Technisches GebietTechnical field
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Laserscanner sowie ein Laser-Materialbearbeitungssystem zum Laserbearbeiten eines Werkstücks.The present invention relates to a laser scanner and a laser material processing system for laser machining a workpiece.
Hintergrundbackground
Ein Laserscanner ist eine Vorrichtung zum gezielten Ablenken eines Laserstrahls. Ein Laserscanner weist einen Galvanometermotor auf, der beispielsweise einen Spiegel steuerbar drehen kann. Ein Laserstrahl, der auf den Spiegel trifft, kann mittels des gesteuerten Drehens des Spiegels abgelenkt werden. Das Betreiben des Laserscanners, insbesondere des Galvanometermotors davon, kann zu einer Temperaturerhöhung des Galvanometermotors führen. Eine erhöhte Temperatur kann negative Auswirkungen auf den Betrieb des Laserscanners haben, zum Beispiel im Hinblick auf die Präzision der Strahlablenkung oder den Verschleiß und die Lebensdauer. Eine Luftkühlung hat jedoch den Nachteil, dass sie ineffizient ist, da nur eine geringe Wärmemenge abgeführt werden kann, insbesondere wenn der Galvanometermotor in einem Laserscannergehäuse angeordnet ist. Diesbezüglich kann eine effektivere direkte Luftkühlung des Galvanometermotors aufgrund von Bauraumvorgaben meist nicht realisiert werden. Eine Wasserkühlung hat den Nachteil, dass sie sehr komplex und teuer ist, da diverse Leitungen und Anschlüsse erforderlich sind, um einen Kühlmittelkreislauf zu bilden. Ferner, insbesondere wenn eine luftgekühlte Laserquelle mit dem Laserscanner verwendet werden soll, ist bei einem wassergekühlten Laserscanner eine eigene Wasserkühleinrichtung nur für den Laserscanner erforderlich, was zu einer hohen Komplexität und zu hohen Kosten eines Laser-Materialbearbeitungssystems führt.A laser scanner is a device for the targeted deflection of a laser beam. A laser scanner has a galvanometer motor which, for example, can controllably rotate a mirror. A laser beam that strikes the mirror can be deflected by the controlled rotation of the mirror. Operating the laser scanner, in particular the galvanometer motor thereof, can lead to an increase in the temperature of the galvanometer motor. An increased temperature can have negative effects on the operation of the laser scanner, for example with regard to the precision of the beam deflection or the wear and the service life. However, air cooling has the disadvantage that it is inefficient because only a small amount of heat can be dissipated, especially if the galvanometer motor is arranged in a laser scanner housing. In this regard, a more effective direct air cooling of the galvanometer motor cannot usually be achieved due to space requirements. Water cooling has the disadvantage that it is very complex and expensive, since various lines and connections are required to form a coolant circuit. Furthermore, especially if an air-cooled laser source is to be used with the laser scanner, a water-cooled laser scanner only requires its own water cooling device for the laser scanner, which leads to a high level of complexity and high costs of a laser material processing system.
Es ist daher wünschenswert, einen effizienten Laserscanner und ein effizientes Laser-Materialbearbeitungssystem zu schaffen, bei welchen ein Galvanometermotor nicht überhitzt.It is therefore desirable to provide an efficient laser scanner and laser material processing system in which a galvanometer motor does not overheat.
Aus der nachveröffentlichten WO 2015/121 911 A1 ist eine Laserscannereinheit mit einer ersten Basis, welche mit einem Scanner-Mechanismus versehen ist, und einer zweiten Basis, welche an der ersten Basis angeordnet ist und thermisch von der ersten Basis getrennt ist, und einen Temperatureinstellmechanismus, welcher zwischen der ersten Basis und der zweiten Basis bereitgestellt ist und welcher eine Temperatur des Scanner-Mechanismus einstellt, bekannt.From the post-published WO 2015/121 911 A1 is a laser scanner unit having a first base provided with a scanner mechanism and a second base disposed on the first base and thermally separated from the first base, and a temperature adjusting mechanism connected between the first base and the second base Base is provided and which sets a temperature of the scanner mechanism known.
Ferner ist aus der US 6 547 397 B1 ein Laserprojektor zum Projizieren eines 3D-Bilds auf ein Objekt mit einem optischen Modul, einem Steuermodul, einem Stromversorgungsmodul und einem Zeitsteuerungsmodul bekannt.Furthermore, from the US 6 547 397 B1 a laser projector for projecting a 3D image onto an object with an optical module, a control module, a power supply module and a timing module is known.
Ferner ist eine Laserbeschriftungsvorrichtung aus der CN 204 222 393 U bekannt.Furthermore, a laser marking device of the CN 204 222 393 U known.
Kurzbeschreibung der ErfindungBrief description of the invention
Dies wird gemäß der vorliegenden Erfindung erreicht, indem die Erfindung gemäß Anspruch 1 einen Laserscanner breitstellt aufweisend zumindest einen Galvanometermotor mit einer Motorwelle, an der ein optisches Element befestigt ist, eine Wärmesenke und zumindest ein Wärmeleitrohr, das außerhalb des Galvanometermotors angeordnet ist und mit einer Außenseite des Galvanometermotors direkt oder indirekt wärmeleitend verbunden ist, um Motorabwärme des Galvanometermotors von der Außenseite des Galvanometermotors aufzunehmen, und das mit der Wärmesenke direkt oder indirekt wärmeleitend verbunden ist, um die von dem Galvanometermotor erzeugte Motorabwärme zu der Wärmesenke zu übertragen. Das Wärmeleitrohr kann dabei Wärme unter Nutzung eines Phasenübergangs eines in dem Wärmeleitrohr permanent eingeschlossenen Mediums übertragen.This is achieved according to the present invention in that the invention according to claim 1 provides a laser scanner comprising at least one galvanometer motor with a motor shaft to which an optical element is attached, a heat sink and at least one heat pipe, which is arranged outside the galvanometer motor and with an outside of the galvanometer motor is directly or indirectly thermally connected to receive motor waste heat from the galvanometer motor from the outside of the galvanometer motor and is directly or indirectly thermally connected to the heat sink to transfer the motor waste heat generated by the galvanometer motor to the heat sink. The heat pipe can transfer heat using a phase transition of a medium permanently enclosed in the heat pipe.
Eine „direkte Verbindung“ kann hierin bedeuten, dass sich kein weiteres Bauteil zwischen den „direkt verbundenen“ Bauteilen befindet.A "direct connection" herein may mean that there is no other component between the "directly connected" components.
Eine „indirekte Verbindung“ kann hierin bedeuten, dass sich zumindest ein weiteres Bauteil zwischen den „indirekt verbundenen“ Bauteilen befindet.An “indirect connection” can mean here that at least one additional component is located between the “indirectly connected” components.
Gemäß der Erfindung kann die Außenseite des Galvanometermotors mittels eines oder mittels mehrerer Wärmleitrohre, die hinsichtlich der Wärmeleitung parallel oder in Serie geschaltet sein können, mit der Wärmesenke verbunden sein. Jedes der mehreren Wärmeleitrohre kann beispielsweise auf eine Art und Weise mit der Außenseite des Galvanometermotors und mit der Wärmesenke direkt oder indirekt verbunden sein, wie sie hierin anhand eines Wärmerohrs beschrieben ist. Beispielsweise kann der Laserscanner zumindest zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht oder mehr Wärmeleitrohre je Galvanometermotor aufweisen, die wärmeleitend parallel oder in Serie geschaltet Abwärme von der Außenseite dieses Galvanometermotors zu der Wärmesenke übertragen.According to the invention, the outside of the galvanometer motor can be connected to the heat sink by means of one or more heat pipes, which can be connected in parallel or in series with regard to the heat conduction. Each of the plurality of heat pipes may, for example, be directly or indirectly connected in a manner to the outside of the galvanometer motor and to the heat sink, as described herein with reference to a heat pipe. By way of example, the laser scanner may have at least two, three, four, five, six, seven, eight or more heat pipes per galvanometer motor, which transmit thermal heat in parallel or in series to waste heat from the outside of this galvanometer motor to the heat sink.
Der Galvanometermotor kann optional einen Rotor mit Motorwelle, einen Stator und ein Motorgehäuse, das die Außenseite des Galvanometermotors bilden kann, sowie einen Anschluss zum Zuführen von Strom aufweisen oder aus den genannten Komponenten bestehen.The galvanometer motor may optionally comprise a rotor with motor shaft, a stator and a motor housing, which may form the outside of the galvanometer, and a connection for supplying current or consist of said components.
