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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Messgerät mit einem Gerätegehäuse und einer Messeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Unter dem Begriff ”Messgerät” werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung alle Geräte zusammengefasst, die eine Messeinrichtung mit optischen oder elektro-optischen Komponenten einsetzen. Beispiele für Messgeräte sind Laserdistanzmessgeräte, Punkt- und Linienlasergeräte, Rotationslasergeräte und Detektoren zum Detektieren von Objekten in Untergründen.
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Stand der Technik
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Bekannte Messgeräte umfassen ein Gerätegehäuse und eine Messeinrichtung, die innerhalb des Gerätegehäuses angeordnet ist. 1 zeigt ein als Rotationslaser ausgebildetes bekanntes Messgerät 10 bestehend aus einem Gerätegehäuse 11 und einer im Gerätegehäuse 11 angeordneten Messeinrichtung 12, die in 1 schematisch dargestellt ist. Das Gerätegehäuse 11 des Rotationslasers 10 weist ein Grundgehäuse 13, einen Rotationskopf 14 und mehrere Handgriffe 15 auf. Das Grundgehäuse 13 ist im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet und umfasst eine Grundfläche 16, eine der Grundfläche 16 gegenüber liegende Deckfläche 17 und eine die Grund- und Deckflächen 16, 17 verbindende Seitenfläche 18. Der Rotationskopf 14 umfasst ein Deckelement 21, das über mehrere, miteinander verbundene Querstege 22 mit der Deckfläche 17 des Grundgehäuses 13 verbunden ist. Die Handgriffe 15 umfassen ein Griffelement 23 sowie ein oberes Befestigungselement 24 und ein unteres Befestigungselement 25 zur Befestigung der Handgriffe 15 am Grundgehäuse 13. 1 zeigt eine Variante, bei der die Handgriffe 15 an einem oberen Ende 26 am Grundgehäuse 13 eingehängt und an einem unteren Ende 27 mit dem Grundgehäuse 13 verschraubt sind.
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Die verschiedenen Gehäuseabschnitte des Gerätegehäuses 11, die als Grundgehäuse 13, Rotationskopf 14 und Handgriffe 15 ausgebildet sind, sind aus thermoplastischen Kunststoffen hergestellt und bestehen entweder aus einem harten thermoplastischen Kunststoff oder sind in einem Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren aus einem harten, thermoplastischen und einem weichen thermoplastisch-elastomeren Kunststoff gefertigt. Das Deckelement des Rotationskopfes und die Handgriffe bestehen aus einem ersten und zweiten Material, die als harter, thermoplastischer und weicher thermoplastisch-elastomerer Kunststoff ausgebildet sind. Die bekannten Messgeräte weisen eine design- und materialbedingte mangelnde Robustheit bei Stürzen oder Stößen mit einer Fallhöhe über 1 m auf.
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Darstellung der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Entwicklung eines robusten Gerätegehäuses für ein Messgerät mit einer im Gerätegehäuse angeordneten Messeinrichtung, wobei die Messeinrichtung bei Stößen oder Stürzen aus Fallhöhen über 1 m vor Beschädigung geschützt ist. Außerdem sollen neben der Messeinrichtung das Gerätegehäuse und am Gerätegehäuse angebrachte Gerätekomponenten geschützt werden.
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Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Messgerät erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß ist das erste Material ein elastomerer oder thermoplastisch-elastomerer Kunststoff mit einer Rückprallelastizität (R) kleiner als 40% und einer Shore-A Härte kleiner als 80 und das zweite Material ein harter, thermoplastischer Kunststoff oder ein metallischer Werkstoff.
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Kunststoffe werden nach ihrem mechanischen Verhalten unter Wärmeeinfluss in thermoplastische Kunststoffe (Thermoplaste), duroplastische Kunststoffe (Duroplaste) und elastomere Kunststoffe (Elastomere) unterteilt. Thermoplaste sind unvernetzte Kunststoffe, die wiederholt formbar sind, je besser, je mehr man sie erwärmt. Ob ein Thermoplast bei Raumtemperatur hart oder weich ist, hängt von seiner Glasübergangstemperatur ab, oberhalb der Glasübergangstemperatur ist er weich und verformbar, unterhalb fest und unformbar. Bekannte thermoplastische Kunststoffe sind beispielsweise Polyolefine (PE, PP), Styrolkunststoffe (PS, ABS, SAN), Polyester (PBT, PC), Polyacetale (POM) und Polyamide (PA). Das wichtigste Verfahren zur Formgebung von thermoplastischen Kunststoffen ist das Spritzgießen. Elastomere oder Gummiwerkstoffe sind formfeste, elastisch verformbare Kunststoffe, die sich bei Zug- und Druckbelastung elastisch verformen und danach in ihre ursprüngliche, unverformte Gestalt zurückkehren. Elastomere Kunststoffe sind Kautschuke (z. B. Naturkautschuk (NR), Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Silikon-Kautschuk (LSR, RTV)) und Polyurethan(PUR)-Elastomere. Polyurethan ist ein vielseitig einsetzbarer Kunststoff, bei dem durch eine geeignete Reaktionsführung und Auswahl der Monomere Polyurethane mit unterschiedlichen Vernetzungsgraden entstehen. Engmaschig vernetztes Polyurethan ist hart und zähelastisch und zählt zu den duroplastischen Kunststoffen. Weitmaschig vernetztes Polyurethan dagegen ist weich und gummielastisch und zählt zu den elastomeren Kunststoffen. Nicht vernetztes Polyurethan hat die Eigenschaften eines thermoplastischen Kunststoffes. Durch Schäumen hergestelltes Polyurethan wird aufgrund hervorragender mechanischer und physikalischer Eigenschaften als PUR-Hartschaum im Bauwesen, aber auch als dauer-elastischer PUR-Schaum für technische Anwendungen eingesetzt. Als eine Sondergruppe der Elastomere verbinden die thermoplastischen Elastomere (TPE), z. B. auf Olefin-Basis (TPE-O), auf Styrol-Basis (TPE-S) oder auf Urethan-Basis (TPE-U), die typischen Eigenschaften von Elastomeren mit den Verarbeitungsmöglichkeiten von Thermoplasten.
