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Rotationslaser

Um die Höhe und somit die Ausrichtung eines Objektes zu bestimmen gibt es sehr viele Möglichkeiten. Über die Jahrhunderte hinweg waren es vor allem manuelle Messungen, die hier zum Erfolg geführt haben.

Doch in einem Zeitalter, in dem die Technik soweit fortgeschritten ist, dass absolut exakte Werte erzeugt werden müssen, sich auch Abweichungen von wenigen Zentimetern schon zu viel. Zudem diesem Zweck gibt es den Rotationslaser. Er ermöglicht das Vermessen von Höhen und dies nicht nur in einer Ebene, sondern bei bestimmten Modelle auch in einem 360 Grad Umkreis.

Doch wie kann ein solcher Laser im privaten Umfeld genutzt werden und was muss dabei alles beachtet werden? Was ist ein Rotationslaser mit selbstnivellierender Ausrichtung? Fragen, die besonders bei Heimwerken im Raum stehen, wenn sie denn einmal ein solches Gerät benötigen.

Was ist ein Rotationslaser?

Ein Rotationslaser ist ein Gerät, mit dem rationell die Höhe von Objekten bestimmt werden kann. Doch warum rationell? Weil der Rotationslaser immer die tatsächlichen Werte erfasst, ausgehend von einer statischen Position, von welcher aus der Laser im Vorfeld eingemessen wurde.

Grundsätzlich kommt bei diesem Gerät daher ein Stativ zum Einsatz, wenngleich auch die Möglichkeit bestehen würde, ihn auf einer festen und ebenen Oberfläche zu postieren. Im privaten Gebrauch mag dies öfter der Fall sein, allerdings gibt es gute Gründe, warum auch hier lieber auf eine ordentliche Verankerung gesetzt werden sollte. Diese werden später noch genau besprochen.

Der Laser erschafft eine virtuelle horizontale Ebene, an welcher die Höhe von Objekten ausgerichtet werden kann. Dies geschieht entweder über eine sichtbare Linie, die dann an Nivelliertafeln abgelesen werden kann, oder aber er arbeitet mittels eines fotoelektrischen Detektors, der den Laserstrahl erfasst und ein Signal ausgibt, wenn dieser die richtige Höhe erreicht hat.

Auf diese Weise können sehr schnell alle Objekte innerhalb des Einzugsbereiches des Lasers, in die gleiche Ebenenausrichtung gebracht werden.

Das Prinzip dahinter

Hinter dem Rotationslaser verbirgt sich das gleiche Prinzip, dass auch bei anderen Linienlasern angewendet wird. In ihm ist lediglich ein sogenanntes Pentagonprisma verbaut. Durch dieses wird der Laserstrahl um einen Winkel von 90 Grad abgelenkt, wobei die Eigenrotation des Prismas die bereits erwähnte horizontale Linie ergibt.

Diese Rotation des Prismas gab dem Gerät dann auch seinen Namen, obwohl hier fälschlicherweise des Öfteren behauptet wird, dass der Name von der frei drehbaren Aufhängung auf dem Stativ abgeleitet ist.

Da aber auch andere Laserarten auf ein Solches montiert werden können, müssten alle diese Versionen unter dem entsprechenden Terminus zusammengefasst werden, was aber bereits aus funktionstechnischer Sicht nicht möglich ist.

Die kleinen und großen Probleme

Rotationslaser bringen aber auch einige Probleme mit sich. Wie bereits erwähnt, sollten sie niemals ohne Stativ genutzt werden. Dabei gibt es hier spezielle Modelle, die über eine Art Federung im Haltekopf verfügen. Diese dient dazu, Vibrationen aus der Umgebung auszugleichen, denn für diese sind die Laser besonders anfällig.

Die Vibrationen verändern die Ausrichtung der horizontalen Ebene, sodass es hier zu Abweichungen kommen kann. Diese mögen nicht groß erscheinen, genügen aber, um eine gewisse Distanz eine Abweichung zu schaffen, die jedes Bauprojekt scheitern lassen kann.

Auch Luftturbulenzen und Refraktion können eine Auswirkung auf den Laser haben. Besonders wenn die Luft eine hohe Feuchtigkeit aufweist, kann es hier zu Verzerrungen kommen. Diese bringen die Linie ebenfalls aus dem Gleichgewicht, da der gleiche Effekt auftritt, der auch bei einer Fata Morgana zu beobachten ist.

