Vorrichtung zum Erzeugen einer Lasermarkierung Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erzeugen von

Lasermarkierungen, insbesondere zum Erzeugen von Laserlinien und Laserpunkten für den Einsatz bei Nivellieraufgaben.

Stand der Technik

Vorrichtungen und Verfahren zum Erzeugen von Lasermarkierungen, insbesondere zum Erzeugen von Laserlinien und Laserpunkten für den Einsatz bei Nivellieraufgaben sind aus dem Stand der Technik bekannt. Ein Beispiel hierfür sind Rotationslaser: ein Rotationslaser besteht typischerweise aus einem

Körper, einem in Bezug auf den Körper drehbaren Kopf, einem Motor, einer auf dem drehbaren Kopf angeordneten Laserquelle, die einen Laserstrahl erzeugt, und Nivelliermittel. Der Rotationslaser wird auf einem Stativ befestigt und anhand der Nivelliermittel zum Lot ausgerichtet. Im Rotationsbetrieb wird der drehbare Kopf über den Motor in Rotation versetzt, so dass der Laserstrahl ebenfalls rotiert und eine zum Lot ausgerichtete Referenzebene erzeugt. Trifft der rotierende Laserstrahl auf eine Oberfläche, erzeugt er dort eine Laserlinie. Mit Hilfe der Referenzebene und einer Nivellierlatte kann beispielsweise die Höhe beliebiger Orte miteinander verglichen werden: Die Nivellierlatte weist eine Skalierung auf, auf der die Referenzebene eine Markierung erzeugt. Um den Höhenunterschied zweier Orte miteinander zu vergleichen, wird die Nivellierlatte an den zwei Orten aufgestellt und der senkrechte Abstand der Referenzebene vom Boden anhand der Markierung auf der Nivellierlatte abgelesen. Im Punktlaserbetrieb wird der zweite Körper nicht in Rotation versetzt. Trifft der Laserstrahl auf eine Oberfläche, erzeugt er dort einen Laserpunkt. Der Laserstrahl kann vom

Benutzer beispielsweise zum Übertragen von Höhen oder zum Überprüfen von Fluchten verwendet werden. Die DE10116018 AI und die DE10054627 AI beschreiben derartige Vorrichtungen zum Erzeugen von Lasermarkierungen.

Wie alle Lasergeräte, werden auch Rotationslaser in Laserklassen eingeteilt, die abhängig von der Leistung des durch die Laserquelle erzeugten Laserstrahls ist.

Beispielsweise darf der Laserstrahl einer Vorrichtung zum Erzeugen von Lasermarkierungen höchstens eine Leistung von 1 mW erreichen, damit die Vorrichtung noch als Laserklasse 2 eingestuft wird. Im Rotationsbetrieb ist diese Leistung ist jedoch so gering, dass es bei hellem Umgebungslicht oder bei großem Abstand zwischen Rotationslaser und Nivellierlatte dazu führt, dass die durch die Referenzebene erzeugt Markierung auf der Nivellierlatte nur noch schwer zu erkennen ist.

Aufgabe der Erfindung

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Erzeugen einer auf Laserlicht basierenden Referenzebene bereitzustellen, wobei jeder der von der Vorrichtung erzeugten Laserstrahlen eine möglichst niedrige Intensität aufweist, wobei die Vorrichtung einer möglichst niedrigen Laserklasse angehört, und wobei die Referenzebene trotzdem gut sichtbar ist. Außerdem soll die erfindungsgemäße Vorrichtung weiterhin zum Erzeugen eines auf Laserlicht basierenden, drehbaren Koordinatensystems ausgestaltet sein.

Offenbarung der Erfindung

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Lasermarkierung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den auf diesen rückbezogenen Unteransprüchen angegeben.

Eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Lasermarkierung gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen ersten Körper, einen zweiten Körper, eine Laserquelle und ein optisches Element auf. Der zweite Körper ist mit dem ersten Körper frei rotierbar um eine Rotationsachse verbunden, das heißt der erste Körper und der zweite Körper können gegeneinander gedreht, aber nicht verschoben werden. Insbesondere können der erste Körper und der zweite Körper beliebig häufig vollständig gegeneinander gedreht werden. Beispiele für erfindungsgemäße Kombinationen aus ersten Körpern und zweiten Körpern, sind Vorrichtungen, die drehbar über eine Achse und ein Achsenlager, insbesondere ein Radiaxlager, verbunden sind.

Die Laserquelle kann einen ersten Laserstrahl erzeugen. Als Laserquellen kommen Vorrichtungen in Frage, die einen im Wesentlichen kollimierten Laserstrahl erzeugen können. Ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Laserquelle ist eine Kombination aus Laserdiode und Kollimatorlinse zum Erzeugen eines im Wesentlichen kollimierten Laserstrahls.

