Die Erfindung betrifft eine optische Markierungsvorrichtung mit Mitteln zu Erzeugung eines ersten und eines zweiten optischen Signals auf einer Referenzfläche nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Stand der Technik

Um die verschiedensten Nivellier-, Ausricht- und Markierungsaufgaben im Bereich des Handwerks bzw. des Innenausbaus durchzuführen, werden seit einiger Zeit Laser¬ produkte eingesetzt, die je nach Anwendung Lasermarkierungen erzeugen, um vorhandenen Referenzen von Böden, Decken oder Wänden zu übernehmen. Dabei unterscheidet man zwischen sogenannten Rotationslasern, bei denen ein Lasersignal durch Rotation der Lichtquelle oder durch Rotation eines strahlumlenkendes Bauelementes in einer einzustellenden Ebene aufgefächert wird und somit eine Referenzfläche definiert. Andererseits sind sogenannte Linienlaser bekannt, welche es durch Projektion des Lasersignals auf eine Referenzfläche ermöglichen, dass eine vorgegebene Richtung sichtbar wird und somit eingehalten werden kann. So sind beispielsweise sogenannte Laserwasserwaagen bekannt, deren Gehäuse sich in einer gewünschten Ebene einnivellieren lässt und die einen oder mehrere Laserstrahlen zu Markierungszwecken aussenden.

So ist beispielsweise aus der DE 29716316 Ul eine Vorrichtung zum Nivellieren und/oder Anbringen von Markierungen an Wänden bekannt, die ein Gehäuse mit wenigstens einer Aufhängevorrichtung sowie mit einer Öffnung für einen Laserstrahl aufweist. Im Gehäuse ist ein Laserstrahl-Generator freischwingend an einer Pendelachse aufgehängt.

Aus der EP0785412A2 ist eine Laser-Nivelliereinrichtung mit einem langgestreckten Gehäuse und Libellen bekannt. Ih das Gehäuse ist ein Lasermodul mit einer Laserstrahloptik integriert, welches ein Laserstrahl erzeugt. Am Gehäuse ist eine Visiereinrichtung mit Kimme und Korn beweglich angebracht. Dank der Ausbildung des Korns als senkrechter Spalt kann der Projektionspunkt des Laserstrahls auch bei großen Entfernungen oder großer Umgebungshelligkeit erkannt und punktgenau justiert werden. Aus der DE 19929436 Al ist ein Slrahlteiler zur Aufspaltung eines Lichtstrahlenbündels in Teilstrahlenbündel bekannt, der eine Anzahl von reflektierenden Flächen aufweist, die im Strahlengang eines von einer Lichtquelle erzeugten, kollimierten, primären Lichtstrahleribündels angeordnet sind. Die reflektierenden Flächen sind gegenüber der Ausbreitungsrichtung des primären Lichtstrahlenbündels jeweils um 45° geneigt und spalten das auftreffende primäre Lichtstrahlenbündel unter Erzeugung eines virtuellen karthesischen Achsensystems in senkrecht zueinander verlaufende Teilstrahlenbündel auf.

Vorteile der Erfindung:

Die erflndungsgemäße optische MarMerangsvorrichtung weist Mittel zur Erzeugung einer ersten und einer zweiten optischen Projektionslinie auf, wobei die zweite optische Projektionslinie einen Winkel von 90° mit der ersten Projektionslinie einschließt. In vorteilhafter Weise sind in der erfindungsgemäßen optischen Markierungsvorrichtung Mittel vorhanden, die er ermöglichen, eine dritte Projektionslinie zu erzeugen, die jeweils einen Winkel von 45° zu der ersten optischen Projektionslinie und zur zweiten optischen Projektionslinie bildet.

Mit den bekannten Vorrichtungen zur Erzeugung einer optischen Markierung ist die Darstellung einer Linie im Winkel von 45° zu zwei rechtwinklig ausgerichteten Linien nicht möglich. Ein Anwender muss daher eine solche Linie umständlich, beispielsweise durch Ausrechnen entsprechender Winkelfunktionen selbst ermitteln und das Gerät entsprechend einjustieren. Vorteil der Erfindung ist, dass auch eine sogenannte 45°-Linie direkt mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung darstellbar ist und somit von einem Anwender ohne großen Aufwand beispielsweise auf einer Referenzfläche angezeichnet werden kann.

Vorteilhafte Ausfuhrungsformen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Anspruch 1 ergeben sich mit den in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmalen.

