht zur Gehäuselängsachse (z-Achse) austreten;
einer ersten Libelle (6) für die horizontale Ausrichtung des Gehäuses (2) in der Richtung der Gehäuselängsachse (x-Achse); und
einer zweiten Libelle (7) für die vertikale Ausrichtung des Gehäuses (2) in der Richtung senkrecht zur Gehäuselängsachse (z-Achse),
gekennzeichnet durch
eine dritte Libelle (8) für die horizontale Ausrichtung des Gehäuses (2) in der Richtung quer zur Gehäuselängsachse (y-Achse).

2. Wasserwaage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang des ersten und/oder des zweiten Laserstrahls (13, 15) vor der ersten und/oder der zweiten Gehäuseöffnung (12, 14) eine optische Vorrichtung (17) mit einem Reflexionsprisma vorgesehen ist.

3. Wasserwaage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang des ersten und/oder des zweiten Laserstrahls (13, 15) vor der ersten und/oder der zweiten Gehäuseöffnung (12, 14) eine optische Vorrichtung (17) mit einem Strahlteiler vorgesehen ist.

4. Wasserwaage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Vorrichtung (17) um die Achse des Strahlenganges des ersten bzw. des zweiten Laserstrahls (13, 15) drehbar ist.

5. Wasserwaage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Einrichtung einen Strahlteiler (21) aufweist, um aus dem von dem Laserstrahlerzeuger (11) erzeugten Laserstrahl (20) den ersten und den zweiten Laserstrahl (13, 15) zu erzeugen, die senkrecht zueinander verlaufen.

6. Wasserwaage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahlerzeuger (11) den ersten Laserstrahl (13) erzeugt, und daß in dem Gehäuse (2) ein zweiter Laserstrahlerzeuger vorgesehen ist, der den senkrecht zu dem ersten Laserstrahl (13) verlaufenden zweiten Laserstrahl (15) erzeugt.

7. Wasserwaage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (2) Anlagemarkierungen (26, 30, 31, 32, 33) für horizontale und/oder vertikale Arbeiten/Anlagen vorgesehen sind.

8. Wasserwaage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende des Gehäuses (2) an dessen Unterseite ein Querträger (25) vorgesehen ist, der mittig unter dem Gehäuse (2) einen nach unten ragenden Dorn (26) zur Positionierung der Wasserwaage und seitlich zum Gehäuse versetzt eine Justierschraube zum Ausrichten des Gehäuses (2) in der Richtung quer zur Gehäuselängsachse aufweist.

9. Wasserwaage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Querträger (25) weiter ein von oben einsehbarer Spiegel (27) vorgesehen ist, durch den der Dorn (26) von oben sichtbar ist, um ein Positionieren des Dorns (26) zu erleichtern.