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Die Rückprallelastizität (R) ist ein Kennwert von elastomeren Kunststoffen, der in der Norm DIN 53512 festgelegt ist und zur Beurteilung des Elastizitätsverhaltens bei einer Stoßbeanspruchung dient; für Kautschuk gilt die Norm ISO 4662. Zur Bestimmung der Rückprallelastizität schlägt ein definierter Pendelhammer auf einen Prüfkörper auf, das Arbeitsvermögen des Pendelhammers beträgt 0,5 J. Als Pendelhammer wird eine halbkugelförmige Hammerfinne mit einem Durchmesser von 15 mm verwendet. Die Rückprallelastizität wird aus der Auslenkung des Pendelhammers berechnet. Der Auslösewinkel beträgt 90° und die Länge des Pendelhammers 200 mm. Die Rückprallelastizität (R) wird berechnet aus dem Quotienten von Rückprallhöhe durch Anfangshöhe mal Hundert.
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Die Shore-Härte ist ein Kennwert von elastomeren Kunststoffen, der in den Normen DIN 53505 und DIN 7868 festgelegt ist. Die Messverfahren unterscheiden sich für Weich-Elastomere und Zäh-Elastomere. Bei Weich-Elastomeren wird eine Shore-A Härte bestimmt und bei Zäh-Elastomeren eine Shore-D Härte. Die Shore-A Härte wird mit einer Nadel gemessen, die eine kegelstumpfförmige Spitze mit einer Stirnfläche von 0,79 mm Durchmesser und einem Öffnungswinkel von 35° aufweist; das Auflagegewicht beträgt 1 kg und die Haltezeit 15 s. Die Shore-D Härte wird mit einer Nadel gemessen, die eine kugelförmige Spitze mit einem Radius von 0,1 mm und einem Öffnungswinkel von 30° aufweist; das Auflagegewicht beträgt 5 kg und die Haltezeit 15 s. Üblicherweise wird für die Shore-Härte eine Genauigkeit von ±5 Einheiten angenommen.
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Der Aufbau eines Gehäuseabschnittes für das Messgerät aus einem elastomeren oder thermoplastisch-elastomeren Kunststoff mit einer Rückprallelastizität kleiner als 40% und einer Shore-A Härte kleiner als 80 führt dazu, dass sich der Gehäuseabschnitt bei einem Stoß oder Sturz aus großer Fallhöhe elastisch verformen und anschließend in die unverformte Gestalt zurückkehren kann. Die Stoßenergie wird im Gerätegehäuse abgebaut und nicht auf die Messeinrichtung übertragen, so dass die Messeinrichtung vor Beschädigungen geschützt ist. Die Eigenschaften des ersten Materials sind im Hinblick auf einen hohen Energieabbau ausgewählt. Ein elastomerer oder thermoplastisch-elastomerer Kunststoff mit einer Rückprallelastizität kleiner als 40% und einer Shore-A Härte kleiner als 80 schützt die Messeinrichtung bei einem Stoß oder Sturz aus Fallhöhen grösser als 1 m vor Beschädigungen. Das zweite Material wird in den Bereichen des Gehäuseabschnittes eingesetzt, die an andere Gehäuseabschnitte des Gerätegehäuses angrenzen und mit diesen verbunden werden müssen. Der zweiteilige Aufbau des Gehäuseabschnittes mit dem als harter, thermoplastischer Kunststoff oder als metallischen Werkstoff ausgebildeten zweiten Material ermöglicht eine sichere Anbindung des Gehäuseabschnittes an die umliegenden Gehäuseabschnitte des Gerätegehäuses. Thermoplastische Kunststoffe weisen gegenüber elastomeren Kunststoffen den Vorteil auf, dass sie schweißbar sind und sich über Schraubverbindungen mit umliegenden Gehäuseabschnitten verbinden lassen.