In vorteilhafter Weise liegen die erste, die zweite und die dritte Projektionslinie in einer Ebene. Auf diese Weise ist es möglich, eine 45°-Orientierung auf einer Referenzfläche zu erzeugen. Die im Winkel von 90° zueinander stehenden Projektionslinien können dabei als Referenzlinien zur Anlage beispielsweise an einer oder mehreren Wänden genutzt werden.

Die dritte Projektionslinie ist in vorteilhafter Weise ebenfalls eine optische Projektionslinie ausgebildet. Dies ermöglicht es beispielsweise, die drei optischen Projektionslinien mittels lediglich einer einzelnen Lichtquelle, insbesondere eines einzelnen Lasersignals zu erzeugen. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass die Justage der Lichtquelle, beispielsweise einer Laserdiode, deutlich vereinfacht wird. In dieser vorteilhaften Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die drei optischen Projektionslinien mittels eines optischen Elementes aus dem Signal der einzelnen Lichtquelle erzeugt. Ein solches optisches Element kann beispielsweise in holographisches Beugungsgitter oder eine andere beugende oder refraktive Struktur besitzen.

In einer alternativen Ausführungsform werden die drei optischen Projektionslinien von mindestens einer Lichtquelle, insbesondere von mindestens einem Laser erzeugt. Insbesondere ist es möglich, jeweils einen Laser für je eine Projektionslinie einzusetzen. Hierbei kann ein solcher Laser durch eine einfach Optik, wie beispielsweise eine Zylinderlinse, die gewünschte Projektionslinie erzeugen. Bei dieser Ausführungsform werden die drei Projektionslinien bei der Montage der Vorrichtung bzw. bei der Montage eines die Vorrichtung umfassenden Werkzeuggerätes zueinander einjustiert. Ein solcher Aufbau hat den Vorteil, dass das optische Element zur Linienerzeugung relativ kostengünstig ist, wobei allerdings drei Laserdioden zur Erzeugung der drei Projektionslinien benötigt werden.

Li vorteilhafter Weise lässt sich mit der erfϊndungsgemäßen optischen Markierungsvorrichtung ein Werkzeuggerät realisieren, welches es in vorteilhafter Weise ermöglicht, beispielsweise Objekte entlang einer 45°-ProjektionsIinie zu einer Referenzlinie anzuordnen. So können auf diese Weise, ohne großen Aufwand, beispielsweise Fliesen diagonal in einem Raum verlegt werden, oder aus einer Diagonalen heraus die Fliesen in entsprechender Weise parallel zu einer Wand verlegt werden.

Ih einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeuggerätes ist die Vorrichtung zur Erzeugung der optischen Markierung in der Art eines Pendellasers im Gehäuse des Werkzeuggerätes aufgehängt. Bei einem solchen Aufbau nivelliert sich das Werkzeuggerät durch die verwendete Pendeltechnik selbst in der horizontalen Ebene.

In alternativen Ausfuhrungsformen ist es auch möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung fest in einem Gehäuse des Werkzeuggerätes einzubauen, wobei die Vorrichtung zu den Gerätekanten des Werkzeuggerätes ausgerichtet wird. Auch kann es vorgesehen sein, die erfindungsgemäße Vorrichtung justierbar, beispielsweise gelagert auf einem Dreibein, in einem entsprechenden Werkzeuggerät anzuordnen.

Ein erfindungsgemäßes Werkzeuggerät weist in vorteilhafter Weise ein Bedienkonzept auf, das es ermöglicht, die Emission der optischen Projektionslinie aus dem Gehäuse des Werkzeuggerätes hinaus, einzeln zu schalten. Bei dem Bedienkonzept des erfindungsgemäßen Werkzeuggerätes ist es somit sowohl denkbar, dass alle Projektionslinien auf einmal ein- bzw. ausgeschaltet geschaltet werden können, oder dass für jede einzelne Projektionslinie eigenes Schalterelement vorhanden ist. In vorteilhafter Weise ist ein Bedienkonzept für das erfindungsgemäße Werkzeuggerät möglich, bei dem man mit einem Schalter zwischen den einzelnen optischen Projektionslinien hin und her schalten kann.

Die erfindungsgemäße optische Markierungsvorrichtung bzw. ein mit der erfindungs- gemäßen Vorrichtung versehenes Werkzeuggerät ermöglϊclien es in vorteilhafter Weise, auch eine Linie unter einem 45°-Winkel zu einer anderen Projektionslinie ohne großen Aufwand zu erzeugen und darzustellen, sodass auf einfache Weise das Anzeichnen einer 45°-Linie zu einer Grundlinien ermöglicht wird.

Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausfuhrungsbeispiels.

Zeichnung

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße Werkzeuggeräte mit der erfindungsgemäßen optischen Markierungsvorrichtung dargestellt, welche in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert werden soll. Die Figuren der Zeichnung, deren Beschreibung sowie die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Einfach kann wir diese Merkmale auch einzeln betrachten und zu weitern, sinnvollen Kombinationen zusammenfassen, die somit als ebenfalls in der Beschreibung offenbart anzusehen sind.

Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines ersten Anwendungsfall für ein Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Werkzeuggerätes,

Figur 2 ein zweites Ausfuhrungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Werkzeuggerät in einer schematisierten Darstellung eines zweiten Anwendungsfalles.

Beschreibung des Ausfuhrungsbeispiels

Figur 1 zeigt eine typische Anwendungssituation einer erfindungsgemäßen optischen Markierungsvorrichtung bzw. eines erfindungsgemäßen Werkzeuggerätes mit einer solchen optischen Markierungsvorrichtung. Auf dem Boden 10 eine Raumes sollen beispielsweise Fliesen 12 unter einem Winkel von 45° zu einer Wand 14 verlegt werde.

Das erfindungsgemäße Werkzeuggerät 16 weist ein Gehäuse 17 mit einer optische Markierungsvorrichtung 18 mit einer Lichtquelle 20 in Form eines Laser 22, insbesondere einer Laserdiode 24 auf. Über ein holographisches Beugungsgitter 21 wird der Lichtstrahl der Lichtquelle 20 in drei Teilstrahlen aufgeteilt. In alternativen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung können jedoch auch drei getrennte Lichtquellen, insbesondere drei Laserdioden vorhanden sein, die jeweils einen Teilstrahl erzeugen.

Über eine entsprechende Optik, beispielsweise eine Zylinderlinse, wird jeder Teilstrahl in der Ebene senkrecht zum Boden 10 aufgeweitet, sodass ein Laserstrahl die Ebene des Bodens 10, die im Ausführungsbeispiel der Figur 1 als Referenzebene dient, schneidet und somit auf der Oberfläche des Bodens 10 jeweils eine Projektionslinie 26, 28, 30 erzeugt. Im Ausführungsbeispiel der Figur 1 haben die drei Projektionslinien somit einen gemeinsamen Ursprung bzw. Anfangspunkt.

Neben der Verwendung einer Zylinderlinse zur Erzeugung der aufgefächerten Teilstrahlen bzw. zur Erzeugung der optischen Projektionslinien 26,28,30 auf einer Referenzfläche 10 können ebenso auch andere optische Komponenten, wie beispielsweise entsprechend ausgebildete Beugungsstrukturen verwendet werden. Insbesondere ist es vorteilhaft, ein einzelnes optisches Beugungselement 21 zu benutzen, um einerseits die Aufspaltung in drei Teilstrahlen 26,28,30 zu realisieren und andererseits jeden Teilstrabi in einer Ebene, die senkrecht zu der von den Teilstrahlen aufgespannten Ebene 10 verläuft, aufzuweiten. Ein solches Element 21 könnte ebenfalls als ein besonderes holographisches Beugungsgitter realisiert werden. In diesem Fall würden die optischen Projektionslinien durch einzelne diskrete Punkte auf der Referenzfläche 10 dargestellt. Möglich ist auch ein refraktives Element, das die drei Teilstrahlen erzeugt.

Das erfindungsgemäße Werkzeuggerät 16 wird bei der Anwendung derart in einem Raum orientiert, dass zwei Projektionsstrahlen 26,30 der optischen Markierungsvorrichtung 18 möglichst parallel zu zwei Wänden 14 bzw. 15 des Raumes verlaufen. Hierzu kann eine Justageeinrichtung 25 vorgesehen sein, die es ermöglicht die Orientierung der optischen Markierungsvorrichtung 18 innerhalb des Werkzeuggerätes 16 einzujustieren, sodass die Parallelität beispielsweise der Projektionen 26 und 30 mit den entsprechenden Wänden 14 bzw. 15 gegeben ist. Im Ausfuhrungsbeispiel der Figur 1 ist die optische Markierungsvorrichtung 18 mit der Lasereinheit fest im erfindungsgemäßen Werkzeuggerät 16 eingebaut und zu den Gerätekanten einjustiert.