Der Laserscanner kann ferner optional aufweisen einen Kühlklemmkörper, der außerhalb des Galvanometermotors angeordnet ist und wärmeleitend mit dem Galvanometermotor (z.B. der Außenseite davon) verbunden ist, wobei ein erster Abschnitt des Wärmeleitrohrs direkt oder indirekt wärmeleitend mit dem Kühlklemmkörper verbunden ist und ein zweiter Abschnitt des Wärmeleitrohrs direkt oder indirekt wärmeleitend mit der Wärmesenke verbunden ist. The laser scanner can also optionally have a cooling clamp which is arranged outside the galvanometer motor and is connected in a heat-conducting manner to the galvanometer motor (for example the outside thereof), a first section of the heat pipe being connected directly or indirectly in a heat-conducting manner to the cooling clamp and a second section of the heat pipe is directly or indirectly thermally connected to the heat sink.
Der Kühlklemmkörper kann optional eine Aussparung aufweisen, in welcher der Galvanometermotor mittels einer Klemmung befestigt ist.The cooling clamp body can optionally have a recess in which the galvanometer motor is fastened by means of a clamp.
Der Kühlklemmkörper kann optional einen ersten und einen zweiten Kühlklemmkörperteil (und optional auch weitere Kühlklemmkörperteile), die an (nur) einer oder mehreren Teilungsfläche(n) aneinander befestigbar sind, und kann einen Kanal aufweisen, der sich in und entlang zumindest einer Teilungsfläche erstreckt und in welchem der erste Abschnitt des Wärmeleitrohrs aufgenommen ist. Der Kanal kann optional nur von einer (einzelnen) ersten Nut, die im ersten Kühlklemmkörperteil gebildet ist, oder von einer ersten Nut, die im ersten Kühlklemmkörperteil gebildet ist, und einer zweiten Nut, die im zweiten Kühlklemmkörperteil gebildet ist, gebildet sein.The cooling clamp body can optionally have a first and a second cooling clamp body part (and optionally also further cooling clamp body parts) which can be fastened to one another on (only) one or more dividing surface (s) and can have a channel which extends in and along at least one dividing surface and in which the first section of the heat pipe is received. The channel can optionally only be formed by a (single) first groove, which is formed in the first cooling clamp part, or by a first groove, which is formed in the first cooling clamp part, and a second groove, which is formed in the second cooling clamp part.
Der erste Abschnitt des Wärmeleitrohrs kann optional von und zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlklemmkörperteil eingeklemmt und dadurch am Kühlklemmkörper gehalten sein.The first portion of the heat pipe may optionally be clamped by and between the first and second cooling clamp body parts and thereby held on the cooling clamp body.
Der Laserscanner kann optional ferner eine Halteeinrichtung, mit welcher der Galvanometermotor relativ zu der Wärmesenke ortsfest befestigt ist, aufweisen.The laser scanner can optionally also have a holding device with which the galvanometer motor is fixed in position relative to the heat sink.
Die Halteeinrichtung kann optional in die wärmeleitende Verbindung zwischen der Außenseite des Galvanometermotors und der Wärmesenke eingebunden sein. Die Halteeinrichtung kann zumindest teilweise von dem Kühlklemmkörper gebildet sein. Das heißt, dass der Kühlklemmkörper optional auch eine Halteinrichtung sein kann bzw. als solche dienen kann. Es kann aber optional auch eine separate Halteinrichtung bereitgestellt sein.The holding device can optionally be integrated into the heat-conducting connection between the outside of the galvanometer motor and the heat sink. The holding device can be formed at least partially by the cooling clamping body. This means that the cooling clamp body can optionally also be a holding device or can serve as such. However, a separate holding device can optionally also be provided.
Das Wärmeleitrohr kann optional stoffschlüssig, zum Beispiel durch Löten, direkt mit der Außenseite des Galvanometermotors verbunden sein.The heat pipe can optionally be integrally connected, for example by soldering, directly to the outside of the galvanometer motor.
Das Wärmeleitrohr kann optional stoffschlüssig, zum Beispiel durch Löten, direkt mit dem Kühlklemmkörper verbunden sein.The heat pipe can optionally cohesively, for example by soldering, be connected directly to the cooling clamp body.
Das Wärmeleitrohr kann optional stoffschlüssig, zum Beispiel durch Löten, direkt mit der Halteeinrichtung verbunden sein.The heat pipe can optionally cohesively, for example by soldering, be connected directly to the holding device.
Der Laserscanner kann optional ein Laserscannergehäuse mit einem Innenraum, in welchem der Galvanometermotor und das zumindest eine Wärmeleitrohr angeordnet sind, aufweisen. Die Wärmesenke kann sich optional an einer Außenseite des Laserscannergehäuses befinden. Der Innenraum kann optional zumindest im Wesentlichen staubgeschützt sein, zum Beispiel gemäß dem Standard IP-53.The laser scanner can optionally have a laser scanner housing with an interior, in which the galvanometer motor and the at least one heat pipe are arranged. The heat sink may optionally be located on an outside of the laser scanner housing. The interior may optionally be at least substantially dust-proof, for example according to the IP-53 standard.
Die Wärmesenke und das Laserscannergehäuse können optional integral gebildet sein. Die Wärmesenke kann optional dazu eingerichtet sein, Wärme zur Umgebung des Laserscannergehäuses abzugeben.The heat sink and the laser scanner housing may optionally be integrally formed. The heat sink may optionally be configured to deliver heat to the environment of the laser scanner housing.
Der Laserscanner kann optional ferner aufweisen einen weiteren Galvanometermotor mit einer Motorwelle an der ein weiteres optisches Element befestigt ist, zumindest ein weiteres Wärmeleitrohr, das außerhalb des weiteren Galvanometermotors angeordnet ist und mit einer Außenseite des weiteren Galvanometermotors direkt oder indirekt wärmeleitend verbunden ist, um Motorabwärme des weiteren Galvanometermotors von der Außenseite des Galvanometermotors aufzunehmen, und das mit der Wärmesenke direkt oder indirekt wärmeleitend verbunden ist, um die von dem weiteren Galvanometermotor erzeugte Motorabwärme zu der Wärmesenke zu übertragen. Die Außenseite des weiteren Galvanometermotors kann dabei auf eine Art und Weise mit der Wärmesenke verbunden sein, wie sie hierin für die Außenseite des zumindest einen Galvanometermotors und die Wärmesenke beschrieben ist. In anderen Worten kann der Laserscanner mehrere Galvanometermotoren, z.B. zwei oder drei, und eine Wärmesenke (z.B. eine einzelne Wärmesenke) aufweisen, und jeder der Galvanometermotoren kann auf eine hierin beschriebene Art und Weise mit der Wärmesenke verbunden sein.The laser scanner can optionally further comprise a further galvanometer motor with a motor shaft to which a further optical element is attached, at least one further heat pipe, which is arranged outside the further galvanometer and is directly or indirectly thermally conductively connected to an outer side of the further galvanometer motor, to heat the engine another Galvanometermotors from the outside of the galvanometer, and which is directly or indirectly thermally conductively connected to the heat sink to transmit the engine waste heat generated by the other galvanometer motor to the heat sink. The outside of the further galvanometer motor can in this case be connected to the heat sink in a manner as described herein for the outside of the at least one galvanometer motor and the heat sink. In other words, the laser scanner may include a plurality of galvanometer motors, e.g. two or three, and a heat sink (e.g., a single heat sink), and each of the galvanometer motors may be connected to the heat sink in a manner described herein.
Die Erfindung stellt ferner ein Laser-Materialbearbeitungssystem zum Laserbearbeiten eines Werkstücks bereit mit einem Laserscanner, wie er oben beschrieben ist, einer Laserquelle, die dazu eingerichtet ist, einen Laserstrahl zu erzeugen, der auf das optische Element bzw. auch auf das weitere optische Element trifft, und einer Steuereinrichtung, die mit dem Galvanometermotor bzw. auch mit dem weiteren Galvanometermotor verbunden ist und von welcher eine Ausfallrichtung des Laserstrahls, in welche Ausfallrichtung der Laserstrahl von dem Laserscanner ausfällt, mittels Steuerns des Galvanometermotors bzw. des weiteren Galvanometermotors einstellbar ist, um den ausfallenden Laserstrahl zum Laserbearbeiten des Werkstücks in gesteuerter Weise abzulenken.The invention further provides a laser material processing system for laser processing a workpiece with a laser scanner as described above, a laser source, which is set up to generate a laser beam that strikes the optical element or the further optical element , and a control device which is connected to the galvanometer motor or also to the further galvanometer motor and from which a direction of failure of the laser beam, in which direction of failure the laser beam from the laser scanner is located, can be adjusted by controlling the galvanometer motor or the further galvanometer motor by which dropping laser beam to Distract laser machining of the workpiece in a controlled manner.