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Bevorzugt ist der erste Teilbereich des Gehäuseabschnittes durch ein Mehrkomponenten-Verfahren mit dem zweiten Teilbereich verbunden. Mehrkomponenten-Verfahren ermöglichen es, Formteile in einem Arbeitsgang kostengünstig zu produzieren und erlauben es, durch die gezielte Kombination von Materialien und Materialeigenschaften Funktionalitäten, wie Design, Haptik, Dichtungsfunktionen oder Montagehilfen zu integrieren. Bei Polyurethan als elastomerer Kunststoff lässt sich das erste Material durch Aufschäumen mit dem zweiten Material verbinden; die Formgebung des ersten Materials und die Verbindung des ersten und zweiten Materials erfolgen in einem Verfahrensschritt durch Aufschäumen des ersten Materials.
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Besonders bevorzugt weist der zweite Teilbereich im Verbindungsbereich zum ersten Teilbereich ein elastisch biegsames Verbindungselement auf. Das Verbindungselement vergrößert die Verbindungsfläche zwischen dem ersten und zweiten Teilbereich des Gehäuseabschnittes. Je grösser die Verbindungsfläche ist, umso besser ist die Anbindung zwischen dem ersten und zweiten Teilbereich. Außerdem wirkt das Verbindungselement wie ein Federelement, das sich unter Sturz- oder Stoßeinwirkung elastisch verformen und anschließend in die ursprüngliche Gestalt zurückkehren kann.
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Bevorzugt beträgt der Volumenanteil des ersten Materials im ersten Teilbereich mindestens 40%. Durch einen Volumenanteil des elastomeren oder thermoplastisch-elastomeren Kunststoffes von mindestens 40% ist sichergestellt, dass die Stoßenergie auch für Fallhöhen grösser als 1 m vom Gerätegehäuse aufgenommen und nicht auf die Messeinrichtung übertragen wird, so dass die Messeinrichtung vor Beschädigungen geschützt ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Messgerät als Rotationslaser ausgebildet und das Gerätegehäuse umfasst mehrere Gehäuseabschnitte, wobei die Gehäuseabschnitte als Grundgehäuse, als Rotationskopf und als Handgriff ausgebildet sind. Dabei kann jeder Gehäuseabschnitt des Gerätegehäuses aus dem ersten und zweiten Material aufgebaut sein. Besonders geeignet sind bei einem Rotationslaser die Handgriffe und der Rotationskopf für den zweiteiligen Aufbau aus dem ersten und zweiten Material, da diese Gehäuseabschnitte am Gerätegehäuse hervorstehen und bei einem Sturz oder Stoß die Energie über diese Gehäuseabschnitte eingeleitet wird. Aber auch das Grundgehäuse des Rotationslasers kann einen ersten Teilbereich aus dem ersten Material aufweisen.
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Besonders bevorzugt weist der Rotationslaser mindestens drei Handgriffe auf, wobei der Rotationskopf und die Handgriffe am Grundgehäuse befestigt sind. Dabei werden die mindestens drei Handgriffe im Wesentlichen gleichmäßig um das Grundgehäuse angeordnet und mit dem Grundgehäuse verbunden. Bei einem Rotationslaser mit drei oder mehr Handgriffen kann das Grundgehäuse vor einer direkten Krafteinwirkung auf die Seitenfläche des Grundgehäuses geschützt werden. Das Gerätegehäuse trifft bei einem Sturz oder Stoß auf die hervorstehenden Handgriffe, die die Stoßenergie aufnehmen und abbauen können. Dazu werden die Anzahl der Handgriffe und die Abmessungen der Handgriffe so aufeinander abgestimmt, dass die Seitenfläche des Grundgehäuses hinter der äußersten, tangentialen Verbindungsfläche zwischen benachbarten Handgriffen liegt.
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Besonders bevorzugt umfassen die Handgriffe einen als Griffelement ausgebildeten, ersten Teilbereich aus dem ersten Material und einen als Befestigungselement zur Befestigung der Handgriffe am Grundgehäuse ausgebildeten, zweiten Teilbereich aus dem zweiten Material, wobei der Volumenanteil des ersten Teilbereichs im Handgriff mindestens 50% beträgt. Das zweite Material, das als harter, thermoplastischer Kunststoff oder als metallischer Werkstoff ausgebildet ist, wird in den Bereichen der Handgriffe eingesetzt, die an andere Gehäuseabschnitte angrenzen und mit diesen verbunden werden müssen. Das zweite Material ermöglicht eine gute Anbindung der Handgriffe an das Grundgehäuse. Der Volumenanteil des ersten Teilbereichs von mindestens 50% im Griffelement sorgt dafür, dass die Stoßenergie für Fallhöhen grösser als 1 m von den Handgriffen aufgenommen und abgebaut wird und nicht auf die Messeinrichtung übertragen wird.