Das optische Element ist mit dem zweiten Körper verbunden und kann mindestens zwei zweite Laserstrahlen oder mindestens einen Laserfächer aus dem ersten Laserstrahl erzeugen. Beispiele für erfindungsgemäße optische Elemente werden in den rückbezogenen Unteransprüchen beschrieben. Ein erfindungsgemäßer Laserfächer ist ein Laserstrahl, dessen Strahlenbündel in einer ersten Raumrichtung divergent sind und in einer zweiten Raumrichtung, die senkrecht zu der ersten Raumrichtung ist, im Wesentlichen kollimiert sind. Ein erfindungsgemäßer Laserfächer weist eine Ausbreitungsebene auf, die durch die Ausbreitungsrichtungen der einzelnen Strahlenbündel des Laserfächers aufgespannt wird. Als Maß der Divergenz des Laserfächers in der ersten Raumrichtung weist ein Laserfächer einen Öffnungswinkel auf, wobei der Öffnungswinkel der Winkel ist, den die beiden Randstrahlenbündel des Laserfächers einschließen. Ein erfindungsgemäßer Laserfächer kann beispielsweise durch eine Zylinderlinse erzeugt werden.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Vorteil verbunden, dass die erzeugte Referenzebene bei gleicher Laserklasse viel besser sichtbar ist als bei konventionellen Rotationslasern. Dieser Vorteil ergibt sich aus der vorteilhaften Kombination des ersten Körpers, des zweiten Körpers und einer Laserquelle mit dem optischen Element. Anstelle eines einzelnen zweiten Laserstrahls werden erfindungsgemäß mindestens zwei zweite Laserstrahlen oder mindestens ein Laserfächer verwendet, um die Referenzebene zu erzeugen. Die Gesamtlaserleistung vervielfacht sich - die Laserklasse der Vorrichtung bleibt gleich. Dies folgt aus der Tatsache, dass die Einstufung der Laserklasse nicht nach der Gesamtlaserleistung des Systems, sondern nach der Laserleistung pro Fläche beziehungsweise pro Laserstrahl erfolgt.

Als weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung kommt hinzu, dass die zweiten Laserstrahlen oder der mindestens eine Laserfächer als ein drehbares Koordinatensystem verwendet werden können. Die zweiten Laserstrahlen können beispielsweise so ausgestaltet sein, dass sie ein kartesisches Koordinatensystem vorgeben, welches einen Benutzer bei Konstruktions- und

Vermessungsaufgaben unterstützt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Anordnung der zweiten Laserstrahlen oder des mindestens einen Laserfächers in Bezug auf den zweiten Körper im Wesentlichen unabhängig von der Winkellage des zweiten

Körpers gegenüber dem ersten Körper. Diese Anordnung ist von Vorteil, wenn ein drehbares Koordinatensystem mit Hilfe der zweiten Laserstrahlen oder des mindestens einen Laserfächers erzeugt und ausgerichtet werden soll. Die zweiten Laserstrahlen oder der mindestens eine Laserfächer bewegen sich mit dem zweiten Körper mit und der Benutzer kann die zweiten Laserstrahlen oder den mindestens einen Laserfächer einfach und vorhersehbar im Raum ausrichten, indem er den zweiten Körper in Bezug auf den ersten Körper dreht.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Laserquelle mit dem ersten Körper verbunden. Außerdem weist der erste Körper eine im

Wesentlichen zylindersymmetrische Hohlachse auf, wobei eine Symmetrieachse der zylindersymmetrischen Hohlachse, eine Symmetrieachse des ersten Laserstrahls und die Rotationsachse im Wesentlichen miteinander übereinstimmen. Mit dieser Ausführungsform sind verschiedene Vorteile verbunden: die Laserquelle ist mit dem stationären ersten Körper und nicht mit dem drehbaren zweiten Körper verbunden. Dies ist zum einen von Vorteil, weil die Masse des drehbaren zweiten Körpers nicht durch die Laserquelle erhöht wird. Zum anderen ist dies von Vorteil, weil keine Mittel zur Steuerung der Laserquelle und Versorgung der Laserquelle mit Strom auf dem drehbaren zweiten Körper, wie zum Beispiel elektrische Gleitkontakte oder induktive

Schalter, benötigt werden. Trotzdem hat der erste Laserstrahl in Bezug auf den drehbaren zweiten Körper immer die gleiche Lage. Dadurch lässt sich der erste Laserstrahl unabhängig von der Winkellage des zweiten Körpers gegenüber dem ersten Körper in das optische Element einspeisen. Insbesondere ermöglicht diese Ausführungsform, die zweiten Laserstrahlen so zu erzeugen, dass die Anordnung der zweiten Laserstrahlen in Bezug auf den zweiten Körper im

Wesentlichen unabhängig von der Winkellage des zweiten Körpers gegenüber dem ersten Körper ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Laserquelle mit dem zweiten Körper verbunden. Eine Stromversorgung der Laserquelle erfolgt über einen elektrischen Gleitkontakt. Beispiele für einen erfindungsgemäßen elektrischen Gleitkontakt sind Kohlebürsten oder Schleifringsysteme. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das optische