Das optische Element bzw. das weitere optische Element kann optional jeweils einen Spiegel aufweisen oder ein Spiegel sein, der mittels des zugehörigen Galvanometermotors drehbewegbar ist.The optical element or the further optical element can optionally each have a mirror or be a mirror which can be rotated by means of the associated galvanometer motor.
Alle hierin beschriebenen Ausführungsformen sind miteinander kombinierbar, sofern sich nicht explizit etwas anderes ergibt.All embodiments described herein can be combined with each other, unless explicitly stated otherwise.
Figurenlistelist of figures
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Die 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Laserscanners gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.The 1 shows a schematic block diagram of a laser scanner according to an embodiment of the invention.
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Die 2 zeigt einen Galvanometermotor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.The 2 shows a galvanometer motor according to an embodiment of the invention.
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Die 3a zeigt einen Galvanometermotor mit Umfangsnuten zum Anbringen von Wärmeleitrohren in einer Seitenansicht.The 3a shows a galvanometer motor with circumferential grooves for attaching heat pipes in a side view.
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Die 3b zeigt eine Seitenansicht eines Galvanometermotors mit daran angebrachten Wärmeleitrohren und eine Halteeinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.The 3b shows a side view of a Galvanometermotors with attached heat pipes and a holding device according to an embodiment of the invention.
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Die 3c zeigt eine Schnittansicht des Galvanometermotors mit daran angebrachten Wärmeleitrohren entlang der Schnittline A-A in der 3b.The 3c shows a sectional view of the Galvanometermotors with attached heat pipes along the cutting line AA in the 3b ,
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Die 4a und 4b zeigen eine Seitenansicht bzw. eine Vorderansicht eines Kühlklemmkörpers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.The 4a and 4b show a side view and a front view of a cooling clamp according to an embodiment of the invention.
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Die 4c zeigt eine Seitenansicht eines mehrteiligen Kühlklemmkörpers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.The 4c shows a side view of a multi-part cooling clamp according to an embodiment of the invention.
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Die 5 zeigt eine Ausführungsform eines Laserscanners gemäß der Erfindung.The 5 shows an embodiment of a laser scanner according to the invention.
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Die 6 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Laser-Materialbearbeitungssystems gemäß der Erfindung.The 6 shows a schematic block diagram of a laser material processing system according to the invention.
Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu und können eine etwas vereinfachte Darstellung zeigen.The figures are not necessarily to scale and may show a somewhat simplified representation.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Mit Bezug auf die 1 und 2 stellt die Erfindung einen Laserscanner 10 bereit. Der Laserscanner 10 weist einen Galvanometermotor 20 mit einer Motorwelle 30 auf. Ein Galvanometermotor 20 kann die Motorwelle 30, die mit einem Rotor verbunden ist, und einen Stator aufweisen. Ein Drehwinkel zwischen dem Rotor und dem Stator kann durch Einstellen eines elektrischen Stroms des Galvanometermotors 20 eingestellt werden. Da der Rotor mit der Motorwelle 30 verbunden ist, kann durch das Einstellen des elektrischen Stroms eine Drehung bzw. ein Drehwinkel der Motorwelle 30 eingestellt werden. Der Galvanometermotor 20 kann optional so eingerichtet sein, dass ein Drehbereich der Motorwelle 30 bzw. des Rotors auf einen Drehwinkel von weniger als 360° beschränkt ist.With reference to the 1 and 2 the invention provides a laser scanner 10 ready. The laser scanner 10 has a galvanometer motor 20 with a motor shaft 30 on. A galvanometer motor 20 can the motor shaft 30 which is connected to a rotor and having a stator. An angle of rotation between the rotor and the stator can be adjusted by adjusting an electric current of the galvanometer motor 20 be set. As the rotor with the motor shaft 30 is connected, by adjusting the electric current, a rotation or a rotation angle of the motor shaft 30 be set. The galvanometer motor 20 Optionally, it may be arranged to have a rotation range of the motor shaft 30 or the rotor is limited to a rotation angle of less than 360 °.
Der Galvanometermotor 20 weist eine Außenseite 25 auf, welche z.B. von einem Motorgehäuse 21 des Galvanometermotors 20 gebildet sein kann. Der Rotor und der Stator können sich -im Bezug auf die Motorwelle 30- radial innerhalb bzw. unterhalb der Außenseite 25 (z.B. des Motorgehäuses 21) befinden, so dass die Außenseite 25 (z.B. das Motorgehäuse 21) die maximale radiale Erstreckung des Galvanometermotors 20 definieren kann.The galvanometer motor 20 has an outside 25 on which, for example, of a motor housing 21 of the galvanometer motor 20 can be formed. The rotor and stator may be relative to the motor shaft 30 - Radially inside or below the outside 25 (eg the motor housing 21 ), so that the outside 25 (eg the motor housing 21 ) the maximum radial extent of the galvanometer motor 20 can define.
Wie in 2 gezeigt kann der Galvanometermotor 20 einen Anschluss 22 aufweisen, über welchen dem Galvanometermotor 20 Strom zum Drehen der Motorwelle 30 zugeführt werden kann.As in 2 the galvanometer motor can be shown 20 a connection 22 over which the galvanometer motor 20 Electricity for turning the motor shaft 30 can be supplied.
Der Galvanometermotor 20 kann die Motorwelle 30, die mit dem Rotor verbunden ist oder diesen bildet, den Stator, das Motorgehäuse 21 sowie den Anschluss 22 aufweisen oder daraus bestehen.The galvanometer motor 20 can the motor shaft 30 that is connected to or forms the rotor, the stator, the motor housing 21 as well as the connection 22 have or consist of.
Wenn die Motorwelle 30 mittels Stromzufuhr gedreht wird, kann von dem Galvanometermotor 20 Motorabwärme erzeugt werden.If the motor shaft 30 powered by power can be from the galvanometer motor 20 Engine waste heat can be generated.
Die Motorwelle 30 kann mit einem optischen Element 40 so verbunden sein, dass sich das optische Element 40 bei einer Drehung der Motorwelle 30 mit dieser mitdreht. Das optische Element 40 kann beispielsweise ein Spiegel sein, der zum Ablenken eines Laserstrahls geeignet ist. Bei dem optischen Element 40 kann es sich jedoch auch um eine Linse oder ein anderes optisches Bauteil handeln.The motor shaft 30 can with an optical element 40 be connected so that the optical element 40 upon rotation of the motor shaft 30 with this turns. The optical element 40 For example, it may be a mirror that is suitable for deflecting a laser beam. In the optical element 40 however, it may also be a lens or other optical component.
Der Laserscanner 10 weist ferner eine Wärmesenke 50 auf. Die Wärmesenke 50 kann zum Aufnehmen von Wärme eingerichtet sein. Zum Beispiel kann die Wärmesenke 50 ein Wärmespeicher und/oder ein Kühlkörper sein.The laser scanner 10 also has a heat sink 50 on. The heat sink 50 can be set up to absorb heat. For example, the heat sink 50 be a heat storage and / or a heat sink.
Der Laserscanner 10 weist ferner zumindest ein Wärmeleitrohr 60 auf. Ein Wärmeleitrohr 60 kann mittels eines Phasenübergangs eines in dem Wärmeleitrohr 60 eingeschlossenen Mediums Wärme effizient übertragen. Beispielsweise werden Wärmeleitrohre 60 auch als „Heatpipe“ oder Zwei-Phasen-Thermosiphon bezeichnet und können Wärme von einem (Längs-)Abschnitt zu einem anderen (Längs-)Abschnitt des Wärmeleitrohrs 60 übertragen, z.B. unter Nutzung der Verdampfungswärme eines Wärmetransportmediums innerhalb des Wärmeleitrohrs 60. Das Wärmeleitrohr 60 kann Wärmeenergie entlang eines Temperaturgradienten von einem relativ wärmeren Bereich (z.B. der Außenseite 25) zu einem relativ kälteren Bereich (z.B. der Wärmesenke 50) transportieren unter Nutzung eines Phasenübergangs eines in dem Wärmeleitrohr 60 eingeschlossenen Mediums, das permanent in dem Wärmeleitrohr 60 eingeschlossen ist.The laser scanner 10 further comprises at least one heat pipe 60 on. A heat pipe 60 can by means of a phase transition of a in the heat pipe 60 enclosed medium transfer heat efficiently. For example, heat pipes 60 also referred to as a "heat pipe" or two-phase thermosyphon, and can transfer heat from one (longitudinal) section to another (longitudinal) section of the heat pipe 60 transferred, for example, using the heat of vaporization of a heat transfer medium within the heat pipe 60 , The heat pipe 60 can heat energy along a temperature gradient from a relatively warmer area (eg the outside 25 ) to a relatively colder area (eg the heat sink 50 ) transport using a phase transition in the heat pipe 60 enclosed medium, permanently in the heat pipe 60 is included.