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Bevorzugt beträgt der Volumenanteil des ersten Materials im ersten Teilbereich der Handgriffe mindestens 50%. Durch einen Volumenanteil des elastomeren oder thermoplastisch-elastomeren Kunststoffes von mindestens 50% ist sichergestellt, dass die Stoßenergie auch für Fallhöhen grösser als 1 m vom Gerätegehäuse aufgenommen und nicht auf die Messeinrichtung übertragen wird, so dass die Messeinrichtung vor Beschädigungen geschützt ist.
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In einer ersten Variante beträgt der Volumenanteil des ersten Materials in den ersten Teilbereichen der Handgriffe 100%. Je höher der Volumenanteil des ersten Materials im ersten Teilbereich der Handgriffe ist, umso grösser ist der durch elastische Verformung abgebaute Anteil der Stoßenergie.
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In einer zweiten, alternativen Variante sind die ersten Teilbereiche der Handgriffe aus einem weiteren Material aufgebaut, wobei das weitere Material vom ersten Material verschieden ist. Das weitere Material kann beispielsweise als elastomerer Kunststoff, als thermoplastisch-elastomerer Kunststoff, als thermoplastischer Kunststoff oder als metallischer Werkstoff ausgebildet sein. Die Auswahl des weiteren Materials in den ersten Teilbereichen der Handgriffe hängt von den Anforderungen an die Handgriffe ab.
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Besonders bevorzugt weisen die ersten Teilbereiche der Handgriffe ein elastisch biegsames Einlegeelement, das aus dem weiteren Material aufgebaut ist, auf. In das Einlegeelement im ersten Teilbereich des Handgriffes können dämpfende, versteifende oder auch prozessbedingte Funktionen integriert sein. Die Auswahl des weiteren Materials und der Form des Einlegeelementes hängt von den Anforderungen an die Handgriffe ab.
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Besonders bevorzugt umfassen die zweiten Teilbereiche der Handgriffe an einem, dem Rotationskopf zugewandten, oberen Ende ein oberes Befestigungselement und an einem, dem Rotationskopf abgewandten, unteren Ende ein unteres Befestigungselement zur Befestigung der Handgriffe am Grundgehäuse. Ein oberes und unteres Befestigungselement stellen bei einem Sturz oder Stoß eine dauerhafte Befestigung der Handgriffe am Grundgehäuse sicher.
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In einer bevorzugten Ausführung umfassen die ersten Teilbereiche der Handgriffe mindestens ein Stoßfangelement. Die Stoßfangelemente dienen dazu, bei einem Sturz oder Stoß die Stoßenergie aufzunehmen und durch elastische Verformung abzubauen. Dabei sind die Stoßfangelemente vor allem an den Bereichen der Handgriffe vorgesehen, die bei einem Sturz oder Stoß über das Grundgehäuse hervorstehen und über die die Kraft in das Gerätegehäuse eingeleitet wird. Durch die Ausgestaltung der Stoßfangelemente können die Grundfläche, die Deckfläche und die Seitenfläche des Grundgehäuses geschützt werden.
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Die ersten Teilbereiche der Handgriffe weisen besonders bevorzugt am unteren Ende ein unteres Stoßfangelement auf, wobei die unteren Stoßfangelemente der Handgriffe in einer axialen Richtung parallel zu einer Rotationsachse des Rotationslasers gegenüber dem Grundgehäuse hervorstehen. Durch die Ausbildung der unteren Stoßfangelemente am unteren Ende des Rotationslasers trifft das in Richtung der Grundfläche fallende Gerätegehäuse auf die unteren Stoßfangelemente, die die Stoßenergie aufnehmen und durch elastische Verformung abbauen. Die Grundfläche des Grundgehäuses ist bei einem Sturz oder Stoß durch die unteren Stoßfangelemente vor einer direkten Krafteinwirkung geschützt. Durch eine zusätzliche seitliche Ausbildung der unteren Stoßfangelemente kann die Seitenfläche des Grundgehäuses geschützt werden.
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Besonders bevorzugt weisen die unteren Stoßfangelemente eine Standfläche zum Positionieren des Rotationslasers in einem horizontalen Laserbetrieb in einer stehenden Anordnung auf einem Untergrund auf. Da die unteren Stoßfangelemente gegenüber der Grundfläche des Grundgehäuses hervorstehen, eignet sich die normalerweise als Standfläche vorgesehene Grundfläche nicht als Standfläche für den Rotationslaser.
