DE29517598U1 - Vorrichtung zum Erzeugen einer Bezugsebene mit Hilfe von Laserstrahlen - Google Patents

Description

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Erzeugen einer Bezugsebene mit Hilfe von Laserstrahlen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Geräte sind handelsüblich. Diese bekannten Geräte besitzen einen im stationären Gehäuse untergebrachten Laserstrahlgenerator in Form eines Gas- oder Halbleiterlasers. Die Anordnung des Laserstrahlgenerators ist derart, daß er seinen Laserstrahl genau entlang der Rotationsachse abgibt. Im rotierenden Kopf ist ein optisches Umlenkelement, beispielsweise ein Spiegel oder ein Prisma, angeordnet, welches den Laserstrahl um genau 90 Grad zur Rotationsachse ablenkt. Mit Hilfe eines Motors kann der optische Kopf in Drehung versetzt werden, wobei die Drehzahl einstellbar ist. Diese rotierenden Laser finden bevorzugt Anwendung im Innenausbau, wo mit Hilfe des wandernden Lichtpunkts eine Bezugsebene abgesteckt werden kann, z.B. damit alle Fliesenfugen auf derselben Höhe liegen usw.

Da immer die Gefahr besteht, daß der Laserstrahl auch in das ungeschützte menschliche Auge gelangt, ist die Strahlintensität begrenzt. Dies bedeutet, daß bei großer Umgebungshelligkeit, bei großen Leuchtweiten und insbesondere bei großen Rotationsgeschwindigkeiten der Lichtpunkt nicht mehr zu erkennen ist. Bisher behilft man sich, indem die Rotationsgeschwindigkeit des optischen Kopfes stark reduziert wird. Weil bei ungünstigen Sichtbedingungen die Drehzahl des optischen Kopfes bis auf eine Umdrehung in 10 Sekunden reduziert werden muß, dauert bereits das Anzeichnen und Überprüfen einer einzigen Marke unangemessen lange. Das Abstecken einer kompletten 360

Grad-Ebene wird zur Ewigkeit,

Ein anderes handelsübliches Gerät verwendet zwei Laserstrahlgeneratoren, deren Laserstrahlen mit geringem gegenseitigem Abstand parallel nebeneinander den rotierenden Kopf verlassen. Hier sind alle optischen und elektronischen Komponenten doppelt vorhanden, was auch den Preis in die Höhe treibt. Aufgrund der Parallelität und des geringen Abstandes der beiden Laserstrahlen ist die Augengefährdung groß.

Aus dem DE-Patent 24 05 926 ist eine Vorrichtung zur Umwandlung eines Laserstrahls in eine Bezugsebene bekannt. Diese verwendet zur Auffächerung des Laserstrahls einen Konus mit einer um 45 Grad abgewinkelten, hochreflektierenden Konusfläche, die den in der Rotationsachse des Konus zugeführten Laserstrahl über den vollen 360 Grad-Winkel um 90 Grad ablenkt und auffächert. Dank des speziellen konischen Reflektors ist eine mechanische Drehbewegung nicht erforderlich. Da der Laserstrahl jedoch sehr stark aufgefächert wird, ist die resultierende Helligkeit sehr gering. Zur Erzeugung eines ausreichend hellen Lichtbandes würde eine sehr hohe Laserleistung benötigt. Dies erfordert einen leistungsfähigen Laser, eine leistungsfähige Stromquelle und eine leistungsfähige Kühlung, was die Größe und den Preis in die Höhe treibt. Eine Erhöhung der Laserleistung ist daher nur sehr begrenzt möglich, auch weil das menschliche Auge wieder gefährdet wäre.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß das Abstecken einer Ebene in sehr viel kürzerer Zeit vorgenommen werden kann, ohne daß Gefahren für das ungeschützte Auge entstehen.

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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Dank der vorliegenden Erfindung wird der vom Laserstrahlgenerator erzeugte Laserstrahl in zwei oder mehr, bevorzugt vier Teilstrahlen aufgeteilt, so daß das Abstecken einer kompletten Ebene zum Beispiel viermal schneller durchgeführt werden kann als bisher. Durch das Einhalten bestimmter Mindestwinkel zwischen zwei Teilstrahlen wird gewährleistet, daß immer nur maximal ein Teilstrahl in das Auge gelangen kann, so daß jetzt ohne Beeinträchtigung der Sicherheit die Leistung des Laserstrahlgenerators entsprechend der Zahl der Teilstrahlen erhöht werden kann, was die Sichtbarkeit des Projektionspunktes weiter verbessert und somit eine Erhöhung der Drehzahl des optischen Kopfes ermöglicht, so daß der Laserpunkt sozusagen überall ständig präsent ist.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können die Strahlenteiler als teildurchlässige Spiegel ausgebildet werden. Alternativ dazu ist auch die Verwendung entsprechender Prismenkonstruktionen möglich.