Auch kann '"es vorgesehen sein, die optische Markierungsvorrichtung 18 derartvzu gestalten, dass diese innerhalb des Gehäuses 17 des Werkzeuggerätes 16 justierbar und insbesondere drehbar angeordnet ist. In vorteilhafter Weise besitzt das erfindungsgemäße Werkzeuggerät 16 dabei eine Rotationsachse für die optische Markierungsvorrichtung 18, die senkrecht zu der von den drei Teilstrahlen 26,28,30 aufgespannten Ebene 10 verläuft.

In alternativen Ausfuhrungsformen des erfindungsgemäßen Werkzeuggerätes 16 kann die optische Markierungsvorrichtung 18 zusätzlich auch in der Art eines Pendellasers im Gehäuse 17 des Werkzeuggerätes 16 integriert und aufgehängt sein. Auf diese Weise ist es möglich, dass sich einer der Teilstrählen 26 bzw. 30 selbsttätig aufgrund der Schwerkraft horizontal ausrichtet, sodass ein solches Gerät automatisch eine Projektionslinie unter 45° zu dieser Horizontalen ermöglicht.

Insbesondere bildet die Projektionslinie 28 jeweils einen 45°-Winkel zu Projektionslinie 26 bzw. zur Projektionslinie 30. Mit Hilfe der so auf dem Boden markierten Orientierungen können beispielsweise die Fliesen 12 - entlang der Projektionslinien 28 - auf dem Boden 10 aufgebracht werden, sodass diese ebenfalls einen Winkel von 45° zur Richtung der Projektionslinien 26 und somit zur Richtung der Wand 14 bilden.

Über entsprechende Öffnungen im Gehäuse 17 des Werkzeuggerätes 16, die einzeln schaltbar, d.h. zu öffnen oder zu schließen sind, können die Teilstrahlen 26, 28, 30 auch einzeln geschaltet werden, so dass die Emission von einem, zwei oder allen drei der Teilstrahlen 26, 28, 30 aus dem Gehäuse 17 des Werkzeuggerätes 16 austritt.

Figur 2 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäße Werkzeuggerät in einem weiteren Anwendungsbereich.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 besitzt die optische Markierungsvorrichtung 19 drei einzelne Lichtquellen 32,34,36, in Form von drei Laserdioden, die jeweils einen Lichtstrahl 26,28,30 im vom menschlichen Auge sichtbaren Teil des elektromagnetischen Spektrums aussenden. Die Lichtquelle sind dabei derart angeordnet, dass die drei Lichtstrahlen aus einem gemeinsamen Ursprung zu kommen scheinen, sich also die zugehörigen Achsen in einem gemeinsamen Punkt schneiden würden. Den Laserdioden nachgeordnet sind optische Elemente, beispielsweise Zylinderlinsen, die dazu führen, dass der Lichtstrahl jeweils in einer Ebene aufgefächert wird. Die drei Lichtquellen 32, 34 und 36 siifd derart zueinander justiert, dass die von ihnen ausgesandten Lichtstrahlen eine gemeinsame Ebene 10 definieren, die im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 parallel zur Zeichenebene ist. Senkrecht zu dieser Ebene 10 sind die einzelnen Strahlen 26,28,20 aufgespalten, so dass sich jeweils eine Schnitt- oder Projektionslinie des Laserstrahls 26,28,30 mit der Referenzeben 10 ergibt, die als Markierung verwendet werden kann.

Neben der Verwendung von Zylinderlinsen zur Erzeugung der aufgefächerten Teilstrahlen bzw. zur Erzeugung der optischen Projektionslinien auf der Referenzfläche können ebenso auch andere optische Komponenten, wie beispielsweise entsprechend ausgebildete Beugungsstrukturen verwendet werden. Solche Element könnten ebenfalls als holographisches Beugungsgitter realisiert werden. In diesem Fall würden die optischen Projektionslinien durch einzelne diskrete Punkte auf der Referenzfläche dargestellt. Die drei Lichtquellen 32, 34 bzw. 36 sind im Ausführungsbeispiel der Figur 2 in vorteilhafter Weise einzeln schaltbar. Dabei kann beispielsweise am erfindungsgemäßen Werkzeuggerät 16 bzw. an einer externen Bedienungseinheit für das Werkzeuggerät 16 für jeden der Teilstrahlen 26,28,30 ein eigenes Schaltelement vorhanden sein oder es kann in einer alternativen Ausführungsform, wie in Figur 2 gezeigt, ein einzelner Schalter 21 vorgesehen sein, der es erlaubt, zwischen den einzelnen Teilstrahlen hin und her zu schalten, bzw. einen oder mehrere Teilstrahlen ein- oder auszuschalten.

