DE102005055400A1

DE102005055400A1 - Vorrichtung zum Bewegen von einer Linse

Info

Publication number: DE102005055400A1
Application number: DE200510055400
Authority: DE
Inventors: Hermann Leguin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-11-17
Filing date: 2005-11-17
Publication date: 2007-05-31
Anticipated expiration: 2025-11-18
Also published as: DE102005055400B4

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Bewegen von einer Linse (1) in einem Lichtstrahl (2), insbesondere in einem Laserstrahl, soll die Linse (1) von zumindest einem Führungselement (10.1 bis 10.3) angegriffen werden, welches in Richtung des Lichtstrahles bewegbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bewegen von einer Linse in einem Lichtstrahl, insbesondere in einem Laserstrahl.
Stand der Technik
In unzähligen Geräten des täglichen Lebens aber insbesondere auch bei der industriellen Produktion bzw. Bearbeitung von Objekten finden optische Systeme Anwendung, die mit Linsen arbeiten. Durch die Linsen wird in der Regel ein Lichtstrahl gelenkt und insbesondere fokussiert. Dies geschieht vor allem bei einem Laserstrahl, der z. B. zum Schneiden oder Schweissen eines Werkstückes verwendet wird.
Eine Laser-Schneideinrichtung ist beispielsweise aus der DE 29 33 700 C2 bekannt. Dort wird ausgeführt, dass sich schon Arbeitserschütterungen der Werkzeugmaschine selbst als sehr nachteilig auf die Justierung der Laser-Schneideinrichtung auswirken. Die Laser-Schneideinrichtung selbst besitzt als integrierten Bestandteil eine Linsenverstellung. Wie diese Linsenverstellung geschieht wird nicht näher ausgeführt.
Aus der DE 39 22 120 A1 ist die Ankopplung von Laser an Lichtwellenleiter bekannt. Für diese Ankopplung wird eine Kollimatoroptik eingesetzt. Dabei muss der Abstand zwischen der Laserendfläche und der nachgeschalteten Kollimatoroptik im μm-Bereich justiert werden. Im Anschluss daran folgt eine Fixierung der Linse. Zur Einstellung des Abstandes zwischen Laser und einer Linse der Kollimatoroptik wird ein Mikroskop verwendet, das senkrecht zur optischen Achse beobachtet. Durch entsprechende Bildverarbeitungsverfahren wird eine Korrekturgrösse erzeugt und auf einen Verstellmechanismus für die Linsenhalterung gegeben. Ungenauigkeiten der Justierung können nur im sehr begrenztem Umfang reduziert werden.
Aufgabe
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfache Linsenverstelleinrichtung aufzuzeigen, die es ermöglicht, dass eine Linse äusserst präzise und ohne zu verkanten geführt wird.
Lösung der Aufgabe
Zur Lösung der Aufgabe führt, dass die Linse von zumindest einem Führungselement angegriffen ist, welches in Richtung des Lichtstrahles bewegbar ist.
Dabei erfolgt die Führung der Linse so, dass ein Verkanten nicht nötig ist. Die Linse wird durch das Führungselement gehalten.
Damit eine gewünschte exakte Führung genau in Richtung des Lichtstrahls möglich ist, dürfte es ratsam sein, das Führungselement exakt parallel zu dem Lichtstrahl zu bewegen. Vom Erfindungsgedanken werden aber auch Mechanismen umfasst, bei denen die Führungselemente möglicherweise schräg und auseinanderlaufend bewegt werden. Entscheidend ist allein, dass die Linse immer rechtwinklig bzw., falls gewünscht, in einem bestimmten Winkel angestellt zum Lichtstrahl verschoben wird und der Lichtstrahl die Linse immer an der gleichen Stelle durchquert. Vorteilhaft ist bei der vorliegenden Erfindung auch, dass die Linse nicht gedreht wird. Dies gewährleistet, dass der Lichtstrahl immer den gleichen Gang durch die Linse hat.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Linse von zumindest drei Führungselementen angegriffen und diese werden parallel zu dem Lichtstrahl bewegt. Hierdurch wird ein Verkanten der Linse ausgeschlossen.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Linse in einer Hülse von den Führungselementen geführt. Dabei sind die Führungselemente Wandausschnitte, die in jeweils einem Fenster der Wand des Zylinders bewegbar sind. Die Bewegung der Führungselemente bzw. Wandausschnitte in den Fenstern des Zylinders kann bevorzugt mit einer Drehhülse bewirkt werden, welche eine Innenzahnung aufweist. Diese Innenzahnung greift in eine Zahnung auf der Aussenfläche der Führungselemente ein, sodass gewährleistet ist, dass alle drei Führungselemente beim Drehen der Drehhülse den exakt gleichen linearen Weg parallel zum Lichtstrahl durchführen.
Randseitig werden die Wandausschnitte in den Fenstern des Zylinders geführt, indem sie auf Schrägflächen von Wandabschnitten des Zylinders geführt sind.