Element ein reflektierendes optisches Element zum Erstellen eines dritten Laserstrahls aus dem ersten Laserstrahl auf, wobei der dritte Laserstrahl im Wesentlichen orthogonal zu der Rotationsachse ist. Außerdem weist das optische Element weiterhin ein auffächerndes optisches Element zum Erstellen der zweiten Laserstrahlen oder des mindestens einen Laserfächers aus dem dritten Laserstrahl auf. Mit dieser Ausführungsform ist der Vorteil verbunden, dass auf einfache Art und Weise eine Vielzahl von zweiten Laserstrahlen oder mindestens ein Laserfächer erstellt werden können. Der erste Laserstrahl wird über ein reflektierendes optisches Element im Wesentlichen orthogonal zu der Rotationsachse zu einem dritten Laserstrahl abgelenkt. Anschließend trifft der dritte Laserstrahl auf ein auffächerndes optisches Element und es entsteht eine Vielzahl zweiter Laserstrahlen oder mindestens ein Laserfächer. Bevorzugt können - je nachdem ob zweite Laserstrahlen, ein Laserfächer oder eine Mehrzahl von Laserfächern vorliegen - die zweiten Laserstrahlen oder die Ausbreitungsebene eines Laserfächers oder die Ausbreitungsebenen einer

Mehrzahl von Laserfächern in einer Ebene liegen, die orthogonal zu der Rotationsachse ist. Alternativ können die zweiten Laserstrahlen oder der mindestens eine Laserfächer in andere, bestimmte Richtungen angeordnet sein, um beispielsweise ein Koordinatensystem zu erzeugen. Beispiele für ein erfindungsgemäßes reflektierendes optisches Element sind Prismen, insbesondere Pentaprismen, oder Spiegel. Das erfindungsgemäße auffächernde optische Element kann zum Beispiel ein beugendes optisches Element, wie zum Beispiel optische Gitter oder Akustooptische Modulatoren, oder ein brechendes optisches Element, wie zum Beispiel eine Zylinderlinse zum Erzeugen eines Laserfächers, sein.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das auffächernde optische Element aus dem Strahlengang des dritten Laserstrahls herausbewegbar. Diese Ausführungsform ist mit dem Vorteil verbunden, dass der Benutzer die Möglichkeit hat, die Vorrichtung mit einer Auffächerung oder ohne eine Auffächerung des dritten Laserstrahls zu verwenden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung weiterhin einen Linearmotor und einen Schalter auf. Das herausbewegbare auffächernde optische Element ist an den Linearmotor gekoppelt und der Linearmotor ist mit einem Schalter elektrisch verbunden. Mit

Hilfe des Schalters und des Linearmotors kann das auffächernde optische Element automatisch in den Strahlengang des dritten Laserstrahls hinein oder aus dem Strahlengang des dritten Laserstrahls heraus bewegt werden. Dies ist insbesondere von Vorteil, falls das auffächernde Element für den Benutzer nicht zugänglich ist. Ein Beispiel für einen erfindungsgemäßen Linearmotor ist ein

Tauchspulenmotor.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein Relais als erfindungsgemäßer Schalter verwendet, wobei das Relais ein durch elektrischen Strom betriebener, fernbetätigter Schalter mit zwei Schaltstellungen ist, und wobei das Relais über einen Steuerstromkreis aktiviert wird. Der fernbetätigte Schalter ist auf dem drehbaren zweiten Körper angeordnet. Der Steuerstromkreis ist in dem ersten Körper angeordnet. Diese Ausführungsform bringt den Vorteil mit sich, dass der Linearmotor kontaktlos gesteuert werden kann und keine Schleifverbindung oder ähnliches zwischen dem ersten und dem drehbaren zweiten Körper benötigt wird, um den Linearmotor zu kontrollieren. Beispiele für ein erfindungsgemäßes Relais ist ein Reedrelais: ein Reedrelais weist einen Reedschalter mit zwei Kontaktzungen auf, die unter Vakuum oder Schutzgas in einen Glaskolben eingeschmolzen sind. Die zwei Kontaktzungen des Reedschalters bilden eine Kontaktfeder und einen Magnetanker. Die