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Die ersten Teilbereiche der Handgriffe weisen besonders bevorzugt am oberen Ende ein oberes Stoßfangelement auf. Durch die Ausbildung der oberen Stoßfangelemente am oberen Ende der Handgriffe können die Seitenfläche des Grundgehäuses und der Rotationskopf geschützt werden. Besonders wirkungsvoll ist die Schutzwirkung der oberen Stoßfangelemente im Zusammenwirken mit den Stoßfangelementen am Rotationskopf und den unteren Stoßfangelementen der Handgriffe. Eine seitliche Ausrichtung der oberen Stoßfangelemente schützt die Seitenfläche des Grundgehäuses, während eine zum Rotationskopf gerichtete Ausrichtung den Rotationskopf schützt. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Ausdehnung der oberen Stoßfangelemente zum Rotationskopf hin dadurch begrenzt ist, dass der um die Rotationsachse rotierende Laserstrahl durch die oberen Stoßfangelemente nicht unterbrochen werden soll.
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Bevorzugt weisen die ersten Teilbereiche von mindestens zwei der Handgriffe des Rotationslasers integrierte Auflageelemente zum Positionieren des Rotationslasers in einem vertikalen Laserbetrieb in einer liegenden Anordnung auf einem Untergrund auf.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Rotationskopf einen als Deckelement ausgebildeten ersten Teilbereich aus dem ersten Material und einen, mehrere Querstege umfassenden, zweiten Teilbereich aus dem zweiten Material, wobei der Volumenanteil des ersten Teilbereichs mindestens 50% beträgt. Der Volumenanteil des ersten Teilbereichs von mindestens 50% im Rotationskopf sorgt dafür, dass die Stoßenergie für Fallhöhen grösser als 1 m bei einem Sturz auf den Rotationskopf vom Gerätegehäuse aufgenommen und abgebaut wird und nicht auf die Messeinrichtung übertragen wird.
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Besonders bevorzugt beträgt der Volumenanteil des ersten Materials im ersten Teilbereich des Rotationskopfes mindestens 50%. Durch einen Volumenanteil des elastomeren oder thermoplastisch-elastomeren Kunststoffes von mindestens 50% ist sichergestellt, dass die Stoßenergie auch für Fallhöhen grösser als 1 m vom Rotationskopf aufgenommen und nicht auf die Messeinrichtung übertragen wird, so dass die Messeinrichtung vor Beschädigungen geschützt ist.
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In einer ersten Variante beträgt der Volumenanteil des ersten Materials im ersten Teilbereich des Rotationskopfes 100%. Je höher der Volumenanteil des ersten Materials im ersten Teilbereich des Rotationskopfes ist, umso grösser ist der durch elastische Verformung abgebaute Anteil der Stoßenergie.
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In einer zweiten, alternativen Variante ist der erste Teilbereich des Rotationskopfes aus einem weiteren Material aufgebaut, wobei das weitere Material vom ersten Material verschieden ist. Das weitere Material kann beispielsweise als elastomerer Kunststoff, als thermoplastisch-elastomerer Kunststoff, als thermoplastischer Kunststoff oder als metallischer Werkstoff ausgebildet sein. Die Auswahl des weiteren Materials hängt von den Anforderungen an den Rotationskopf ab.
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Besonders bevorzugt der erste Teilbereich des Rotationskopfes ein elastisch biegsames Einlegeelement, das zumindest teilweise aus dem weiteren Material aufgebaut ist, auf. In das Einlegeelement im ersten Teilbereich des Rotationskopfes können dämpfende, versteifende oder auch prozessbedingte Funktionen integriert sein. Die Auswahl des weiteren Materials und der Form des Einlegeelementes hängt von den Anforderungen an den Rotationskopf ab.
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Besonders bevorzugt umfasst der erste Teilbereich des Rotationskopfes mindestens ein Stoßfangelement. Durch die Ausbildung von Stoßfangelementen am Rotationskopf trifft das Gerätegehäuse bei einem Sturz oder Stoß auf die Stoßfangelemente, die die Stoßenergie aufnehmen und durch elastische Verformung abbauen. Das Deckelement und die Querstege des Rotationskopfes sind bei einem Sturz oder Stoß durch die Stoßfangelemente vor einer zu großen direkten Krafteinwirkung geschützt. Besonders wirkungsvoll ist die Schutzwirkung der Stoßfangelemente am Rotationskopf im Zusammenwirken mit den oberen Stoßfangelementen der Handgriffe.
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Besonders bevorzugt entspricht die Anzahl der Stoßfangelemente des Rotationskopfes der Anzahl der Handgriffe. Dabei werden die Formen und die Ausrichtung der Stoßfangelemente des Rotationskopfes und der oberen Stoßfangelemente der Handgriffe aufeinander abgestimmt, da die Schutzwirkung der Stoßfangelemente des Rotationskopfes im Zusammenwirken mit den oberen Stoßfangelementen der Handgriffe besonders wirkungsvoll ist.
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Die äußeren Oberflächen der Griffelemente und der Stoßfangelemente, die bei einem Sturz oder Stoß des Rotationslasers auf ein Hindernis oder einen Untergrund auftreffen, schließen besonders bevorzugt jeweils einen stumpfen Winkel zwischen 90° und 180° ein. Durch diese Ausgestaltung der äußeren Oberflächen kann der Rotationslaser bei einem Sturz oder Stoß auf dem Untergrund abrollen und dadurch einen Teil der Stoßenergie abbauen.