Wie die Linse im übrigen mit den Führungselementen bzw. Wandausschnitten verbunden ist, soll von untergeordneter Bedeutung sein. Wesentlich ist allein, dass die Führungselemente die Linse randseitig festlegen.
Bevorzugt weist die Drehhülse eine Skalierung auf, mit der die gewünschte Bewegung der Linse bestimmt werden kann.
Ferner sollte der Drehhülse ein Konterring zugeordnet sein, der verhindert, dass die Drehhülse nach gewünschter Bewegung der Linse sich selbstständig weiterdreht und dadurch die Lage der Linse verändert wird. Dieser Konterring wird bevorzugt auf einen Ringkragen aufgeschraubt, der von dem Zylinder aufragt. Dabei können Ringkragen und Zylinder einstückig ausgebildet sein.
Für den Ringkragen ist gleichzeitig vorgesehen, dass er der Halterung eines Halterings für ein Schutzglas od. dgl. dient.
Figurenbeschreibung
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum Bewegen von Linsen;
2 eine Draufsicht auf einen Querschnitt der Vorrichtung gemäss 1 entlang Linie II-II;
3 ein Längsschnitt durch die Vorrichtung gemäss 1 entlang einer in 2 gezeigten Schnittlinie III-III;
4 eine Explosionsdarstellung der Teile, aus denen die Vorrichtung gemäss 1 besteht.
Eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Bewegen von einer in 3 nur gestrichelt angedeuteten Linse 1 in einem ebenfalls nur gestrichelt angedeuteten Lichtstrahl 2 weist gemäss 1 eine Grundplatte 3 auf, welche dem Festlegen der Vorrichtung dienen kann. In diesem Fall durchsetzen nicht näher gezeigte Befestigungselemente in 2 dargestellte Bohrungen 4.
Gemäss 4 ragt von der Grundplatte 3 ein Zylinder 5 auf, aus dessen Wand drei Fenster 6.1 bis 6.3 herausgeschnitten sind. Das dritte Fenster 6.3 ist in 3 gezeigt. Zwischen den Fenstern 6.1 bis 6.3 stehen Wandabschnitte 7.1 bis 7.3 und tragen einen Ringkragen 8, der einen Aussengewindeabschnitt 9 aufweist.
In die Fenster 6.1 bis 6.3 sind jeweils Wandausschnitte 10.1 bis 10.3 als Führungselemente für die Linse 1 eingesetzt. Die Wandausschnitte 10.1 bis 10.3 sind jeweils mit einer Zahnung 11 belegt.
Auf den Zylinder 5 ist eine Drehhülse 12 aufgesetzt, die an ihrem oberen Rand 13 eine Skalierung 14 besitzt. Diese Drehhülse 12 besitzt ein nicht näher gezeigtes Innengewinde, welches mit der Zahnung 11 der Wandabschnitte 10.1 bis 10.3 zusammenwirkt.
Auf die Drehhülse 12 folgt ein Konterring 15, der eine Innenzahnung aufweist, die mit dem Aussengewindeabschnitt 9 des Ringkragens 8 zusammenwirkt.
An dem Ringkragen 8 folgt auf den Aussengewindeabschnitt 9 eine Ringnut 16, welche der Festlegung eines Halteringes 17 für ein Schutzglas dient. Hierzu besitzt dieser Haltering 17 Kugeln 18, welche zuerst einem Randwulst 19 ausweichen, indem sie in die Wand des Halteringes 17 eintauchen, dann aber in die Ringnut 16 eingleiten.
Den entsprechenden Druck auf diese Kugeln 18 übt ein O-Ring 21 aus, der in einer Umfangsnut 20 liegt.
Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:
Eine in dem Lichtstrahl 2 zu bewegende Linse 1 wird in den Zylinder 5 eingesetzt und auf beliebige Art und Weise mit den Wandausschnitten 10.1 bis 10.3 verbunden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen die Wandausschnitte 10.1 bis 10.3 jeweils einen in die lichte Weite des Zylinders 5 eingreifenden Anschlag 22.1 bis 22.3 (siehe 2) auf, auf denen die Linse 1 aufliegt. Die Verbindung zwischen Linse 1 und Wandausschnitten 10.1 bis 10.3 spielt bei der vorliegenden Erfindung keine Rolle, sie soll nur so erfolgen, dass die Linse durch die Wandausschnitte 10.1 bis 10.3 gesichert und kontrolliert geführt werden kann.
Wenn die Linse 1 nun in dem Lichtstrahl 2 bewegt werden soll, wird der Konterring 15 gelöst, sodass er die Drehhülse 12 freigibt. Die Drehhülse 12 wird jetzt um den Zylinder 5 gedreht, wobei das Innengewinde der Drehhülse 12 mit den Zahnungen 11 der Wandausschnitte 10.1 bis 10.3 kämmt. In Folge der Steigung des Innengewindes und der Zahnungen 11 wandern nun die Wandausschnitte 10.1 bis 10.3 parallel zu dem Lichtstrahl 2 in den Fenstern 6.1 bis 6.3 aufwärts oder abwärts. Dabei wird die Linse 1 von den Wandausschnitten 10.1 bis 10.3 mitgeführt und so in dem Lichtstrahl 2 bewegt.
Sobald die Linse 1 die gewünschte Positionierung erreicht hat, die mittels der Skalierung 14 bestimmt werden kann, wird der Konterring 15 wieder gegen die Drehhülse 12 geschraubt, sodass diese festgelegt ist.
Als letztes wird der Haltering 17 mit einem gewünschten Schutzglas auf den Ringkragen 8 aufgesetzt, wobei die Kugeln 18 den Randwulst 19 überlaufen, indem sie gegen den O-Ring 21 drücken. Unter dem Druck O-Ringes 21 gleiten dann die Kugeln 18 in die Ringnut 16 ein.
Bezugszeichenliste