Kontaktzungen werden beispielsweise aus edelmetallbeschichtetem ferromagnetischem Material hergestellt. Eine Kontaktbetätigung erfolgt durch ein von außen einwirkendes Magnetfeld, das durch den Steuerstromkreis entweder mittels eines in die Nähe des fernbetätigten Schalters gebrachten Dauermagneten oder einer Magnetspule elektrisch erzeugt wird. Durch das von außen einwirkende Magnetfeld ziehen sich die beiden Kontaktzungen an und schließen somit die Schaltung. Fällt das von außen einwirkende Magnetfeld ab und unterschreitet im Relais eine bestimmte Feldstärke, öffnet sich der Kontakt aufgrund einer Federwirkung der Kontaktfeder wieder.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das reflektierende optische Element ein Pentaprisma. Ein Pentaprisma weist den Vorteil auf, dass es den einkommenden ersten Laserstrahl im Wesentlichen im rechten Winkel ablenkt, selbst wenn das Pentaprimsa nicht perfekt zu dem ersten Laserstrahl ausgerichtet ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Pentaprisma eine erste reflektierende Oberfläche auf, an der der erste Laserstrahl innerhalb des Pentaprismas zuerst reflektiert wird, und die einen Teil des ersten Laserstrahls durchlässt. An der ersten reflektierenden Oberfläche des Pentaprismas ist ein Prisma angeordnet. Das Prisma ist zum Ausrichten des durchgelassenen Teils des ersten Laserstrahls im Wesentlichen entlang der Rotationsachse ausgestaltet. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass ein Teil des ersten Laserstrahls durch das optische Element durchgelassen wird. Dieser durchgelassene Teil des ersten Laserstrahls kann dem Benutzer als weitere Orientierungshilfe dienen, insbesondere wenn er die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erzeugen eines Koordinatensystems verwendet.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das optische Element einen Strahlteiler zum Erstellen der zweiten Laserstrahlen aus dem ersten Laserstrahl auf. Diese Ausführungsform ist mit dem Vorteil verbunden, dass keine Kombination aus reflektierendem optischen Element und auffächerndem optischen Element zum Erzeugen einer Mehrzahl von zweiten Laserstrahlen benötigt wird. Ein Strahlteiler ist ausreichend, um eine Vielzahl zweiter Laserstrahlen zu erzeugen. Strahlteiler weisen den Vorteil auf, dass sie mit einer sehr hohen Winkelgenauigkeit von +/" 0,005° hergestellt werden können. Als Strahlteiler kommen Vorrichtungen in Frage, die eine Mehrzahl von zweiten Laserstrahlen aus dem ersten Laserstrahl erzeugen können. Ein Beispiel für einen erfindungsgemäßen Strahlteiler ist eine Pyramide, die reflektierende Mantelflächen aufweist. Ein weiteres Beispiel für einen erfindungsgemäßen Strahlteiler ist ein im Wesentlichen pyramidenförmiger Körper, der eine mittige, durchgehende Öffnung aufweist, und der weiterhin reflektierende Mantelflächen aufweist. Ein kartesisches Koordinatensystem kann mit Hilfe der letztgenannten Ausführungsform des Strahlteilers erzeugt werden: dazu weist der pyramidenförmige Körper vier Mantelflächen auf, die so ausgestaltet sind, dass sie vier zweite Laserstrahlen erzeugen, wobei die zweiten Laserstrahlen orthogonal zu dem ersten Laserstrahl sind, und wobei jeder der zweiten

Laserstrahlen zu zwei zweiten Laserstrahlen orthogonal ist. Ein innerer Teil des ersten Laserstrahls wird durch die durchgehende Öffnung des Strahlteilers durchgelassen. Der innere Teil des ersten Laserstrahls und die vier zweiten Laserstrahlen spannen somit ein kartesisches Koordinatensystem auf, das aufgrund der hohen Winkelgenauigkeit des Strahlteilers ebenfalls eine hohe

Winkelgenauigkeit aufweist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das optische Element einen Strahlteiler zum Erstellen von mindestens zwei dritten Laserstrahlen auf, wobei die dritten Laserstrahlen im Wesentlichen orthogonal zu der Rotationsachse sind. Das optische Element weist weiterhin mindestens zwei auffächernde optische Elemente zum Erstellen der zweiten Laserstrahlen oder des mindestens einen Laserfächers aus den dritten Laserstrahlen auf, wobei jedem dritten Laserstrahl ein auffächerndes optisches Element eineindeutig zugeordnet ist. Diese Ausführungsform weist eine vorteilhafte Kombination aus einem Strahlteiler und auffächernden optischen Elementen auf, wobei die vorteilhafte Kombination die maximale Anzahl erzeugbarer zweiter Laserstrahlen oder Laserfächer erhöht. Beispielsweise ist die Anzahl der erzeugbaren zweiten Laserstrahlen in der Ausführungsform mit nur einem Strahlteiler fertigungsbedingt begrenzt. In der Ausführungsform mit nur einem auffächernden optischen Element, ist der Öffnungswinkel der Randstrahlen der zweiten Laserstrahlen oder der Öffnungswinkel des Laserfächers begrenzt - der Öffnungswinkel ist in beiden Fällen typischerweise geringer als 160°. Werden zum Beispiel ein Strahlteiler mit zwei optischen Gittern zum Erzeugen von zweiten Laserstrahlen kombiniert, ist die maximale Anzahl erzeugbarer zweiter