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Ausführungsbeispiele
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese soll die Ausführungsbeispiele nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematischer und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, der Zeichnung sowie den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln für sich als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsform oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei gegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet.
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Es zeigen:
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1 ein als Rotationslaser ausgebildetes bekanntes Messgerät mit einem Gerätegehäuse bestehend aus einem Grundgehäuse, einem Rotationskopf und mehreren Handgriffen;
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2 ein erfindungsgemäßes Messgerät in Form eines Rotationslasers mit einem Gerätegehäuse bestehend aus einem Grundgehäuse, einem Rotationskopf und mehreren Handgriffen, wobei der Rotationskopf und die Handgriffe mehrteilig aus einem elastomeren und einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt sind;
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3A, B den Aufbau der Handgriffe des Rotationslasers der 2 in einer dreidimensionalen Ansicht (3A) und in einem Schnitt durch den Handgriff parallel zur Rotationsachse des Rotationslasers (3B);
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4 den Aufbau des Rotationskopfes des Rotationslasers der 2 in einer Ansicht von oben; und
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5 eine alternative Ausführungsform der Handgriffe für den Rotationslaser der 2.
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2 zeigt ein erfindungsgemäßes Messgerät 30, das als Rotationslaser ausgebildet ist. Der Rotationslaser 30 umfasst ein Gerätegehäuse 31 und eine innerhalb des Gerätegehäuses 31 angeordnete Messeinrichtung 32, die in 2 schematisch dargestellt ist. Die Messeinrichtung 32 erzeugt in einer Strahlquelle einen Laserstrahl, der auf eine rotierende Umlenkoptik 33 trifft. Der Laserstrahl tritt in einer axialen Richtung aus der Strahlquelle aus und wird von der Umlenkoptik 33 um 90° in eine radiale Richtung umgelenkt. Die Umlenkoptik 33 rotiert um eine Rotationsachse 34, die parallel zur axialen Richtung des ausgesandten Laserstrahls verläuft.
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Das Gerätegehäuse 31 des Rotationslasers 30 umfasst ein Grundgehäuse 35, einen Rotationskopf 36 und mehrere Handgriffe 37. 2 zeigt ein Gerätegehäuse 31 mit vier identisch ausgebildeten Handgriffen 37, die gleichmäßig um das Grundgehäuse 35 herum angeordnet sind. Alternativ kann das Gerätegehäuse 31 einen, zwei, drei oder mehr als vier Handgriffe 37 aufweisen und/oder die Handgriffe können unterschiedlich ausgebildet sein. Bei einem Gerätegehäuse 31 mit mindestens drei Handgriffen 37 können die Handgriffe 37 mit einer Standfläche zum Positionieren des Rotationslasers 30 in einer stehenden Anordnung auf einem Untergrund versehen werden.
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Das Grundgehäuse 35 besteht aus einer Grundfläche 38, einer der Grundfläche 38 gegenüber liegenden Deckfläche 39 und einer die Grund- und Deckfläche 38, 39 verbindenden Seitenfläche 41. Der Rotationskopf 36 ist an der Deckfläche 39 mit dem Grundgehäuse 35 verbunden und die Handgriffe 37 sind an einem, dem Rotationskopf 36 zugewandten, oberen Ende 42 und an einem, dem oberen Ende 42 abgewandten, unteren Ende 43 am Grundgehäuse 35 befestigt.
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Der Handgriff 37 umfasst ein Griffelement 45 zum Fassen des Rotationslasers 30 sowie ein oberes Befestigungselement 46 und ein unteres Befestigungselement 47 zur Befestigung des Handgriffes 37 am Grundgehäuse 35. Der Handgriff 37 umfasst zusätzlich am oberen Ende 42 ein oberes Stoßfangelement 48 und am unteren Ende 43 ein unteres Stoßfangelement 49. Die Stoßfangelemente 48, 49 verbessern die Energieaufnahme und den Energieabbau im Handgriff 37 bei einem Sturz oder Stoß. Die unteren Stoßfangelemente 49 weisen jeweils eine Standfläche 51 auf und der Rotationslaser 30 wird im horizontalen Laserbetrieb mittels der Standflächen 51 in einer stehenden Anordnung auf einem Untergrund positioniert. Durch die Ausbildung der unteren Stoßfangelemente 49 am unteren Ende 43 der Handgriffe 37 trifft das Gerätegehäuse 31 bei einem Sturz oder Stoß in Richtung der Grundfläche 38 auf die unteren Stoßfangelemente 49, die die Stoßenergie aufnehmen und abbauen. Die Grundfläche 38 des Grundgehäuses 35 ist bei einem Sturz oder Stoß durch die unteren Stoßfangelemente 49 vor einer direkten Krafteinwirkung geschützt.
