Zum Thema Laser- und Vermessunsgtechnik: Nivelliergeräte

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Zum Thema Laser- und Vermessunsgtechnik: Nivelliergeräte

Laser- und Vermessungstechnik gewinnt zunehmend an Bedeutung

In der heutigen Zeit muss in vielen Branchen immer genauer und präziser gearbeitet werden. Das liegt unter anderem daran, dass an einem Produkt oder auf einer Baustelle viele Menschen arbeiten, die zum Teil aus verschiedenen Fachrichtungen kommen und an den unterschiedlichsten Stellen am Werke sind. Sie haben jedoch alle ein gemeinsames Ziel vor Augen. Letzten Endes wollen alle Beteiligten mit optimalen Teil- und Endergebnissen aufwarten. Damit dies gelingt, müssen alle Beteiligten perfekt miteinander harmonieren. Neben der richtigen Koordination spielen Normen eine immer größere Rolle bei vielen Handwerker- und Facharbeiterberufen. In diesem Zusammenhang muss auch das Thema Vermessungstechnik gesehen werden.
Die Ermittlung von unterschiedlichen Längen- und Höhenmaßen zählt unter anderem im Bauwesen zu einer höchst anspruchsvollen Tätigkeit, die jede Menge Wissen und Erfahrung benötigt. Aufgrund der steigenden Komplexität der Bauwerke im Bereich Tief- und Hochbau steigen auch die Anforderungen an die verwendete Technik und an den Sachverstand der Beteiligten in dieser Disziplin. Die Technik hat in den letzten Jahrzehnten in diesem Fachgebiet beachtliche Entwicklungssprünge vollzogen. Grund dafür sind unter anderem neue Verfahren, die auf moderner Digital- sowie Lasertechnologie basieren. Zeitgemäße Computer sorgen darüber hinaus für eine weitaus bessere Sammlung, Archivierung und Dokumentation der ermittelten Daten. Die Produktpalette ist in der Zwischenzeit vielfältig und umfangreich. Ein sehr häufig verwendetes Messgerät im Bau- und Vermessungswesen ist das sogenannte Nivelliergerät. Diese Geräte befinden sich schon seit Jahrzehnten im Einsatz auf Baustellen und gelten mittlerweile als sehr etabliert. Auch hier sind in den letzten Jahren etliche sinnvolle Modifikationen zu verzeichnen, die das Arbeiten mit dem Gerät einfacher, effizienter, sicherer und schneller machen.

Nivelliergeräte für das Bauwesen sowie für Vermessungsbüros

Nivelliergeräte werden zu großen Teilen in Bauingenieurbüros, von Landschaftsgärtnern, von Gutachtern, von bestimmten Fachhandwerkern sowie im Vermessungswesen eingesetzt. Das Instrument kann unter anderem dazu dienen, Höhenhorizonte zu erstellen und Höhenunterschieden zu ermitteln. Die Bedienung einer solchen Gerätschaft verlangt im Idealfall nach etwas Erfahrung und über diverse Basiskenntnisse in den Bereichen Mathematik und Geodäsie, um zu guten Messergebnissen zu kommen. Aus diesem Grund ist es auch ratsam, vor Beginn der Messarbeiten mit dem Nivelliergerät eine kleine Schulung zu absolvieren.

Wasserwaage vs. Nivelliergerät

Ein Nivelliergerät funktioniert im Grunde genommen ähnlich wie eine Wasserwaage. Eine herkömmliche Wasserwaage kann jedoch im Gegensatz zum Nivelliergerät nur im kleinen und übersichtlichen Maßstab angewendet werden. Beim Messen von größeren Höhenunterschieden ist die Genauigkeit einer Wasserwaage nicht ausreichend genug. Darüber hinaus ist die Verwendung der Wasserwaage oftmals gar nicht möglich. Im Unterschied zur Wasserwaage ist ein Nivelliergerät ein Präzisionsinstrument. So sind mit einem professionellen und hochempfindlichen Gerät Genauigkeiten von bis zu 0,1 Millimeter pro Kilometer möglich. Eine Wasserwaage kann selbst im kleinen Maßstab nicht mit einer solchen Genauigkeit aufwarten.

Ein Nivelliergerät besteht im Normalfall aus einem Zielfernrohr, das unter anderem mit einer Libelle oder einem Pendelkondensator präzise ausgerichtet werden kann. Die Ausrichtung des Zielfernrohrs geschieht meist mit einem Höhen- und Seitenfeintrieb. Das Zielfernrohr ist drehbar und ermöglicht auf diese Weise einen Rundumblick. Bei einem Blick durch das Zielfernrohr wird eine Visierlinie sichtbar. Diese Linie dient während des Drehvorgangs als horizontale Referenzlinie. Letzten Endes weisen alle Punkte, die auf dieser horizontalen Linie liegen, die gleiche Höhe auf. Die Punkte sollten jedoch möglichst die gleiche Distanz zum Gerät haben, um den Einfluss der Erdkrümmung auf die Messung zu minimieren. Für die Messung werden oft spezielle Nivelierlatten verwendet. Neue sowie gebrauchte Nivelliergeräte für den professionellen Bedarf gibt es unter anderem bei eBay.