Laserstrahlen im Vergleich zu der Ausführungsform mit nur einem optischen Gittern zum Erzeugen von zweiten Laserstrahlen verdoppelt. In der Ausführungsform, die einen Strahlteiler mit zwei Zylinderlinsen anstatt nur einer Zylinderlinse kombiniert, werden 320° anstatt von nur 160° des Raums durch die Laserfächer abgedeckt. Mit Hilfe von drei oder vier Zylinderlinsen lässt sich sogar eine steglose Laserebene erstellen - ein Rotationsbetrieb der Vorrichtung zum Erzeugen einer Laserebene ist nicht mehr notwendig.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die auffächernden optischen Elemente aus den Strahlengängen der dritten Laserstrahlen herausbewegbar. Diese Ausführungsform ist mit dem Vorteil verbunden, dass der Benutzer die Möglichkeit hat, die Vorrichtung mit einer Auffächerung der dritten Laserstrahlen zum Erzeugen einer Laserebene oder ohne eine Auffächerung der dritten Laserstrahlen zum Erzeugen eines Koordinatensystems zu verwenden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die herausbewegbaren auffächernden optischen Elemente an Linearmotoren gekoppelt und die Linearmotoren mit einem Schalter, insbesondere einem Reedschalter, verbunden. Mit Hilfe des Schalters und der Linearmotoren können die auffächernden optischen Elemente automatisch in die Strahlengänge der dritten Laserstrahlen hinein oder aus den Strahlengängen der dritten Laserstrahlen heraus bewegt werden. Dies ist insbesondere von Vorteil, falls die auffächernden Elemente für den Benutzer nicht zugänglich sind.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung weiterhin mindestens einen Linearmotor und einen Schalter auf. Die herausbewegbaren auffächernden optischen Elemente sind an den mindestens einen Linearmotor gekoppelt und der mindestens eine Linearmotor ist mit einem Schalter elektrisch verbunden. Mit Hilfe des Schalters und des mindestens einen Linearmotors können die auffächernden optischen Elemente automatisch in den Strahlengang des dritten Laserstrahls hinein oder aus dem Strahlengang des dritten Laserstrahls heraus bewegt werden. Dies ist insbesondere von Vorteil, falls das auffächernde Element für den Benutzer nicht zugänglich ist. Ein Beispiel für einen erfindungsgemäßen Linearmotor ist ein Tauchspulenmotor. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein Relais als erfindungsgemäßer Schalter verwendet, wobei das Relais ein durch elektrischen Strom betriebener, fernbetätigter Schalter mit zwei Schaltstellungen ist, und wobei das Relais über einen Steuerstromkreis aktiviert wird. Der fernbetätigte Schalter ist auf dem drehbaren zweiten Körper angeordnet. Der Steuerstromkreis ist in dem ersten Körper angeordnet. Diese Ausführungsform bringt den Vorteil mit sich, dass der mindestens eine Linearmotor kontaktlos gesteuert werden kann und keine Schleifverbindung oder ähnliches zwischen dem ersten und dem drehbaren zweiten Körper benötigt wird, um den mindestens einen Linearmotor zu kontrollieren. Beispiele für ein erfindungsgemäßes Relais ist ein Reedrelais: ein Reedrelais weist einen Reedschalter mit zwei Kontaktzungen auf, die unter Vakuum oder Schutzgas in einen Glaskolben eingeschmolzen sind. Die zwei Kontaktzungen des Reedschalters bilden eine Kontaktfeder und einen Magnetanker. Die Kontaktzungen werden beispielsweise aus edelmetallbeschichtetem ferromagnetischem Material hergestellt. Eine

Kontaktbetätigung erfolgt durch ein von außen einwirkendes Magnetfeld, das durch den Steuerstromkreis entweder mittels eines in die Nähe des fernbetätigten Schalters gebrachten Dauermagneten oder einer Magnetspule elektrisch erzeugt wird. Durch das von außen einwirkende Magnetfeld ziehen sich die beiden Kontaktzungen an und schließen somit die Schaltung. Fällt das von außen einwirkende Magnetfeld ab und unterschreitet im Relais eine bestimmte Feldstärke, öffnet sich der Kontakt aufgrund einer Federwirkung der Kontaktfeder wieder. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die