Die Verzerrungen können sich dabei so stark auswirken, dass die Abweichungen auf allen Seiten mehrere Zentimeter betragen können. Dies ist besonders bei 360 Grad Lasern ein Problem. Werden die Abweichungen bemerkt, ist es für eine Korrektur häufig schon zu spät.

Die störanfällig der Laser wird um so stärker, je größer die Entfernung wird. Da die Laser auch auf Reichweiten von bis zu 100 Metern genutzt werden können, kann beim Auftreten der genannten Effekte, am Messpunkt eine Abweichung von bis zu 3 Zentimetern entstehen.

Interne Ausgleichsysteme

Laser der höheren Preisklassen – hierzu zählen auch viele Modelle bei den 360 Grad Lasern – verfügen daher über interne Ausgleichsysteme. Diese passen durch eine optische Erkennung oder durch eine Detektion der Erschütterungen, die Ausrichtung der Laser automatisch an und gleichen die Bewegungen und Interferenzen aus.

Allerdings kann dies auch nur in einem gewissen Rahmen geschehen. Steigern sich die Effekte zu sehr – wenn sich zum Beispiel eine viel von LKW befahrene Straße in der Nähe befindet und der Untergrund die Vibrationen besonders gut leitet – können auch die automatischen Justierungssysteme nicht mehr helfen.

Wer öfter mit einem solchen Laser arbeitet, der sollte aber schon Ausschau nach entsprechenden Modellen halten. Auch Rotationslaser mit selbstnivellierender Ausrichtung profitieren von einer entsprechenden Unterstützung.

Genauigkeit der Messung

Doch welche Genauigkeit können die Laser erreichen, wenn für ihren Einsatz hervorragende Bedingungen vorherrschen? Diese Frage kann nicht pauschal beantwortet werden denn sie hängt davon ab, um welche Bauart es sich handelt und, für welchen Einsatzzweck das Gerät konzipiert wurde.

Aber auch das Preisniveau spielt hier eine bedeutende Rolle, besonders dann, wenn es sich um Systeme für den privaten Einsatz handelt. Rotationslaser können dabei in zwei verschiedene Gruppen unterteilt werden.

Laser für den Baubereich

Laser für den Baubereich zeichnen sich vor allem durch sehr robuste Stative aus. Diese beinhalten meistens eine Feinjustierung, um Unebenheiten der Oberfläche auszugleichen. Zudem kommen sie mit einer integrierten Wasserwaage daher, sodass eine genaue Ausrichtung erfolgen kann.

Dieser Prozess wird als automatische Feinhorizontierung bezeichnet, welche in der Regel aber auch bei allen anderen Modellen vorhanden ist. Sie besitzen zudem die besagte Schwingungsdämpfung, um Abweichungen durch Erschütterungen zu reduzieren.

Baulaser lassen sich zudem meist über eine Fernbedienung ansteuern, sodass sehr feine Einstellungen vorgenommen werden können. Dabei arbeiten die meisten Systeme völlig selbstständig, denn in ihnen ist die notwendige Technik implentiert, um auf Veränderungen in der Umgebung entsprechend reagieren zu können.

Hierzu gehört auch eine entsprechende Optik, die Verzerrungen, der Luft wahrnehmen und zur Korrektur des Lasers kompensieren kann. Hinzu kommen Neigungskompensatoren die eine Selbstnivellierung erlauben und eine absolute lotrechte Ausrichtung des Lasers zur Gravitation erlauben.

Der Genauigkeit der Messung liegt hier in einem Bereich zwischen 5 und 10 Millimetern auf eine Entfernung von 100 Metern. Durch spezielle Vorschaltoptiken, die im privaten Bereich meist nicht zu haben sind, lässt sich diese auf bis zu 1 oder 2 Millimeter verbessern. Dies ist dann der Fall, wenn bei Großbauten eine absolut genaue Ausrichtung erforderlich ist.

Laser für den Maschinen- und Anlagenbau

Laser für den Maschinen- und Anlagenbau zeichnen sich durch die gleichen Eigenschaften aus. Allerdings wird hier besonderer Wert auf eine genaue Nivellierung gelegt. Das System ist so genau, dass die Abweichung in der Horizontalen gegenüber dem Verlauf der Gravitationskraft nicht mehr als 0,015 Prozent beträgt.