Der Laserscanner 10 kann ein Wärmeleitrohr 60 oder mehrere Wärmeleitrohre 60 aufweisen. Konfigurationen, die im Folgenden anhand eines Wärmeleitrohrs 60 beschrieben sind, können auch mit mehreren Wärmeleitrohren 60, die hinsichtlich der Wärmeleitung zwischen der Außenseite 25 des Galvanometermotors 20 und der Wärmesenke 50 parallel und/oder in Serie geschaltet sein können, realisiert sein.The laser scanner 10 can be a heat pipe 60 or more heat pipes 60 respectively. Configurations, which in the following are based on a heat pipe 60 can also be described with multiple heat pipes 60 Regarding the heat conduction between the outside 25 of the galvanometer motor 20 and the heat sink 50 be implemented in parallel and / or in series, be realized.
Die Querschnittsfläche eines Wärmeleitrohrs 60 kann optional rund, oval oder rechteckig sein oder eine anderweitig flache Form haben. Die Querschnittsfläche eines Wärmeleitrohrs 60 kann optional beispielsweise eine Größe zwischen 1mm2 und 80mm2 oder zwischen 4mm2 und 30mm2 aufweisen, sie kann jedoch auch eine andere Größe aufweisen. Diesbezüglich kann der Durchmesser bzw. die Querschnittsfläche eines Wärmeleitrohrs 60 ohne großen Aufwand an die Menge der Motorabwärme des Galvanometermotors 20 angepasst werden. Optional kann dabei gemäß Ausführungsformen ein kleinerer Durchmesser bzw. eine kleinere Querschnittsfläche eines Wärmeleitrohrs 60 und dafür eine größere Anzahl (z.B. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 oder mehr) an Wärmeleitrohren 60 vorgesehen sein, um eine bestimmte Menge an Motorabwärme eines Galvanometermotors 20 effizient zur Wärmesenke 50 zu übertragen.The cross-sectional area of a heat pipe 60 may optionally be round, oval or rectangular or otherwise flat in shape. The cross-sectional area of a heat pipe 60 For example, it may optionally have a size between 1mm 2 and 80mm 2 or between 4mm 2 and 30mm 2 , but may be a different size. In this regard, the diameter or the cross-sectional area of a heat pipe 60 without much effort to the amount of engine heat of the galvanometer 20 be adjusted. Optionally, according to embodiments, a smaller diameter or a smaller cross-sectional area of a heat pipe 60 and for a larger number (eg 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 or more) of heat pipes 60 be provided to a certain amount of engine waste heat of a galvanometer 20 efficient to the heat sink 50 transferred to.
Wenn der Laserscanner 10 beispielsweise mehrere Galvanometermotoren 20, 120 (vgl. 5) aufweist, können diese mehreren Galvanometermotoren 20, 120 so mit der Wärmesenke 50 verbunden sein, wie es hierin anhand eines Galvanometermotors 20 beispielhaft beschrieben ist.If the laser scanner 10 for example, several galvanometer motors 20 . 120 (see. 5 ), these can be several galvanometer motors 20 . 120 so with the heat sink 50 connected, as it is herein by means of a galvanometer 20 is described by way of example.
Das Wärmeleitrohr 60 kann mit der Außenseite 25 des Galvanometermotors 20, z.B. mit der Außenseite des Motorgehäuses 21 davon, so direkt oder indirekt verbunden sein, dass Motorabwärme von der Außenseite 25 des Galvanometermotors 20 zu dem Wärmeleitrohr 60 übertragen werden kann.The heat pipe 60 can with the outside 25 of the galvanometer motor 20 , eg with the outside of the motor housing 21 of it, so directly or indirectly be connected, that engine waste heat from the outside 25 of the galvanometer motor 20 to the heat pipe 60 can be transferred.
Zum Beispiel kann das Wärmeleitrohr 60 mittels Lötens, Klebens, einer Klemmung, einer Passung oder auf andere Art und Weise direkt an der Außenseite 25 des Galvanometermotors 20 befestigt sein.For example, the heat pipe 60 by means of soldering, gluing, clamping, a fit or in some other way directly on the outside 25 of the galvanometer motor 20 be attached.
Aufgrund der kompakten Bauweise des Galvanometermotors 20 ist es schwierig, ein Wärmeleitrohr 60 direkt am Rotor oder Stator des Galvanometermotors 20 zu platzieren. Ferner hängt die Wärmeleitfähigkeit eines Wärmeleitrohrs 60 von der Querschnittsfläche davon ab, so dass einer Verkleinerung der Querschnittsfläche durch die Menge der erzeugten Motorabwärme Grenzen gesetzt sind, aber gleichzeitig die kompakte Bauweise des Galvanometermotors 20 die maximale Querschnittsgröße und die Anzahl an Wärmeleitrohren, die innerhalb des Galvanometermotors platziert werden können, begrenzt, so dass keine effiziente Kühlung möglich ist. Ein weiteres Problem bei einer Platzierung eines Wärmeleitrohrs 60 innerhalb des Galvanometermotors 20, d.h. zum Beispiel direkt am Rotor oder Stator, ergibt sich aus dem eingeschränkten Winkelbereich der möglichen Drehung der Motorwelle 30 des Galvanometermotors 20, welcher eine präzise Ausrichtung der Neutralstellung bzw. „Mittelstellung“ der Motorwelle 30 erforderlich machen kann. Solche innerhalb des Galvanometermotors 20 angeordneten Wärmeleitrohre müssten dann bei der Ausrichtung des Galvanometermotors 20 entsprechend mitgedreht werden, was aufgrund von Fertigungstoleranzen etc. von Galvanometermotoren bei jedem Laserscanner10 zu einer anderen Verlegung bzw. einem anderen Verlauf der Wärmeleitrohre 60 in dem Laserscanner 10 führen würde, was zu hohen Kosten und hoher Komplexität führen würde.Because of the compact design of the galvanometer motor 20 it is difficult to use a heat pipe 60 directly on the rotor or stator of the galvanometer motor 20 to place. Furthermore, the thermal conductivity of a heat pipe depends 60 on the cross-sectional area thereof, so that there are limits to a reduction in the cross-sectional area due to the amount of engine waste heat generated, but at the same time the compact design of the galvanometer motor 20 limits the maximum cross-sectional size and the number of heat pipes that can be placed within the galvanometer motor, so that efficient cooling is not possible. Another problem with placing a heat pipe 60 inside the galvanometer motor 20 , ie for example directly on the rotor or stator, results from the restricted angular range of the possible rotation of the motor shaft 30 of the galvanometer motor 20 , which is a precise alignment of the neutral position or "middle position" of the motor shaft 30 may require. Those within the galvanometer motor 20 arranged heat pipes would then have to align the galvanometer motor 20 are rotated accordingly, which is due to manufacturing tolerances etc. of galvanometer motors with each laser scanner 10 to a different laying or a different course of the heat pipes 60 in the laser scanner 10 would result, which would lead to high costs and high complexity.
Gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt daher eine Verbindung des Wärmeleitrohrs 60 mit der Außenseite 25 des Galvanometermotors 20.According to the present invention, therefore, a connection of the heat pipe takes place 60 with the outside 25 of the galvanometer motor 20 ,
Wie es in den 3a bis 3c gezeigt ist, kann die Außenseite 25 mit zumindest einer Umfangsnut 27 für ein Wärmeleitrohr 60 bereitgestellt sein, die dazu eingerichtet sein kann, das Wärmeleitrohr 60 zumindest teilweise aufzunehmen. Die Umfangsnut 27 kann in dem Motorgehäuse 21 gebildet sein und kann zu einer radialen Außenseite 25 des Galvanometermotors 20 offen sein. Ein Wärmeleitrohr 60 kann beispielsweise mittels Lötens oder einer Klemmung (z.B. durch Einpressen) oder auf andere Art und Weise in einer zugehörigen Umfangsnut 27 befestigt sein.As it is in the 3a to 3c shown is the outside 25 with at least one circumferential groove 27 for a heat pipe 60 be provided, which may be adapted to the heat pipe 60 at least partially. The circumferential groove 27 can in the motor housing 21 be formed and can to a radial outside 25 of the galvanometer motor 20 be open. A heat pipe 60 For example, by soldering or clamping (eg by pressing) or otherwise in an associated circumferential groove 27 be attached.
In den 3a und 3b sind zwei Umfangsnuten 27 zum Aufnehmen von zwei Wärmeleitrohren 60 gezeigt, jedoch kann auch nur eine Umfangsnut 27 an der Außenseite 25 des Galvanometermotors 20 bereitgestellt sein, oder es können mehr als zwei Umfangsnuten 27 an der Außenseite 25 bereitgestellt sein.In the 3a and 3b are two circumferential grooves 27 for picking up two heat pipes 60 However, only one circumferential groove can be shown 27 on the outside 25 of the galvanometer motor 20 be provided, or there may be more than two circumferential grooves 27 on the outside 25 be provided.