Vorrichtung weiterhin einen Motor zum Drehen des zweiten Körpers in Bezug auf den ersten Körper und Nivelliermittel zum Ausrichten des ersten Körpers in Bezug auf ein Stativ und/oder das Lot auf. Beispiele für erfindungsgemäße Nivelliermittel sind Vorrichtungen, die einen Körper um zwei senkrecht zueinander stehende Achsen verkippen können. Weiterhin sind in dieser bevorzugten Ausführungsform die zweiten Laserstrahlen im Wesentlichen orthogonal zu der Rotationsachse. Diese Ausführungsform bringt den Vorteil mit sich, dass die zweiten Laserstrahlen, insbesondere unabhängig von der Winkellage des zweiten Körpers gegenüber dem ersten Körper, in der gleichen Ebene liegen. Der Motor ermöglicht es, den zweiten Körper in Rotation zu versetzen, um mit den zweiten Laserstrahlen eine Referenzebene zu erzeugen. Treffen die rotierenden zweiten Laserstrahlen auf eine Oberfläche, erzeugen sie dort eine Laserlinie. Der Benutzer kann mit Hilfe der Nivelliermittel den ersten Körper und damit auch eine Winkellage der Referenzebene in Bezug auf beispielsweise ein Stativ und/oder das Lot ausrichten. Die Nivelliermittel können Neigungssensoren und Stellmotoren aufweisen, wobei die Neigungssensoren geeignet sind, die Winkellage des ersten Körpers in Bezug auf das Lot zu bestimmen, und wobei die Stellmotoren geeignet sind, abhängig von der Winkellage des ersten Körpers in Bezug auf das Lot den ersten Körper und demgemäß die Referenzebene in Bezug auf das Lot automatisch auszurichten.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung weiterhin eine Kappe auf, die das optische Element umgibt. Die Kappe kann Teil eines äußeren Gehäuses der Vorrichtung sein. Die Kappe kann ein oder mehr Fenster aufweisen, so dass die zweiten Laserstrahlen nicht durch die Kappe des zweiten Körpers geblockt werden. Die ein oder mehr Fenster bestehen entweder aus Öffnungen in der Kappe oder aus einem Material, das für die zweiten Laserstrahlen durchlässig ist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann die gesamte Kappe aus einem Material bestehen, das für die zweiten Laserstrahlen durchlässig ist. Diese Ausführungsform ist mit dem Vorteil verbunden, dass der Benutzer mit seinem Auge nicht so nahe an die Vorrichtung heran kann, dass mehrere Laserstrahlen sein Auge gleichzeitig treffen können.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das auffächernde optische Element ein beugendes Element beziehungsweise sind die auffächernden optischen Elemente beugende optische Elemente.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das auffächernde optische Element ein brechendes Element beziehungsweise sind die auffächernden optischen Elemente brechende optische Elemente.

Zeichnung Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend exemplarisch anhand von Ausführungsbeispielen eingehend erläutert. Die Beschreibung, die zugehörigen Figuren sowie die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Ein Fachmann wird diese Merkmale, insbesondere auch die Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele, auch einzeln betrachten und zu sinnvollen, weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer ersten bevorzugten

Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 eine schematische x-z Schnittdarstellung der ersten bevorzugten

Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung (Hauptbild) und eine schematische x-y Schnittdarstellung der zweiten Laserstrahlen dieser Ausführungsform (eingefügtes Bild);

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer zweiten bevorzugten

Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 4 eine schematische x-z Schnittdarstellung der zweiten

bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung (Hauptbild) und eine schematische x-y Schnittdarstellung der zweiten Laserstrahlen dieser Ausführungsform (eingefügtes Bild);

Fig. 5 eine schematische x-z Schnittdarstellung einer dritten

bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung (Hauptbild) und eine schematische x-y Schnittdarstellung der zweiten Laserstrahlen dieser Ausführungsform (eingefügtes Bild); Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Aus der Darstellung gemäß Fig. 1 ist der Aufbau einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu erkennen. In der ersten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Vorrichtung einen ersten Körper (1) und einen zweiten Körper (2) auf. Der erste Körper (1) weist ein Achsenlager (3) auf. Der zweite Körper (2) weist eine im Wesentlichen zylindersymmetrische Hohlachse (4) auf. Der erste Körper (1) und der zweite Körper (2) sind über das Achsenlager (3) des ersten Körpers (1) und der im Wesentlichen zylindersymmetrischen Hohlachse (4) des zweiten Körpers verbunden. Die Verbindung des ersten

Körpers (1) und des zweiten Körpers (2) ist so ausgestaltet, dass die beiden gegeneinander im Wesentlichen nicht verschiebbar, aber um eine Rotationsachse (5) drehbar sind. Außerdem ist dem ersten Körper (1) eine Laserquelle (6) angeordnet, die eine Laserdiode (7) und eine Kollimatorlinse (8) aufweist. Die Laserquelle (6) erzeugt einen ersten Laserstrahl (9), wobei die

Symmetrieachse des ersten Laserstrahls (9), die Symmetrieachse der im Wesentlichen zylindersymmetrischen Hohlachse (4) des zweiten Körpers (2) und die Rotationsachse im Wesentlichen miteinander übereinstimmen. Die erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist weiterhin einen Motor (10) auf, der zwischen dem ersten Körper (1) und dem zweiten Körper (2) angeordnet ist. Der Motor (10) kann den zweiten Körper (2) in Bezug auf den ersten Körper (1) in Rotation versetzen. Der zweite Körper (2) weist ein optisches Element (11) auf, welches in der ersten Ausführungsform ein Pentaprisma (12) und ein beugendes optisches Element (13) aufweist. Das Pentaprisma (12) empfängt den ersten Laserstrahl (9) und lenkt den ersten Laserstrahl (9) im

Wesentlichen orthogonal ab, so dass ein dritter Laserstrahl (14) entsteht. Der dritte Laserstrahl (14) wird auf das beugende optische Element (13) gelenkt, das aus dem dritten Laserstrahl (14) fünfzehn zweite Laserstrahlen (15) erzeugt. Die zweiten Laserstrahlen (15) sind im Wesentlichen orthogonal zu der Rotationsachse (5) in einer Ebene und wie ein Fächer mit einem Öffnungswinkel von 30° angeordnet, das heißt das zwei der zweiten Laserstrahlen (15) sich mit einem Öffnungswinkel von im Wesentlichen 30° schneiden und jeder der anderen dreizehn zweiten Laserstrahlen (15) zwei zweite Laserstrahl (15) mit einem Öffnungswinkel von im Wesentlichen 30/14° schneiden. Das Pentaprisma (12) weist eine erste reflektierende Oberfläche (16) auf, an der der erste