Verschiedene Bauweisen bei Nivellierinstrumenten

Instrumente zum Nivellieren gibt es in verschiedenen Bauweisen. Ältere und konventionelle Modelle verfügen oftmals noch über eine Röhrenlibelle, mit deren Hilfe das Zielfernrohr ausgerichtet werden kann. Für die automatische Ausrichtung wird in der Regel ein Kompensator eingesetzt. Nivelliergeräte mit Kompensator sind jedoch zeitgemäßer und einfacher zu bedienen. Darüber hinaus kann zwischen dem süddeutschen und dem norddeutschen Nivellier unterschieden werden.

Süddeutsches Nivelliergerät

Beim süddeutschen Nivellier gibt es keine feste Verbindung zwischen Fernrohr und Fernrohrhalterung. Stattdessen ist das Nivelliergerät mit einer Kippschraube versehen. Mit dieser Vorrichtung besteht die Möglichkeit, das Fernrohr in Längsrichtung zu bewegen. Aufgrund dieser Flexibilität kann dieses Instrument zum Beispiel besonders gut zum Aufnehmen einzelner Messpunkte benutzt werden. Das Gerät sollte vor jedem Messvorgang wieder neu eingestellt werden.

Norddeutsches Nivelliergerät

Im Gegensatz zum süddeutschen ist beim norddeutschen Nivellier das Fernrohr mit dem Fernrohrträger fest verbunden. Auf diese Weise muss die Libelle nicht wie beim süddeutschen Nivellier ständig nachjustiert werden, deshalb kann das Instrument besonders gut bei Flächennivellements eingesetzt werden. Neben dem süddeutschen und dem norddeutschen Produkt sind neuerdings jedoch vor allem selbsthorizontierende Nivelliere sowie solche mit Digitaltechnik im Einsatz.

Selbsthorizontrierende oder automatische Nivelliere

Unter einem selbsthorizontierenden Nivellier, auch automatisches Nivellier genannt, versteht man ein Instrument, das vor dem Messvorgang die horizontale Zentrierung selbst vornimmt. Diese automatische Anpassung kann mit einem eingebauten Kompensator, sprich einem Neigungsmesser, bewerkstelligt werden. Die Messung der Neigung kann zum Beispiel mit einem Pendelkörper technisch umgesetzt werden. Es sind jedoch auch andere Methoden, wie etwa die Neigungsmessung mit einem Flüssigkeitsspiegel, in einigen Geräten zu finden. Viele integrierte Kompensatoren verfügen über einen sehr begrenzten Arbeitsbereich. Aus diesem Grund muss bei diesen Geräten eine grobe Vorjustierung mit einer konventionellen Libelle gemacht werden. In diesem Zusammenhang sollte beim Kauf eines automatischen Nivelliergeräts auf den Arbeitsbereich des Kompensators geachtet werden. Zum Teil gibt es hier erhebliche Unterschiede. Die Komponenten in einem selbsthorizontierenden Nivelliergerät sind teilweise empfindlicher gegenüber Stößen und Erschütterungen als bei Geräten mit einfacher Röhrenlibelle. Aus diesem Grund sollte vor allem bei gebrauchten selbsthorizontrierenden Nivelliergeräten sichergestellt werden, dass der Kondensator auch einwandfrei funktioniert.

Nivelliergeräte mit Digitaltechnik

Digitale Nivelliergeräte werden auch bei professionellen Anwendern immer beliebter. Im Grunde genommen ist ein digitales Nivelliergerät eine Verknüpfung aus einem selbsthorizontierenden Nivelliergerät mit einem digitalen Fotosensor. Ein solches Gerät ist mit einer Selbstablesevorrichtung versehen. Auf diese Weise können Ablesefehler wirkungsvoll vermieden werden. Darüber hinaus können die ermittelten Daten sofort gespeichert werden. Jeder, der schon mal mit einem herkömmlichen Nivelliergerät und Schreibbrett gearbeitet hat, kennt die Gefahr, nach dem Ablesen einen Schreibfehler zu begehen. Ein solcher Fehler ist im Nachhinein nur sehr schwierig ausfindig zu machen und mit viel Ärger sowie mit einem erheblichen Zeitaufwand verbunden. Die Daten können im Anschluss bei zeitgemäßen Geräten auf einen PC übertragen und weiter bearbeitet sowie archiviert werden. Digitale Nivelliergeräte werden in aller Regel mit einer speziellen Nivellierlatte mit einem aufgebrachten Barcode verwendet.