In der 3b ist der Galvanometermotor 20 mittels einer Halteinrichtung 90, die einen Flansch 26 an der Außenseite 25 des Galvanometermotors 20, Befestigungsmittel 91 (hier Schrauben) und einen Haltekörper 92 aufweist, relativ zu der Wärmesenke 50 ortsfest befestigt, jedoch kann der Galvanometermotor 20 auch auf andere Art und Weise ortsfest im Bezug auf die Wärmesenke 50 gehalten werden.In the 3b is the galvanometer motor 20 by means of a holding device 90 that have a flange 26 on the outside 25 of the galvanometer motor 20 , Fasteners 91 (here screws) and a holding body 92 has, relative to the heat sink 50 fixed, but can galvanometer 20 also stationary in other ways in relation to the heat sink 50 being held.
Das Wärmeleitrohr 60 kann direkt oder indirekt so mit der Wärmesenke 50 verbunden sein, dass Wärme von dem Wärmeleitrohr 60 zu der Wärmesenke 50 übertragen werden kann.The heat pipe 60 can directly or indirectly so with the heat sink 50 be connected to that heat from the heat pipe 60 to the heat sink 50 can be transferred.
Jedes Wärmeleitrohr 60 kann zumindest einen ersten Abschnitt 61 aufweisen, der direkt oder indirekt wärmeleitend mit der Außenseite 25 verbunden sein kann, und kann zumindest einen zweiten Abschnitt 62 aufweisen, der direkt oder indirekt wärmeleitend mit der Wärmesenke 50 verbunden sein kann.Each heat pipe 60 can at least a first section 61 have, directly or indirectly thermally conductive with the outside 25 can be connected, and can at least a second section 62 have, directly or indirectly thermally conductive with the heat sink 50 can be connected.
Hinsichtlich der Verbindungen zwischen Wärmeleitrohr 60 und Wärmesenke 50 sowie zwischen Wärmeleitrohr 60 und Außenseite 25 des Galvanometermotors 20 kann es vorgesehen sein, dass zwei Abschnitte 62 des Wärmeleitrohrs 60, die sich beispielsweise an den Längsenden oder in der Nähe davon befinden, mit der Wärmesenke 50 verbunden sind, und ein (Mittel-)Abschnitt 61 des Wärmeleitrohrs 60, der sich in Längsrichtung des Wärmeleitrohrs 60 zwischen diesen befindet, mit der Außenseite 25 des Galvanometermotors 20 verbunden ist (vgl. 3b und 3c). Jedoch kann auch nur ein (einzelner) Abschnitt 62 eines Wärmeleitrohrs 60 mit der Wärmesenke 50 verbunden sein und ein anderer (einzelner) Abschnitt 61 des Wärmeleitrohrs 60 kann mit der Außenseite 25 des Galvanometermotors 20 verbunden sein. Alternativ können auch zwei Abschnitte 61 des Wärmleitrohrs 60, die sich an gegenüberliegenden Längsenden des Wärmeleitrohrs 60 oder in der Nähe davon befinden können, beide mit der Außenseite 25 des Galvanometermotors 20 verbunden sein, und ein Mittelabschnitt 62 des Wärmeleitrohrs 60 kann mit der Wärmesenke 50 verbunden sein (in diesem Fall ergibt sich eine Konfiguration, die im Vergleich zu der in 3c gezeigten „umgekehrt“ ist).With regard to the connections between the heat pipe 60 and heat sink 50 and between heat pipe 60 and outside 25 of the galvanometer motor 20 It can be provided that two sections 62 of the heat pipe 60 For example, located at or near the longitudinal ends, with the heat sink 50 connected and a (middle) section 61 of the heat pipe 60 extending in the longitudinal direction of the heat pipe 60 located between these, with the outside 25 of the galvanometer motor 20 is connected (see. 3b and 3c ). However, only one (single) section 62 a Wärmeleitrohrs 60 with the heat sink 50 be connected and another (single) section 61 of the heat pipe 60 can with the outside 25 of the galvanometer motor 20 be connected. Alternatively, there are two sections 61 of the heat pipe 60 located at opposite longitudinal ends of the heat pipe 60 or near it, both with the outside 25 of the galvanometer motor 20 be connected, and a middle section 62 of the heat pipe 60 can with the heat sink 50 be connected (in this case, there is a configuration compared to the in 3c shown "reversed").
Es kann vorgesehen sein, dass die Abschnitte 61, 62 des Wärmeleitrohrs 60, die mit der Außenseite 25 bzw. der Wärmesenke 50 direkt oder indirekt verbunden sind, einen Abstand zu den Längsenden des Wärmerohrs 60 haben, um eine verbesserte Wärmeübertragung bereitzustellen.It can be provided that the sections 61 . 62 of the heat pipe 60 that with the outside 25 or the heat sink 50 are directly or indirectly connected, a distance from the longitudinal ends of the heat pipe 60 have to provide improved heat transfer.
Durch die beschriebene Konfiguration kann Motorabwärme von der Außenseite 25 des Galvanometermotors 20 über das zumindest eine Wärmleitrohr 60 zu der Wärmesenke 50 übertragen werden.Due to the described configuration, engine waste heat from the outside 25 of the galvanometer motor 20 over the at least one heat pipe 60 to the heat sink 50 be transmitted.
Durch den Abtransport der Wärme von der Außenseite 25 des Galvanometermotors 20 kann ein Temperaturanstieg des Galvanometermotors 20 verringert oder verhindert werden.By removing the heat from the outside 25 of the galvanometer motor 20 may be a rise in the temperature of the galvanometer motor 20 be reduced or prevented.
Mit Bezug auf die 4a, 4b, 4c und 5 kann der Laserscanner 10 ferner einen Kühlklemmkörper 70 aufweisen. Der Kühlklemmkörper 70 kann dazu eingerichtet sein, mittels einer Klemmung mit der Außenseite 25 des Galvanometermotors 20 (direkt) verbunden zu sein und an dieser befestigt zu sein.With respect to the 4a . 4b . 4c and 5 can the laser scanner 10 also a cooling clamp 70 respectively. The cooling clamp 70 can be set up by means of a clamp with the outside 25 of the galvanometer motor 20 to be (directly) connected and attached to it.
Der Kühlklemmkörper 70 kann eine Aussparung 75 aufweisen, in welche der Galvanometermotor 25 eingebracht werden kann. Wenn der Galvanometermotor 20 in die Aussparung 75 eingebracht ist, kann sich zumindest das optische Element 40 außerhalb des Kühlklemmkörpers 70 befinden.The cooling clamp body 70 can a recess 75 in which the galvanometer motor 25 can be introduced. When the galvanometer motor 20 in the recess 75 is introduced, at least the optical element 40 outside the cooling clamp 70 are located.
Der Kühlklemmkörper 70 kann an dem Galvanometermotor 20 befestigt sein. Dazu kann zum Beispiel eine (Press- oder Übergangs-)Passung zwischen einem Außendurchmesser des Galvanometermotors 20 (z.B. des Motorgehäuses 21 davon) und einem Innendurchmesser der Aussparung 75 bereitgestellt sein, so dass der Kühlklemmkörper 70 mittels einer Klemmung direkt an der Außenseite 25 des Galvanometermotors 20 befestigt ist.The cooling clamp body 70 can at the galvanometer motor 20 be attached. For this purpose, for example, a (press or transition) fit between an outer diameter of the galvanometer 20 (eg the motor housing 21 thereof) and an inner diameter of the recess 75 be provided so that the cooling clamp body 70 by means of a clamping directly on the outside 25 of the galvanometer motor 20 is attached.
Zusätzlich oder alternativ kann der Kühlklemmkörper 70 auch auf andere Art und Weise an dem Galvanometermotor 20 befestigt und mit diesem wärmeleitend verbunden sein, z.B. mittels Lötens, Verschraubens, Klebens oder auf andere Art und Weiße.Additionally or alternatively, the cooling clamp body 70 also in other ways on the galvanometer motor 20 be attached and connected to this heat-conducting, for example by means of soldering, screwing, gluing or other ways and whites.