Laserstrahl (9) innerhalb des Pentaprismas (12) zuerst reflektiert wird, und die einen Teil (17) des ersten Laserstrahls (9) durchlässt. Ein Prisma (18) ist an der ersten reflektierenden Oberfläche des Pentaprismas (16) angeordnet, wobei das Prisma (18) zum Ausrichten des durchgelassenen Teils des ersten Laserstrahls (9) im Wesentlichen entlang der Rotationsachse (5) ausgestaltet ist. In der ersten Ausführungsform weist das Prisma (18) die gleiche Brechungszahl auf wie das

Pentaprisma (12) und der erste Laserstrahl (9) breitet sich weiter entlang der Rotationsachse (5) aus. Die Vorrichtung weist weiterhin eine Kappe auf, die Teil eines äußeren Gehäuses der Vorrichtung ist. Die Kappe umgibt das optische Element (11). Die Kappe besteht aus einem Kunststoff, der für die zweiten Laserstrahlen (15) durchlässig ist. Die Kappe lenkt die zweiten Laserstrahlen (15) nicht ab.

Aus der Darstellung gemäß Fig. 2 ist das Pentaprisma (12) und der Strahlengang des ersten Laserstrahls (9), der zweiten Laserstrahlen (15) und des dritten Laserstrahls (14) der ersten Ausführungsform zu erkennen: der erste Laserstrahl (9) dringt in das Pentaprisma (12) von einer dem ersten Körper (1) zugewandten Seite (19) ein. An der ersten reflektierenden Oberfläche (16) wird ein Teil des ersten Laserstrahls (9) reflektiert und ein Teil (17) des ersten Laserstrahls (9) durchgelassen. Insbesondere werden 70% der Laserstrahlung reflektiert und 30% durchgelassen. Der reflektierte Laserstrahl wird noch an einer zweiten reflektierenden Oberfläche (20) reflektiert. Durch die Reflektion an der zweiten reflektierenden Oberfläche (20) entsteht der dritte Laserstrahl (14), der orthogonal zu dem ersten Laserstrahl (9) ist. Anschließend tritt der dritte Laserstrahl (14) aus dem Pentaprisma (12) aus und trifft auf ein beugendes optisches Element (13). Das beugende optische Element (13) ist in diesem Ausführungsbeispiel ein optisches Gitter (13) und erzeugt aus dem dritten Laserstrahl (14) fünfzehn zweite Laserstrahlen (15), die alle orthogonal zu der Rotationsachse (5) sind und wie ein Fächer mit einem Öffnungswinkel von 30° angeordnet sind. Das heißt, dass zwei der zweiten Laserstrahlen (15) sich mit einem Öffnungswinkel von im Wesentlichen 30° schneiden und jeder der anderen dreizehn zweiten Laserstrahlen (15) zwei zweite Laserstrahlen (15) mit einem Öffnungswinkel von im Wesentlichen 30/14° schneiden. Bei einer Rotation des zweiten Körpers (2) gegenüber dem ersten Körper (1) ergibt sich keine Änderung der Lage der zweiten Laserstrahlen (15) in Bezug auf den zweiten Körper (2). Aus der Darstellung gemäß Fig. 3 und Fig. 4 ist der Aufbau einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu erkennen. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform durch das optische Element (11). Das optische Element (11) der zweiten Ausführungsform weist einen Strahlteiler (22) auf. Der Strahlteiler (22) weist einen zylinderförmigen

Abschnitt (23) und einen pyramidenförmigen Abschnitt (24) mit vier Mantelflächen auf. Der zylinderförmige Abschnitt (23) und der pyramidenförmige Abschnitt (24) sind über eine ebene Fläche (25) des zylinderförmigen Abschnitts (23) und einer Grundfläche (26) des pyramidenförmigen Abschnitts (24) miteinander verbunden und bilden einen zusammenhängenden Körper. Die

Spitze (27) des pyramidenförmigen Abschnitts (24) liegt auf einer Rotationssymmetrieachse (28) des zylinderförmigen Abschnitts (23). Die vier Mantelflächen (29) des pyramidenförmigen Abschnitts (24) sind reflektierende Oberflächen. Entlang der Rotationssymmetrieachse (28) des zylinderförmigen Abschnitts (23) weist der Strahlteiler (22) eine durchgehende zylinderförmige