Vorzugsweise ist auch ein Teilstrahl vorgesehen, der den Kopf in der Rotationsachse verläßt. Auf diese Weise kann die Vorrichtung auch in der Senkrechten exakt positioniert werden.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung mit einem rotierenden optischen Kopf, den mehrere Laser-Teilstrahlen verlassen und

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Fig. 2 eine schematische Darstellung der Strahlenführung im Inneren des rotierenden Kopfes.

In Fig· 1 erkennt man ein Gehäuse 1, in dem eine Stromquelle, eine Elektronikeinheit, ein Laserstrahlgenerator in Form eines Gas- oder Halbleiterlasers und ein Drehantrieb untergebracht sind. Auf dem Gehäuse 1 erkennt man einen optischen Kopf 20, der mit Hilfe des Drehantriebs in Rotation versetzt werden kann. Die Drehzahl kann mit Hilfe eines Stellknopfes 5 eingestellt werden. Ein Ein-Aus-Schalter 4 sowie wenigstens eine Libelle 3, mit deren Hilfe die Vorrichtung nivelliert werden kann, vervollständigen das Gerät.

Der optische Kopf 20 rotiert um seine Rotationsachse 2. Er besitzt eine Reihe von optischen Fenstern 25, 26, 27, 28, durch die Laser-Teilstrahlen 10, 11, 12, 13, 14 den Kopf verlassen. Die Fenster 25 ... 29 schützen die im Inneren des Kopfes 20 untergebrachten Komponenten gegen Verschmutzung und Beschädigung. Vier Teilstrahlen 10... 13 liegen in ein und derselben Ebene senkrecht zur Rotationsachse 2. Ihre wandernde Projektionspunkte ermöglichen das Abstecken einer kompletten 360 Grad-Ebene in einem Viertel der bisher benötigten Zeit.

Bei Bedarf kann durch ein weiteres Fenster 29 ein weiterer Laserteilstrahl 14 den optischen Kopf 20 genau in der Rotationsachse 2 verlassen. Hiermit läßt sich eine Lotlinie realisieren.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung das Innere des optischen Kopfes 20. Man erkennt im Zentrum, d.h. genau in der Rotationsachse 2, ein den Laserstrahl 6 um 90 Grad umlenkendes Element, beispielsweise ein Prisma 21. Der

umgelenkte Laserstrahl 6 trifft auf einen ersten Strahlenteiler 22, hier einen teildurchlässigen Spiegel. Ein erster Teilstrahl 10 durchdringt den teildurchlässigen Spiegel 22 und verläßt den Kopf 20 durch ein erstes Fenster 25.

Mit Hilfe von weiteren teildurchlässigen Spiegeln 23, 24 werden insgesamt drei weitere Teilstrahlen 11, 12, 13 erzeugt, die den rotierenden Kopf 20 durch entsprechende Fenster 26, 27, 28 verlassen. Daß die vier Teilstrahlen 10... 13 einen Versatz zur Rotationsachse 2 aufweisen, stört bei der Durchführung der Hauptaufgabe, dem Abstecken einer Ebene, nicht.

Es versteht sich, daß am Gehäuse 1 nicht nur eine einzige Libelle 3 vorgesehen sein kann. Mit Hilfe von weiteren Libellen an den Seitenflächen des Gehäuses 1 lassen sich auch beliebige vertikale Ebenen erzeugen.

Claims (4)

Schutzansprüche:

1. Vorrichtung zum Erzeugen einer Bezugsebene mit Hilfe von Laserstrahlen, umfassend ein Gehäuse (1), eine Stromquelle, eine Elektronikeinheit, einen Laserstrahlgenerator und einen Drehantrieb im Gehäuse (1), einen vom Drehantrieb in Rotation versetzbaren Kopf (20) auf dem Gehäuse (1), einen optischen Strahlablenker (21) im Kopf (20), der so angeordnet ist, daß der vom Laserstrahlgenerator erzeugte Laserstrahl (6) den Kopf (20) senkrecht zur Rotationsachse (2) verläßt, sowie wenigstens eine Libelle (3) zum Nivellieren des Gehäuses (1), dadurch gekennzeichnet, daß im Kopf (20) wenigstens ein Strahlenteiler (21, 22, 23, 24) untergebracht ist, der den Laserstrahl (5) in wenigstens zwei Teilstrahlen (10, 11, 12, 13, 14) aufteilt, daß die Teilstrahlen (10... 14) den Kopf (20) durch entsprechende optische Fenster (25, 26, 27, 28, 29) verlassen, daß mehrere Teilstrahlen (10... 13) in einer zur Rotationsachse (2) senkrechten Ebene liegen und daß die Teilstrahlen (10... 14) gegenseitig einen Winkel einhalten, der größer ist als der Sichtwinkel des menschlichen Auges.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenteiler (21... 24) teildurchlässige Spiegel sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlteiler Seitenfläche an Seitenfläche montierte 90-Grad-Prismen oder Pentaprismen sind, die jeweils das halbe Strahlprofil ablenken.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrahl (14) den Kopf (20) in der Rotationsachse (2) verläßt.