Auch das erfindungsgemäße Werkzeuggerät 18 gemäß Figur 1 besitzt in vorteilhafter Weise Schaltelemente, die es ermöglichen dass einer, zwei oder auch alle drei Teilstrahlen aus dem Gerät austreten. Dazu können beispielsweise auch entsprechend verschließbare Öffnungen im Gehäuse 17 des Werkzeuggerätes 18 oder aber an der optischen Markierungsvorrichtung selbst vorgesehen sein, die durch entsprechende Schaltelemente aktivierbar sind. Alternativerweise kann auch bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 mit einem einzelnen Schaltelement, entsprechend dem Schaltelement 21 der Figur 2 zwischen den einzelnen Teilstrahlen hin und her geschaltet werden, indem die entsprechenden Öffnungen des Gerätes freigegeben oder verschlossen werden.

Bei dem Bedienkonzept des erfindungsgemäßen Werkzeuggerätes 18 bzw. 19 ist es dabei sowohl denkbar, dass alle Teilstrahlen 26,28,30 auf einmal aus dem Gerät 18 bzw. 19 emittiert werden, oder dass für jeden Teilstrahl ein eigener Schälfer vorhanden ist, der die entsprechende Emission dieses Teilstrahls aus dem Gerät heraus, aktiviert.

Im Ausführungsbeispiel der Figur 2 ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung, dass die Fliesen 12 beispielsweise aus einer Diagonalen 38 des Raumes heraus verlegt werden können, wobei diese Diagonale 38 durch die Projektionslinie 28 markiert wird, welche unter einem Winkel von 45° sowohl zu der Projektionslinie 28 als auch zu der Projektionslinie 30 verläuft. Dazu muss lediglich eine Projektionslinie 26 oder 30 mit den entsprechenden Justagemitteln parallel zu einer Wand 14 bzw. 15 orientiert werden.

Auch in der Ausführungsform gemäß Figur 2 kann die optische Markierungsvorrichtung 19 beispielsweise als ein die Lichtquellen 32, 34 und 36 tragender Pendellaser ausgebildet sein. Alternativer Weise ist die feste Anordnung der Markierungsvorrichtung 19 im Gehäuse des Werkzeuggerätes möglich, wenn sich entweder das Werkzeuggerät 19 zu einer externen Referenzebene justieren lässt, oder die optische Markierungs- vorrichtung innerhalb des Gehäuses 17 des Werkzeuggerätes 19 einjustierbar ist.

Die erfindungsgemäße optische Markierungsvorrichtung bzw. das erfϊndungsgemäße Werkzeuggerät mit einer solchen optischen Markierungsvorrichtung ist nicht auf die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann die dritte Projektions¬ linie beispielsweise auch durch einen Anlagestab oder eine Schnur realisiert sein, der sich unter einem Winkel von 45° zu einer optischen Projektionslinie 26 bzw. 28 aus der Vorrichtung bzw. aus dem Gehäuse herausziehen lässt. Darüber hinaus ist es auch möglich, die die dritte Projektionslinie erzeugenden Mittel derart auszugestalten, dass ein Verschwenken der dritten Projektionslinie ermöglicht ist. In einer derartigen Ausfuhrungsform kann die dritte Projektionslinie einen beliebigen Winkel zwischen 0 und 90° zur ersten bzw. auch zur zweiten Projektionslinien einnehmen.

Die Justagemittel der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind nicht auf die in den Ausführungsbeispielen explizit erwähnten Mittel beschränkt, Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann beispielsweise neben der Pendellaserfunktion auch über Libellen und/oder mechanische Justagemitteln verfugen, die es ermöglichen, die Einheit beispielsweise auch senkrecht an einer Wand zu befestigen und einzujustieren.

Darüber hinaus kann auch eine elektronische Neigungssensorik im oder am Gerät vorhanden sein, die eine Justage des Gerätes beispielsweise über eine entsprechende Aktorik vorzugsweise selbsttätig ermöglicht.

Insbesondere ist die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Werkzeuggerät nicht auf die Verwendung beim Verlegen von Fliesen eingeschränkt. Vielmehr dienen die Fliesen hier lediglich als ein anschauliches Beispiel für den Einsatzbereich einer optischen Markierungsvorrichtung, die erfindungsgemäß Mittel aufweist, die eine dritte Projektionslinie erzeugen, die einen Winkel von 45° sowohl zu einer ersten optischen Projektionslinie als auch zu einer zweiten optischen Projektionslinie erzeugen.