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Der Rotationskopf 36 schützt die Umlenkoptik 33 und umfasst ein Deckelement 52 und mehrere, miteinander verbundene Querstege 53, die den Rotationskopf 36 an der Deckfläche 39 des Grundgehäuses 35 befestigen. Die Querstege 53 sind möglichst schmal ausgebildet, um den rotierenden Laserstrahl möglichst wenig zu unterbrechen. Am Deckelement 52 sind mehrere Stoßfangelemente 54 vorgesehen, die sowohl in axialer Richtung parallel zur Rotationsachse 34 als auch parallel zur Laserebene senkrecht zur Rotationsachse 34 gegenüber dem Deckelement 52 hervorstehen. Durch die Ausbildung der Stoßfangelemente 54 am Deckelement 52 trifft das Gerätegehäuse 31 bei einem Sturz oder Stoß auf die Stoßfangelemente 54, die die Stoßenergie aufnehmen und abbauen. Das Deckelement 52 und die Querstege 53 des Rotationskopfes 36 sind bei einem Sturz oder Stoß durch die Stoßfangelemente 54 vor einer zu großen direkten Krafteinwirkung geschützt.
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Die Form der Griffelemente 45 und der Stoßfangelemente 48, 49, 54 ist im Hinblick auf einen hohen Energieabbau ausgewählt. Die Oberflächen der Griffelemente 45 und der Stoßfangelemente 48, 49, 54, die bei einem Sturz oder Stoß auf ein Hindernis oder einen Untergrund auftreffen, schließen jeweils einen stumpfen Winkel zwischen 90° und 180° ein. Durch diese Ausgestaltung der Oberflächen kann der Rotationslaser bei einem Sturz oder Stoß auf dem Untergrund abrollen und dadurch einen Teil der Stoßenergie abbauen. Zusätzlich sind die Griffelemente 45 und die Stoßfangelemente 48, 49, 54 aus einem elastischen, energieabsorbierenden, Kunststoff hergestellt und bauen zusätzlich Stoßenergie durch elastische Verformung ab.
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3A, B zeigen den Aufbau der Handgriffe 37 des Rotationslasers 30 der 2 im Detail, wobei 3A den Handgriff 37 in einer dreidimensionalen Ansicht und 3B in einem Schnitt durch den Handgriff 37 parallel zur Rotationsachse 34 des Rotationslasers 30 in 2 zeigt.
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Das Griffelement 45, das obere Stoßfangelement 48 und das untere Stoßfangelement 49 bilden einen ersten Teilbereich 61 des Handgriffes 37. Der erste Teilbereich 61 ist aus einem als elastomeren Kunststoff ausgebildeten ersten Material 62 mit einer Rückprallelastizität kleiner als 40% und einer Shore-A Härte kleiner als 80 gefertigt. Die Eigenschaften des elastomeren Kunststoffs 62 für den ersten Teilbereich 61 sind zum einen im Hinblick auf einen hohen Energieabbau bei einem Sturz oder einem Stoß ausgewählt und zum anderen soll das Griffelement 45 eine ausreichende Stabilität aufweisen, um den Rotationslaser 30 an den Handgriffen 37 fassen zu können. Als elastomere Kunststoffe für den ersten Teilbereich eignen sich PUR-Elastomere, auch in geschäumter Form, Kautschuke und thermoplastische Elastomere. Am Griffelement 45 sind Auflageelemente 63 vorgesehen, mit denen der Rotationslaser 30 im vertikalen Laserbetrieb in einer liegenden Anordnung auf einem Untergrund positioniert werden kann.
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Das obere und untere Befestigungselement 46, 47 bilden einen zweiten Teilbereich 64 des Handgriffes 37. Der zweite Teilbereich 64 ist aus einem als thermoplastischer Kunststoff ausgebildeten zweiten Material 65 gefertigt und beispielsweise in einem Spritzgussverfahren hergestellt. Die Herstellung des ersten Teilbereichs 61 mit dem Griffelement 45, den Stoßfangelementen 48, 49 und den Auflageelementen 63 sowie die Verbindung des ersten Teilbereichs 61 zum zweiten Teilbereich 64 mit dem oberen und unteren Befestigungselement 46, 47 erfolgen in einem Mehrkomponenten-Verfahren.
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Die oberen und unteren Befestigungselemente 46, 47 weisen im Verbindungsbereich zum Griffelement 45 jeweils ein elastisch biegsames Verbindungselement 66, 67 auf, das die Verbindungsfläche zwischen dem ersten und zweiten Teilbereich 61, 64 vergrößert. Je grösser die Verbindungsfläche zwischen den Teilbereichen 61, 64 ist, umso besser ist die Anbindung. Außerdem wirkt das Verbindungselement 66, 67 wie ein Federelement, das sich elastisch verformt und anschließend in die ursprüngliche Gestalt zurückkehrt. Neben den in 3B gezeigten Verbindungselementen in Form einer Tannenbaumstruktur 66, 67 können sämtliche Formen verwendet werden, die die Verbindungsfläche vergrößern.