Diese Abweichung ist in der Regel nicht mehr messbar und sorgt für eine perfekte Waage der Ebene. Hinzu kommen spezielle Schwingungsdämpfer, die die Kraft der Vibrationen auf ein Minimum reduzieren.

Umlenkprismen tragen dabei dazu bei, dass abweichende Werte zusätzlich zu den vorhandenen Kompensationssystemen ausgeglichen werden. Dies alles schafft eine extreme Genauigkeit, denn im Bereich des Maschinenbaus können nur minimale Abweichungen toleriert werden.

Diese liegen hier grade einmal bei 0,1 bis 0,001 Millimetern. Dies stellt einen perfekten Höhenausgleich dar, der zugebener Maßen bei diesen Lasern aber auch nur unter Idealbedingungen erreicht wird. In der Realität liegen die Werte aber immer noch bei unfassbaren 0,025 Millimetern.

Das Preisniveau

Das Preisniveau unterscheidet die Genauigkeit vor allem bei Lasern, die für den Massenmarkt gemacht wurden. Unter diese Kategorie fallen vor allem die Baulaser, denn diese sind es, die auch im heimischen Bereich zur Anwendung kommen.

Im unteren Preissegment sieht da leider mit der Genauigkeit nicht so gut aus. Zwar erfüllen die Laser alle Ansprüche an die Technik, doch grade an jenen Punkten, die für die Genauigkeit der Messung verantwortlich sind, wurde gespart. So erreichen kostengünstige Modelle mangels einer ausgereiften Justierungstechnologie nur Werte um die 10 bis 15 Millimeter auf 100 Meter.

Wer den Laser allerdings nur in der Wohnung oder einem relativ begrenzten Umfeld einsetzt, der kann hier auch auf Genauigkeiten von bis zu 3 Millimetern kommen. Diese ergeben sich in einem Umkreis von rund 15 bis 20 Metern um das Gerät. Für eine umfassende Bauplanung reicht dies allerdings nicht aus.

Mittelklassegeräte sehen da schon deutlich besser aus. Sie verfügen in der Regel über eine gute Horizontierung und auch Funktionen wie Schwingungsdämpfer und Neigungskompensatoren sind in der Regel vorhanden. Hier muss aber die Voraussetzung erfüllt sein, dass vom Hersteller auch ein entsprechendes Stativ geliefert wurde.

Ist dies der Fall, dann können diese Modelle auf eine Entfernung von 100 Metern durchaus die bereits erwähnte Genauigkeit von 5 bis 10 Millimetern erreichen. Im näheren Umfeld des Gerätes liegt der Wert dann deutlich unter 1, sodass hier sehr präzise Arbeiten möglich sind.

In der Königsklasse der Rotationslaser ist das Wort “ungenau” nicht einmal bekannt. Sie alle liegen im definierten Bereich und viele Hochpreismodelle kommen sogar über die Vorgaben hinaus.

Die Frage ist allerdings, ob man dies im privaten Bereich wirklich benötigt? Die Antwort lautet wohl eher nicht, denn niemand wird derart präzise Arbeiten durchführen. Wer eine Reihe von Pfählen setzen möchte, der schleift nicht noch den letzten Millimeter von der Oberfläche ab, nur damit dieser dem Niveau des Lasers entspricht.

Rotationslaser mit selbstnivellierender Ausrichtung

Rotationslaser mit selbstnivellierender Ausrichtung sind im Grunde nichts Besonderes. Der Begriff Nivellierung bedeutet hier nichts weiter, als dass sich der künstlich geschaffene Horizont selbstständig, absolut lotrecht zum Verlauf der Gravitation ausrichtet.

Daher sind Rotationslaser mit selbstnivellierender Ausrichtung auch bei Laien und Heimwerken sehr beliebt, denn die Modelle ersparen den Kauf eines Nivellierungstellers oder entsprechender Tafeln, um eine Einmessung durchzuführen. Diese nimmt per Hand auch sehr viel zeit in Anspruch.

Rotationslaser mit selbstnivellierender Ausrichtung sind auch bei den günstigen Varianten zu finden und sie funktionieren erstaunlich gut. Die Abweichungen betragen hier weniger als 0,5 Prozent, sodass es im Grunde keinen Unterschied zu den teuren Modellen gibt.

Rotationslaser mit selbstnivellierender Ausrichtung verfügen zu diesem Zweck über mehrere Lagerungseinheiten, die an ein Gyroskop gekoppelt sind. Hierdurch können die Lage des Gerätes und der Verlauf der Schwerkraft exakt erfasst werden.