Ausstattungsmerkmale und Kennwerte bei Nivelliergeräten

Die Ausstattung sowie die technischen Kennwerte deuten darauf hin, ob sich das Nivellier eher für den Hoch- oder für den Tiefbau, für den Garten- und Landschaftsbau, für die Bauplanung oder eher für den Innenausbau eignet. Instrumente, die für die Ermittlung von Höhenunterschieden und zum Erstellen von Höhenhorizonten eingesetzt werden, können kategorisch nach ihrem Einsatzzweck eingeteilt werden. So wird zwischen Baunivellieren, Ingenieurnivellieren und Feinnivellieren unterschieden.

Vergrößerungsrate von Nivelliergeräten

Nivelliergeräte warten im Normalfall mit einer Fernrohrvergrößerung auf. Sie verfügen je nach Modell zwischen einer 20- und 32-fachen Vergrößerungsrate. Hier entscheidet selbstverständlich der Anwendungszweck, welche Vergrößerungsrate für Sie infrage kommt. Instrumente, die eher im Innern von Gebäuden angewendet werden, müssen normalerweise keine so hohe Vergrößerungsrate aufweisen. Bei Geräten, die vorwiegend im Gebäudeinneren eingesetzt werden, spielt hingegen die sogenannte kürzeste Zielweite eine größere Rolle. Ein Gerät mit einer minimalen Zielweite von 30 Zentimetern erlaubt beispielsweise auch ein Arbeiten bei sehr beengten Platzverhältnissen.

Genauigkeit des Nivellierinstruments

Neben dem Objektivdurchmesser ist die Genauigkeit des Nivellierinstruments ein wichtiges Erkennungsmerkmal. Die Angabe der Genauigkeit bezieht sich meist auf eine Messung mit einer Distanz von einem Kilometer. Darüber hinaus können die Gehäuse von Nivelliergeräten in Schutzklassen eingeteilt werden. Ein stickstoffgefülltes Gehäuse kann zum Beispiel den Einsatz bei hoher Feuchtigkeit oder Regen möglich machen. Die Abmessungen und das Gewicht geben Aufschluss darüber, wie transportfähig und flexibel einsetzbar das Instrument ist. Vor allem bei selbsthorizontrierenden und digitalen Geräten gibt es hier größere Unterschiede. Nivelliergeräte werden in der Regel auf einem Stativ betrieben. Hochwertige Stative sind nicht nur stabil, sondern weisen auch ein niedriges Eigengewicht auf und sind kompakt zusammenklappbar. So kann das Nivelliergerät ohne Weiteres auch in einem kleineren Auto zum Einsatzort transportiert werden. Zur nützlichen Zusatzausstattung zählt zum Beispiel ein gut gepolsterter Koffer mit einer robusten Außenschale, um das Instrument während des Transports und während der Aufbewahrung vor Staub und Beschädigungen zu schützen.

Nivellieren mit dem Rotationslaser

Die moderne Lasertechnik hat in der Messtechnik einen sehr hohen Stellenwert. Diese Technologie kann dank moderner Instrumente unter anderem auch zum Nivellieren genutzt werden. Der Rotationslaser, der zu den Baulasern zählt, ist ein sehr universell einsetzbares Instrument, das auch zum Ermitteln von Höhenunterschieden und zum Erstellen von Referenzlinien verwendet werden kann. Diese Geräte können wie ein herkömmliches Nivelliergerät auf einem Stativ betrieben werden. Ein Rotationslaser projiziert eine horizontale oder vertikale Ebene in einem 360 Grad großen Bogen. Auf diese Weise können Referenzlinien an Gebäudefassaden, Innenwänden oder auch an Wänden und Decken geschaffen werden. Die Reichweite eines professionellen Rotationslasers beträgt je nach Modell zwischen 250 und 500 Meter.
Im Gegensatz zu einem normalen Nivelliergerät sind die Referenzlinien bei einem Gerät, das in einem sichtbaren Wellenlängenbereich emittiert, sofort zu sehen. Auf diese Weise ist ein besonders schneller und einfacher Einsatz möglich. Hochwertige Geräte sind mit einer Selbstnivellierung und darüber hinaus mit einer Fernbedienung ausgestattet. Wenn Sie jedoch öfters im Außenbereich bei grellem Licht arbeiten, sollten Sie auf die Qualität und Beschaffenheit der Dioden achten. Denn bestimmte Diodenvarianten können auch bei sehr hellen Lichtverhältnissen für eine weitaus bessere Sichtbarkeit sorgen. Rotationslaser gelten leider immer noch als etwas anfällig gegenüber Luftturbulenzen und starken Erschütterungen.

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