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Das zweite Material 65 ist als thermoplastischer Kunststoff ausgebildet und wird in den Bereichen der Handgriffe 37 eingesetzt, die an andere Gehäuseabschnitte angrenzen und mit diesen verbunden werden müssen. Der harte, thermoplastische Kunststoff 65 ermöglicht eine gute Anbindung der Handgriffe 37 an das Grundgehäuse 35. Thermoplastische Kunststoffe weisen gegenüber elastomeren Kunststoffen den Vorteil auf, dass sie schweißbar sind und sich über Schraubverbindungen mit umliegenden Gehäuseabschnitten dauerhaft verbinden lassen.
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4 zeigt den Aufbau des Rotationskopfes 36 des Rotationslasers 30 der 2 im Detail in einer Ansicht von oben. Der Rotationskopf 36 besteht aus dem Deckelement 52, mehreren Querstegen 53 und mehreren Stoßfangelementen 54.
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Das Deckelement 52 weist an einer der Umlenkoptik 33 abgewandten Oberseite die Stoßfangelemente 54 auf, die in axialer Richtung parallel zur Rotationsachse 34 und parallel zur Laserebene senkrecht zur Rotationsachse 34 gegenüber dem Deckelement 52 hervorstehen. Außerdem stehen die Stoßfangelemente 54 in der Laserebene senkrecht zur Rotationsachse 34 gegenüber dem Grundgehäuse 35 vor. Durch die Ausbildung der Stoßfangelemente 54 am Deckelement 52 trifft das Gerätegehäuse 31 bei einem Sturz oder Stoß auf die Stoßfangelemente 54, die die Stoßenergie aufnehmen und abbauen. Das Deckelement 52, die Querstege 53 und die Umlenkoptik 33 des Rotationskopfes 36 sind bei einem Sturz oder Stoß durch die Stoßfangelemente 54 vor einer zu großen direkten Krafteinwirkung geschützt.
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Das Deckelement 52 und die Stoßfangelemente 54 bilden einen ersten Teilbereich 71 des Rotationskopfes 36. Der erste Teilbereich 71 ist aus einem ersten Material 72, das als elastomerer Kunststoff mit einer Rückprallelastizität kleiner als 40% und einer Shore-A Härte kleiner als 80 ausgebildet ist, gefertigt. Die miteinander verbundenen Querstege 53 bilden einen zweiten Teilbereich 73 des Rotationskopfes 36. Der zweite Teilbereich 73 ist aus einem zweiten Material 74, das als thermoplastischer Kunststoff ausgebildet ist, gefertigt.
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5 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Handgriffes 81 für den Rotationslaser 30 der 2. Der Handgriff 81 ersetzt beim Rotationslaser 30 die Handgriffe 37. Der Handgriff 81 umfasst ein Griffelement 82, ein oberes Befestigungselement 83, ein unteres Befestigungselement 84, ein oberes Stoßfangelement 85 und ein unteres Stoßfangelement 86.
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Das Griffelement 82, das obere Stoßfangelement 85 und das untere Stoßfangelement 86 bilden einen ersten Teilbereich 87 des Handgriffes 81. Der erste Teilbereich 87 ist aus einem ersten Material 88, das als elastomerer Kunststoff mit einer Rückprallelastizität kleiner als 40% und einer Shore-A Härte kleiner als 80 ausgebildet ist, und einem weiteren Material 89 hergestellt. Dabei besteht der erste Teilbereich 87 zu einem Volumenanteil von mindestens 50% aus dem ersten Material 88. In das erste Material 88 ist ein Einlegeelement 91 eingebettet, das aus dem weiteren Material 89 besteht und zusätzliche dämpfende, versteifende oder auch prozessbedingte Funktionen haben kann. Das obere und untere Befestigungselement 83, 84 bilden einen zweiten Teilbereich 92, der aus einem als thermoplastischer Kunststoff ausgebildeten zweiten Material 93 gefertigt ist. Der zweite Teilbereich 92 und das Einlegeelement 91 können aus dem gleichen thermoplastischen Kunststoff ausgebildet sein. Alternativ kann das weitere Material 89, aus dem das Einlegeelement 91 hergestellt ist, ein vom ersten Material 88 verschiedener, elastomerer Kunststoff oder ein vom zweiten Material 93 verschiedener, thermoplastischer Kunststoff sein.
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5 zeigt einen Handgriff 81, bei dem das Einlegeelement 91 teilweise an der Oberfläche des Handgriffes 81 sichtbar ist und als Designelement ausgestaltet werden kann, beispielsweise durch unterschiedliche Farben der Materialien 88, 89. Alternativ kann das Einlegeelement im Handgriff 81 angeordnet und vollständig von dem elastomeren Kunststoff 88 umgeben sein. Außerdem können das Einlegeelement im Griffelement und die Befestigungselemente einteilig hergestellt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Norm DIN 53512 [0009]
- Norm ISO 4662 [0009]
- Normen DIN 53505 [0010]
- DIN 7868 [0010]