Eine Voraussetzung dafür, dass Rotationslaser mit selbstnivelierender Ausrichtung korrekt arbeiten ist aber, dass der Boden eben oder aber die Ausrichtung des Gerätes selbst, soweit wie möglich der Waage entspricht. Hierzu verfügen die unterschiedlichen Modelle über integrierte Libellen, die auch von außen abgelesen werden können.

Auf diese Weise kann geprüft werden, ob der Laser sich tatsächlich in der Waage befindet. Ein Rotationslaser mit selbstnivellierender Ausrichtung sollte heute zum Standard gehören. Modelle ohne diese Eigenschaft können daher nicht zum Kauf empfohlen werden.

360 Grad Laser

360 Grad Laser sind eine spezielle Art der Rotationslaser. Diese Modelle sorgen im ganzen Umkreis um das Gerät für einen künstlichen Horizont. Somit können Höhen und Ausrichtungen sofort auf einer größeren Fläche durchgeführt werden.

360 Grad Laser werden vor allem dann eingesetzt, wenn zum Beispiel Pfeiler in das Fundament eines Gebäudes eingelassen werden sollen. Da diese Basisstrukturen alle die gleiche Höhe haben müssen, kann mit einem 360 Grad Laser hier über eine gewaltige Fläche eine gleichzeitige Anpassung durchgeführt werden.

360 Grad Laser unterscheiden sich in ihrem grundsätzlichen Aufbau nicht von anderen Rotationslasern. Ihr Laserkanal ist allerdings so beschaffen, dass durch das Prisma der Strahl in alle Richtungen abgeben werden kann. Dabei blenden viele 360 Grad Laser nun zusätzlich eine vertikale Hilfslinie ein.

Besonders gute Modelle stellen diese auch in einer 360 Grad Bahn dar, sodass man sich quasi im inneren einer Kugel befindet. Dies erlaubt genaue Vermessungsarbeiten, die bis auf wenige Millimeter korrekt ausfallen.

360 Grad Laser benötigen für ihre Funktion stets ein Stativ, denn eine genaue Ausrichtung kann nur erreicht werden, wenn diese einen festen Stand haben. Ähnlich wie Rotationslaser mit selbstnivelliernder Ausrichtung, passen sie sich selbst der horizontalen Linie an, wobei auch die vertikale Linie nach diesen Kriterien justiert wird.

Der 360 Grad Laser versucht dabei, einen genauen 90 Grad Winkel an den Schnittpunkten beider Achsen herzustellen, um eine exakte Messung zu ermöglichen.

Anwendungsbereiche

Ob Rotationslaser mit selbstnivellierender Ausrichtung oder 360 Grad Laser, es stellt sich immer wieder Frage, wo die Geräte denn nun angewendet werden können. Die Laser kommen überall dort zum Einsatz, wo eine absolut gleichmäßige Ausrichtung der Höhe erforderlich ist.

Dies kann auf Baustellen aber auch im privaten Bereich der Fall sein, wenn hier zum Beispiel Mauen in Räumen neu eingezogen werden sollen, wobei aber Öffnungen geschaffen werden müssen, die nur eine bestimmte Höhe aufweisen. Ein gutes Beispiel ist dabei das Einrammen von Pfählen, die alle in der gleichen Höhe aus dem Boden ragen müssen.

Einige Modelle können auch für den Anlagenbau genutzt werden. Allerdings sind diese kaum für den privaten Bereich gedacht, denn erstens sind ihre Anschaffungspreise viel zu hoch und zweitens erfüllen sie in einem privaten Umfeld keinerlei Sinn.

Genauigkeiten dieser Größenordnung werden hier einfach nicht benötigt, sodass ein Kauf sich nicht sonderlich lohnt, wenn das Gerät zudem nur einmal verwendet und dann nie wieder genutzt wird.

Rotationslaser mit selbstnivellierender Ausrichtung gibt es auch in den unteren Preiskategorien. In Räumen erreichen diese Geräte auf kurzen Strecken die gleichen Genauigkeitswerte wie ihre teuren Verwandten. Daher kann für den Heimgebrauch auch auf diese zurückgegriffen werden.

Wer allerdings Messungen im Außenbereich durchführen möchte, der sollte schon auf ein Modell aus der Mittelklasse setzen.