Wie in der 4b gezeigt kann die die Aussparung 75 zumindest einen Schlitzabschnitt 76 (in der 4b sind zwei Schlitzabschnitte 76 gezeigt) aufweisen, der sich im Bezug auf die Motorwelle 30 radial von dem Galvanometermotor 20 nach außen erstreckt, wenn der Galvanometermotor 20 in der Aussparung 75 angeordnet ist. In der 4b ist die Lage der Motorwelle 30, wenn der Galvanometermotor 20 in der Aussparung 75 angeordnet ist, schematisch mittels eines Kreuzes, welches das Bezugszeichen 30 hat, gezeigt.Like in the 4b the recess can be shown 75 at least one slot section 76 (in the 4b are two slot sections 76 shown) with respect to the motor shaft 30 radially from the galvanometer motor 20 extends to the outside when the galvanometer motor 20 in the recess 75 is arranged. In the 4b is the position of the motor shaft 30 when the galvanometer motor 20 in the recess 75 is arranged, schematically by means of a cross, which is the reference numeral 30 has shown.
Der Schlitzabschnitt 76 ist dazu eingerichtet, den Kühlklemmkörper 70 an der Außenseite 25 des Galvanometermotors 20 zu befestigen, indem eine Schlitzweite W1 des Schlitzabschnitts 76 verkleinert wird. Eine Verkleinerung der Schlitzweite W1 kann zu einer Verkleinerung der Aussparung 75 und einem (festen) Reibschluss zwischen der Außenseite 25 des Galvanometermotors 20 und dem Kühlklemmkörper 70 führen.The slot section 76 is adapted to the cooling clamp body 70 on the outside 25 of the galvanometer motor 20 to attach by a slot width W1 of the slot section 76 is reduced. A reduction of the slot width W1 can lead to a reduction of the recess 75 and a (fixed) frictional engagement between the outside 25 of the galvanometer motor 20 and the cooling clamp body 70 to lead.
Die Schlitzweite W1 kann beispielsweise verkleinert werden, indem zumindest eine Öffnung 78 (schematisch mit einer Strich-Punkt-Linie angedeutet) in dem Kühlklemmkörper 70 bereitgestellt ist, welche einen zugehörigen Schlitzabschnitt 76 schneidet. Bei der Öffnung 78 kann es sich um eine Durchgangsöffnung handeln, die sich von einer Seite bis zur gegenüberliegenden Seite des Kühlklemmkörpers 70 erstreckt, oder es kann sich um eine Sacköffnung handeln, die den Schlitzabschnitt 76 schneidet und sich über diesen hinaus erstreckt. Beispielsweise können ein Gewindebolzen und eine Mutter bereitgestellt sein, und der Gewindebolzen kann sich durch die Öffnung 78, die als Durchgangsöffnung ausgebildet ist, erstrecken und mittels der Mutter gespannt werden, so dass die Schlitzweite W1 dadurch verringert wird. Es kann beispielsweise auch ein Innengewinde in der Öffnung 78 bereitgestellt sein, und es kann eine Schraube (schematisch mittels eines Kreuzes angedeutet) bereitgestellt sein, die in die Öffnung 78 eingebracht wird und in das Innengewinde eingreift. Auf diese Art kann eine mechanische Spannung zwischen einem Kopf der Schraube und dem Innengewinde der Öffnung 78 erzeugt werden, die die Schlitzweite W1 verringert und den Kühlklemmkörper 70 an der Außenseite 25 des Galvanometermotors 20 befestigt. In diesem Fall kann die Öffnung 78 beispielsweise als Sacköffnung ausgebildet sein.The slot width W1 For example, it can be made smaller by having at least one opening 78 (schematically indicated with a dashed-dotted line) in the cooling clamp body 70 is provided, which has an associated slot portion 76 cuts. At the opening 78 it can be a Through hole act, extending from one side to the opposite side of the cooling body 70 extends, or it may be a blind opening that the slot portion 76 cuts and extends beyond it. For example, a threaded bolt and a nut may be provided, and the threaded bolt may pass through the aperture 78 , which is formed as a passage opening, extend and are tensioned by means of the nut, so that the slot width W1 is reduced thereby. It can, for example, an internal thread in the opening 78 be provided, and it may be a screw (schematically indicated by a cross) provided in the opening 78 is introduced and engages in the internal thread. In this way, a mechanical tension between a head of the screw and the internal thread of the opening 78 are generated, the slot width W1 reduces and the cooling clamp body 70 on the outside 25 of the galvanometer motor 20 attached. In this case, the opening 78 be formed for example as a blind opening.
Das Wärmeleitrohr 60, z.B. der erste Abschnitt 61 davon, kann direkt oder indirekt mit dem Kühlklemmkörper 70 verbunden sein. Zum Beispiel können das Wärmeleitrohr 60 und eine Außenfläche der Kühlklemmkörpers 70 mittels Lötens oder Klebens oder mittels einer Verschraubung wärmeleitend direkt miteinander verbunden sein.The heat pipe 60 eg the first section 61 of it, can directly or indirectly with the cooling clamp body 70 be connected. For example, the heat pipe 60 and an outer surface of the cooling body 70 be thermally conductively connected directly by means of soldering or gluing or by means of a screw.
An der Außenseite des Kühlklemmkörpers 70 kann für jedes Wärmeleitrohr 60 eine jeweilige Nut 81 bereitgestellt sein, in welche das Wärmleitrohr 60 einbringbar ist, um eine Kontaktfläche zwischen Wärmeleitrohr 60 und Kühlklemmkörper 70 zu vergrößern und/oder um eine Verbindungsstärke zwischen dem Wärmeleitrohr 60 und Kühlklemmkörper 70 zu erhöhen. Alternativ oder zusätzlich können zu der Nut/den Nuten 81 auch eine oder mehrere Löcher 81a bereitgestellt sein, die sich beispielsweise parallel zu der Motorwelle 30 und/oder rechtwinklig dazu erstrecken können, wenn der Galvanometermotor 20 in der Aussparung 75 angeordnet ist. Die Löcher 81a können so dimensioniert sein, dass ein Wärmeleitrohr 60 in ein Loch 81a einbringbar und darin befestigbar ist, z.B. mittels Lötens, Klebens oder einer Passung. Die Löcher 81a können als Durchgangslöcher oder Sacklöcher ausgebildet sein.On the outside of the cooling clamp 70 can for any heat pipe 60 a respective groove 81 be provided, in which the heat pipe 60 can be introduced to a contact surface between the heat pipe 60 and cooling clamp 70 to increase and / or a connection strength between the heat pipe 60 and cooling clamp 70 to increase. Alternatively or additionally, to the groove (s) 81 also one or more holes 81a be provided, for example, parallel to the motor shaft 30 and / or at right angles thereto when the galvanometer motor 20 in the recess 75 is arranged. The holes 81a can be sized so that a heat pipe 60 in a hole 81a einbringbar and fastened therein, for example by means of soldering, gluing or a fit. The holes 81a may be formed as through holes or blind holes.
Mit weiterem Bezug auf die 4c kann der Kühlklemmkörper 70 ein mehrteiliger Kühlklemmkörper sein. Zum Beispiel kann der Kühlklemmkörper 70 einen ersten 71 und einen zweiten 72 Kühlklemmkörperteil (und optional noch weitere Kühlklemmkörperteile) aufweisen, die an einer (oder mehreren) Teilungsfläche 73 miteinander im Kontakt sind (z.B. aneinander befestigbar sind), um den Kühlklemmkörper 70 zu bilden. Der Kühlklemmkörper 70 kann ferner einen Kanal 80 aufweisen, in welchen das Wärmeleitrohr 60 einbringbar ist. Das Wärmeleitrohr 60, z.B. der erste Abschnitt 61 davon, kann mittels des Kanals 80 wärmeleitend mit dem Kühlklemmkörper 70 verbunden sein, z.B. indem es mittels Lötens und/oder einer Klemmung (z.B. durch eine Press- oder Übergangspassung) in dem Kanal 80 befestigt ist.With further reference to the 4c can the cooling clamp body 70 be a multi-part cooling clamp. For example, the cooling clamp body 70 a first 71 and a second 72 Cooling clamp body part (and optionally further cooling clamp body parts), which at one (or more) dividing surface 73 are in contact with each other (eg, fastened to each other) to the cooling clamp body 70 to build. The cooling clamp body 70 can also have a channel 80 in which the heat pipe 60 can be introduced. The heat pipe 60 eg the first section 61 of it, can by means of the channel 80 thermally conductive with the cooling clamp body 70 be connected, for example by soldering and / or a clamping (eg by a press or transition fit) in the channel 80 is attached.