Claims

Vorrichtung zum Bewegen von einer Linse (1) in einem Lichtstrahl (2), in einem Laserstrahl, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse (1) von zumindest einem Führungselement (10.1 bis 10.3) angegriffen ist, welches in Richtung des Lichtstrahles bewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (10.1 bis 10.3) parallel zu dem Lichtstrahl (2) bewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse (1) von zumindest drei Führungselementen (10.1 bis 10.3) angegriffen ist und diese parallel zu dem Lichtstrahl (2) bewegbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement ein Wandausschnitt (10.1 bis 10.3) aus einem Zylinder (5) und in einem Fenster (6.1 bis 6.3) in der Wand des Zylinders (5) bewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandausschnitte (10.1 bis 10.3) randseitig an Schrägflächen (23) von die Fenster (6.1 bis 6.3) ausbildendende Wandabschnitte (7.1 bis 7.3) anliegen.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (5) einen Innendurchmesser aufweist, der geringfügig grösser als ein Aussendruchmesser der Linse (1) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (10.1 bis 10.3) mit einem Anschlag (22.1 bis 22.3) in den freien Querschnitt des Zylinders (5) einragt.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (10.1 bis 10.3) auf seiner Aussenfläche eine Zahnung (11) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnung (11) mit einer Innenzahnung einer Drehhülse (12) zusammenwirkt.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehhülse (12) eine Skalierung (14) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehhülse (12) ein Konterring (15) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Konterring (15) auf einen Ringkragen (8) aufgeschraubt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkragen (8) von dem Zylinder aufragt.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Ringkragen (8) und Zylinder (5) einstückig ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12–14, dadurch gekennzeichnet, dass dem Ringkragen (8) ein Haltering (17) für ein Schutzglas aufgesetzt ist.