Öffnung (30) auf. Die Rotationssymmetrieachse (28) des zylinderförmigen Abschnitts (23) stimmt im Wesentlich mit der Rotationsachse (5) und der Symmetrieachse des ersten Laserstrahls (9) überein. Die vier reflektierenden Mantelflächen (29) des pyramidenförmigen Abschnitts (24) und die durchgehende zylinderförmige Öffnung (30) des Strahlteilers (22) sind so dimensioniert und angeordnet, dass ein innerer Teil des ersten Laserstrahls (9) durch die durchgehende zylinderförmige Öffnung (30) des Strahlteilers (22) durchgelassen wird und ein äußerer Teil (32) des ersten Laserstrahls (9) in vier zweite Laserstrahlen (15) aufgeteilt wird. Die vier zweiten Laserstrahlen (15) sind orthogonal zu der Rotationsachse und jeder der zweiten Laserstrahlen (15) schneidet zwei andere zweite Laserstrahlen (15) mit einem Öffnungswinkel von im Wesentlichen 90°. Bei einer Rotation des zweiten Körpers (2) gegenüber dem ersten Körper (1) ergibt sich keine Änderung der Lage der zweiten Laserstrahlen (15) in Bezug auf den zweiten Körper (2). Das optische Element (11) weist weiterhin eine Umhüllung (33) auf, die das optische Element (11) umgibt. Die

Umhüllung (33) des optischen Elements (11) weist Öffnungen (34) auf, so dass die zweiten Laserstrahlen (15) nicht durch die Umhüllung (33) des optischen Elements (11) geblockt werden. Weiterhin weist die Vorrichtung eine Kappe auf, die Teil eines äußeren Gehäuses der Vorrichtung ist. Die Kappe umgibt das optische Element (11). Die Kappe besteht aus einem Kunststoff, der für die zweiten Laserstrahlen (15) durchlässig ist. Die Kappe lenkt die zweiten Laserstrahlen (15) im Wesentlichen nicht ab.

Aus der Darstellung gemäß Fig. 5 ist der Aufbau einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu erkennen. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform, dadurch, dass das optische Element (11) weiterhin vier beugende optische Elemente (13) aufweist. Analog zu der zweiten Ausführungsform weist das optische Element (11) einen Strahlteiler (22) auf. Der Strahlteiler (22) weist einen zylinderförmigen Abschnitt (23) und einen pyramidenförmigen Abschnitt (24) mit fünf Ecken auf. Der zylinderförmige Abschnitt (23) und der pyramidenförmige Abschnitt (24) sind über die ebene Fläche (25) des zylinderförmigen Abschnitts (23) und der Grundfläche (26) des pyramidenförmigen Abschnitts (24) miteinander verbunden und bilden einen zusammenhängenden Körper. Die Spitze (27) des pyramidenförmigen Abschnitts (24) liegt auf einer Rotationssymmetrieachse (28) des zylinderförmigen Abschnitts (23). Vier Mantelflächen (29) des pyramidenförmigen Abschnitts (24) sind reflektierende Oberflächen. Entlang der Rotationssymmetrieachse (28) des zylinderförmigen Abschnitts (23) weist der Strahlteiler (22) eine durchgehende zylinderförmige Öffnung (30) auf. Die Rotationssymmetrieachse (28) des zylinderförmigen Abschnitts (23) stimmt im

Wesentlich mit der Rotationsachse (5) und der Symmetrieachse des ersten Laserstrahls (9) überein. Die vier reflektierenden Mantelflächen (29) des pyramidenförmigen Abschnitts (24) und die durchgehende zylinderförmige Öffnung (30) des Strahlteilers (22) sind so dimensioniert und angeordnet, dass ein innerer Teil des ersten Laserstrahls (9) durch die durchgehende zylinderförmige Öffnung (30) des Strahlteilers (22) durchgelassen wird und ein äußerer Teil (32) des ersten Laserstrahls (9) in vier dritte Laserstrahlen (14) aufgeteilt wird. Die vier dritten Laserstrahlen (14) sind orthogonal zu der Rotationsachse und jeder der dritten Laserstrahlen (14) schneidet zwei andere dritte Laserstrahlen (14) mit einem Öffnungswinkel von im Wesentlichen 90°.

Jede der vier dritten Laserstrahlen (14) trifft auf eines der vier beugenden optischen Elemente (13), die in diesem Ausführungsbeispiel optische Gitter (13) sind. Die beugenden optischen Elemente (13) erzeugen aus dem dritten Laserstrahl (14) fünfzehn zweite Laserstrahlen (15), die alle orthogonal zu der Rotationsachse (5) sind und wie ein Fächer mit einem Öffnungswinkel von 30° angeordnet sind. Das heißt, dass zwei der zweiten Laserstrahlen (15) sich mit einem Öffnungswinkel von im Wesentlichen 30° schneiden und jeder der anderen dreizehn zweiten Laserstrahlen (15) zwei zweite Laserstrahl (15) mit einem Öffnungswinkel von im Wesentlichen 30/14° schneiden. Bei einer Rotation des zweiten Körpers (2) gegenüber dem ersten Körper (1) ergibt sich im Wesentlichen keine Änderung der Lage der zweiten Laserstrahlen (15) in Bezug auf den zweiten Körper (2).