Der Kanal 80 kann beispielsweise mittels (nur) einer ersten Nut 81, die in dem ersten Kühlklemmkörperteil 81 gebildet ist und zur Teilungsfläche 73 hin offen ist, gebildet sein. Die erste Nut 81 kann beispielsweise so dimensioniert sein, dass das Wärmeleitrohr 60 mittels einer Klemmung, die von dem ersten 71 und dem zweiten 72 Kühlklemmkörperteil erzeugt wird, in der ersten Nut 81 (bzw. dem Kanal 80) durch Einklemmen gehalten wird, wenn der erste 71 und der zweite 72 Kühlklemmkörperteil an der Teilungsfläche 73 aneinander befestigt werden und das Wärmeleitrohr 60 in die erste Nut 81 eingebracht ist.The channel 80 can for example by means of (only) a first groove 81 that in the first heat sink part 81 is formed and to the division area 73 is open, be educated. The first groove 81 can, for example, be dimensioned such that the heat pipe 60 by means of a clamp that from the first 71 and the second 72 Cooling clamp part is generated in the first groove 81 (or the channel 80 ) is held by pinching when the first 71 and the second 72 Cooling clamp part on the dividing surface 73 are attached to each other and the heat pipe 60 in the first groove 81 is introduced.
Alternativ kann der Kanal 80, wie es in der 4c gezeigt ist, auch mittels einer ersten Nut 81, die in dem ersten Kühlklemmkörperteil 71 gebildet ist und zur Teilungsfläche 73 hin offen ist, und einer dazu korrespondierenden zweiten Nut 82, die in dem zweiten Kühlklemmkörperteil 72 gebildet ist und zur Teilungsfläche 73 hin offen ist, gebildet sein. Der Kanal 80 kann beispielsweise so dimensioniert sein, dass das Wärmeleitrohr 60 mittels einer Klemmung, die von dem ersten 71 und dem zweiten 72 Kühlklemmkörperteil erzeugt wird, in der ersten 81 und der zweiten 82 Nut (bzw. in dem Kanal 80) durch Einklemmen gehalten wird, wenn der erste 71 und der zweite 72 Kühlklemmkörperteil an der Teilungsfläche 73 aneinander befestigt werden und das Wärmeleitrohr 60 in die erste Nut 81 und die zweite Nut 82 eingebracht ist.Alternatively, the channel 80 as it is in the 4c is shown, also by means of a first groove 81 that in the first heat sink part 71 is formed and to the division area 73 is open, and a corresponding second groove 82 that in the second heat sink part 72 is formed and to the division area 73 is open, be educated. The channel 80 can, for example, be dimensioned such that the heat pipe 60 by means of a clamp that from the first 71 and the second 72 Cooling clamp part is generated in the first 81 and the second 82 Groove (or in the channel 80 ) is held by pinching when the first 71 and the second 72 Cooling clamp part on the dividing surface 73 are attached to each other and the heat pipe 60 in the first groove 81 and the second groove 82 is introduced.
Wie in der 4c gezeigt können der erste und der zweite Kühlklemmkörperteil 71, 72 gleich ausgebildet sein und beispielsweise jeweils so aufgebaut sein, wie der in den 4a und 4b gezeigte Kühlklemmkörper 70.Like in the 4c the first and the second cooling clamp part can be shown 71 . 72 be of the same design and, for example, each be constructed like that in the 4a and 4b shown cooling clamp body 70 ,
Der Kühlklemmkörper 70 kann nur einen einzigen Kanal 80 aufweisen oder er kann mehrere, z.B. zwei, drei vier, fünf, sechs oder mehrere Kanäle 80 aufweisen, die wie der oben beschriebene Kanal 80 ausgebildet sein können, wobei nicht alle mit einem Kühlklemmkörper 70 bereitgestellten Kanäle 80 auf die gleiche Art ausgebildet sein müssen, sondern auch unterschiedlich ausgebildet sein können.The cooling clamp body 70 can only have a single channel 80 or it may be several, eg two, three, four, five, six or more channels 80 have the same as the channel described above 80 may be formed, not all with a cooling clamp 70 provided channels 80 have to be formed in the same way, but can also be designed differently.
In einen Kanal 80 bzw. ein Loch 81a kann nur ein Wärmeleitrohr 60 eingebracht sein, oder es können mehrere Wärmeleitrohre 60 eingebracht sein. Zum Beispiel können zwei Wärmeleitrohre 60 so in einen Kanal 80 bzw. ein Loch 81a (wenn es als Durchgangsloch ausgebildet ist) eingebracht sein, dass sich je ein Wärmeleitrohr 60 über eines von zwei gegenüberliegenden Längsenden des Kanals 80 bzw. des Lochs 81a zur Außenseite des Kühlklemmkörpers 70 erstreckt, wobei sich die Längsenden der Wärmeleitrohre 60 in dem Kanal 80 bzw. dem Loch 81a berühren können oder einen Abstand voneinander haben können.In a canal 80 or a hole 81a can only have one heat pipe 60 be introduced, or there may be several heat pipes 60 be introduced. For example, two heat pipes 60 so in a channel 80 or a hole 81a (If it is designed as a through hole) be introduced, that each have a heat pipe 60 about one in two opposite longitudinal ends of the channel 80 or the hole 81a to the outside of the cooling body 70 extends, wherein the longitudinal ends of the heat pipes 60 in the channel 80 or the hole 81a can touch or have a distance from each other.
Zusätzlich oder alternativ zu dem Kanal 80 kann der (z.B. mehrteilige) Kühlklemmkörper 70 auch Nuten 81, 82, die zur Außenseite des Kühlklemmkörpers 70 offen sind, aufweisen, um ein oder mehrere Wärmeleitrohre 60 aufzunehmen.In addition or as an alternative to the channel 80 can the (eg multi-part) cooling clamp 70 also grooves 81 . 82 leading to the outside of the heat sink 70 are open to have one or more heat pipes 60 take.
Der Laserscanner 10 kann ferner eine Halteeinrichtung 90 aufweisen, um den Galvanometermotor 20 ortsfest zu befestigen. Beispielsweise kann die Halteeinrichtung 90 einen Flansch 26, der fest mit dem Galvanometermotor 20 verbunden ist, sowie ein oder mehrere Befestigungsmittel 91 (z.B. Schrauben oder Bolzen oder ähnliches) aufweisen, wobei der Flansch 26 mittels des/der Befestigungsmittel 91 ortsfest gehalten werden kann (vgl. 3b). Der Flansch 26 kann beispielswiese integral, z.B. monolithisch integral, mit dem Motorgehäuse 21 gebildet sein.The laser scanner 10 may further include a holding device 90 exhibit to the galvanometer motor 20 fixed in place. For example, the holding device 90 a flange 26 fixing with the galvanometer motor 20 is connected, and one or more fasteners 91 (Eg screws or bolts or the like), wherein the flange 26 by means of the fastening means 91 can be held stationary (cf. 3b) , The flange 26 can, for example, integral, eg monolithic integral, with the motor housing 21 be formed.
Die Halteinrichtung 90 kann auch einen Haltekörper 92 aufweisen, der mit einem Laserscannergehäuse 100 fest verbunden sein kann, und der Galvanometermotor 20 kann mit dem Haltekörper 92 fest verbunden sein. Dazu kann der Galvanometermotor 20 beispielsweise mit dem Flansch 26 an der Außenseite 25 davon gebildet sein, der mittels einer oder Befestigungsmittel 91 an dem Haltekörper 92 befestigt ist. Der Haltekörper 92 kann beispielsweise mit dem Laserscannergehäuse 100 mittels Schrauben, Verschweißens, Klebens, Lötens oder auf andere Art und Weise verbunden sein. Der Haltekörper 92 und das Laserscannergehäuse 100 können auch integral, z.B. monolithisch integral, gebildet sein. Der Haltekörper 92 kann ein Abschnitt des Laserscannergehäuses 100 sein.The holding device 90 can also be a holding body 92 have with a laser scanner housing 100 can be firmly connected, and the galvanometer motor 20 can with the holding body 92 be firmly connected. The galvanometer motor can do this 20 for example with the flange 26 on the outside 25 be formed by means of or fasteners 91 on the holding body 92 is attached. The holding body 92 can, for example, with the laser scanner housing 100 be connected by means of screws, welding, gluing, soldering or in any other way. The holding body 92 and the laser scanner housing 100 can also be formed integrally, for example monolithically integrally. The holding body 92 can be a section of the laser scanner housing 100 his.
Die Halteeinrichtung 90 kann in den Wärmetransport von der Außenseite 25 des Galvanometermotors 20 zu der Wärmesenke 50 einbezogen sein. Dazu kann die Außenseite 25 des Galvanometermotors 20 wärmeleitend direkt oder indirekt mit der Halteinrichtung 90 verbunden sein. Zum Beispiel kann ein wärmeleitender Kontakt (z.B. Flächenkontakt) zwischen der Außenseite 25 des Galvanometermotors 20 und der Halteeinrichtung 90, z.B. dem Flansch 26, dem Befestigungsmittel(n) 91 und/oder dem Haltekörper 92 davon, vorgesehen sein, so dass die Außenseite 25 und die Halteeinrichtung 90 direkt wärmeleitend verbunden sind.The holding device 90 can in the heat transfer from the outside 25 of the galvanometer motor 20 to the heat sink 50 be involved. This can be done on the outside 25 of the galvanometer motor 20 directly or indirectly with the holding device 90 be connected. For example, a thermally conductive contact (eg surface contact) between the outside 25 of the galvanometer motor 20 and the holding device 90 , e.g. the flange 26 , the fastener (s) 91 and / or the holding body 92 thereof, be provided so that the outside 25 and the holding device 90 are directly connected to heat.
Das Wärmeleitrohr 60, z.B. der erste Abschnitt 61 davon, kann direkt oder indirekt mit der Halteinrichtung 90 verbunden sein, z.B. mit dem Flansch 26, dem Befestigungsmittel(n) 91 und/oder dem Haltekörper 92 davon. Da das Wärmeleitrohr 60, z.B. der zweite Abschnitt 62 davon, mit der Wärmesenke 50 verbunden ist, kann ein Wärmetransport von der Außenseite 25 des Galvanometermotors 20 über die Halteeinrichtung 90 und das Wärmeleitrohr 60 zu der Wärmesenke 50 hin stattfinden.The heat pipe 60 eg the first section 61 of it, can directly or indirectly with the holding device 90 be connected, eg with the flange 26 , the fastener (s) 91 and / or the holding body 92 from that. As the heat pipe 60 eg the second section 62 of it, with the heat sink 50 is connected, can heat transfer from the outside 25 of the galvanometer motor 20 over the holding device 90 and the heat pipe 60 to the heat sink 50 take place.
Wenn der Laserscanner 10 einen Kühlklemmkörper 70 aufweist, kann die Halteinrichtung 90 zusätzlich zu dem Kühlklemmkörper 70 bereitgestellt sein und dazu dienen, den Galvanometermotor 20 ortsfest zu befestigen, optional ohne in die Wärmeleitung von der Außenseite 25 des Galvanometermotors 20 zu der Wärmesenke 50 hin eingebunden zu sein.If the laser scanner 10 a cooling clamp body 70 has, the holding device 90 in addition to the cooling clamp body 70 be provided and serve the galvanometer motor 20 fix fixed, optionally without in the heat conduction from the outside 25 of the galvanometer motor 20 to the heat sink 50 to be involved.
Ferner kann der Kühlklemmkörper 70 optional verwendet werden, um den Galvanometermotor 20 ortsfest zu befestigen. Dazu kann beispielsweise der Kühlklemmkörper 70 mittels Verschraubens, Schweißens, Lötens oder auf andere Art und Weise an dem Laserscannergehäuse 100 befestigt sein. In diesem Fall kann der Kühlklemmkörper 70 zumindest einen Teil der Halteeinrichtung 90 bilden. Es kann aber gemäß Ausführungsformen auch auf eine (separate) Halteeinrichtung 90 verzichtet werden, wenn der Kühlklemmkörper 70 an dem Laserscannergehäuse 100 befestigt ist.Furthermore, the cooling clamp body 70 optionally used to the galvanometer motor 20 fixed in place. For this example, the cooling clamp 70 by screwing, welding, soldering or otherwise on the laser scanner housing 100 be attached. In this case, the cooling clamp body 70 at least a part of the holding device 90 form. However, it can according to embodiments also on a (separate) holding device 90 be waived if the cooling clamp body 70 on the laser scanner housing 100 is attached.
Wenn hierin auf eine indirekte wärmeleitende Verbindung der Außenseite 25 des Galvanometermotors 20 mit dem Wärmeleitrohr 60 Bezug genommen wird, kann dies bedeuten, dass sich der Kühlklemmkörper 70 und/oder die Halteinrichtung 90 (oder zumindest Teile des Kühlklemmkörpers und/oder der Halteeinrichtung) hinsichtlich der Wärmeleitung zwischen der Außenseite 25 und dem Wärmeleitrohr 60 befinden.When herein referred to an indirect heat conductive connection of the outside 25 of the galvanometer motor 20 with the heat pipe 60 With reference to this, it may mean that the cooling clamp body 70 and / or the holding device 90 (or at least parts of the cooling clamp body and / or the holding device) with regard to the heat conduction between the outside 25 and the heat pipe 60 are located.
Der Laserscanner 10 kann ein Laserscannergehäuse 100 aufweisen, in welchem (z.B. einem Innenraum 101 davon) zumindest eines ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus: zumindest ein Galvanometermotor 20, zumindest ein Wärmeleitrohr 60, Wärmesenke 50, Kühlklemmkörper 70, und Halteeinrichtung 90, zumindest teilweise angeordnet sein kann.The laser scanner 10 can be a laser scanner housing 100 in which (eg an interior 101 of which) at least one selected from the group consisting of: at least one galvanometer motor 20 , at least one heat pipe 60 , Heat sink 50 , Cooling clamp body 70 , and holding device 90 , at least partially arranged.
Das Laserscannergehäuse 100 kann den Innenraum 101 aufweisen, der staubgeschützt sein kann und in welchem beispielsweise das zumindest eine Wärmeleitrohr 60, der zumindest eine Galvanometermotor 20, der Kühlklemmkörper 70, sowie die Halteeinrichtung 90 angeordnet sein können. Ferner können in dem Innenraum 101 auch Steuerelektronik und Ähnliches angeordnet sein. Zumindest ein Teil des Innenraums 101 kann gegenüber der Umgebung des Laserscannergehäuses 100 staubgeschützt sein, z.B. gemäß dem Standard IP-53 oder einem anderen Standard. Das optische Element 40 (z.B. alle optischen Elemente des Laserscanners 10) können sich außerhalb des staubgeschützten Bereichs befinden, so dass ein Laserstrahl 200 auf diese Treffen kann, oder der staubgeschützte Bereich kann staubdichte Einfall- und Ausfallöffnungen aufweisen, so dass ein Laserstrahl 200 auf die optischen Elemente 40, 140 treffen und von diesen, z.B. zu einem Werkstück 220 hin, ausfallen kann und das Laserscannergehäuse 100 verlassen kann.The laser scanner housing 100 can the interior 101 have dust-proof and in which, for example, the at least one heat pipe 60 who have at least one galvanometer motor 20 , the cooling clamp 70 , as well as the holding device 90 can be arranged. Furthermore, in the interior 101 control electronics and the like can also be arranged. At least part of the interior 101 can compared to the environment of the laser scanner housing 100 be protected against dust, e.g. according to the standard IP 53 or another standard. The optical element 40 (e.g. all optical elements of the laser scanner 10 ) can be outside the dust-protected area, so that a laser beam 200 These encounters can occur, or the dust-protected area can have dust-tight entry and exit openings, so that a laser beam 200 on the optical elements 40 . 140 meet and from these, for example to a workpiece 220 can fail and the laser scanner housing 100 can leave.
Das Laserscannergehäuse 100 kann den Innenraum 101 (das Volumen davon) zu mindestens 50%, 60%, 70%, 80% oder 90% oder mehr umschließen.The laser scanner housing 100 can the interior 101 (the volume thereof) to at least 50%, 60%, 70%, 80% or 90% or more.
Die Wärmesenke 50 kann so eingerichtet sein, dass sie eine geringere Temperatur als die Außenseite 25 des Galvanometermotors 20 beim Betrieb des Laserscanners 10 aufweist und Motorabwärme des Galvanometermotors 20 aufnimmt (und ggf. an die Umgebung abgibt). Beispielsweise kann die Wärmesenke 50 eine im Bezug auf die Außenseite 25 des Galvanometermotors 20 kältere Fläche sein.The heat sink 50 can be set up to be a lower temperature than the outside 25 of the galvanometer motor 20 when operating the laser scanner 10 and engine waste heat from the galvanometer motor 20 records (and if necessary releases them to the environment). For example, the heat sink 50 one in terms of the outside 25 of the galvanometer motor 20 colder area.
Die Wärmesenke 50 kann beispielsweise so gebildet sein, dass sie eine vergrößerte Oberfläche zur Wärmeabgabe an ein Kühlmedium bereitstellt. Zum Beispiel kann die Wärmesenke 50 dazu Kühlrippen und/oder ein Gebläse aufweisen.The heat sink 50 For example, it may be formed to provide an increased surface area for dissipating heat to a cooling medium. For example, the heat sink 50 to have cooling fins and / or a fan.
Die Wärmesenke 50 kann beispielsweise auch als aktive Kühleinrichtung (z.B. als Peltierelement), die mittels Energiezufuhr das Wärmeleitrohr 60 kühlt, oder als Wärmepumpe ausgebildet sein.The heat sink 50 can, for example, also as an active cooling device (for example, as a Peltier element), which by means of energy supply the heat pipe 60 cools, or be designed as a heat pump.
Die Wärmesenke 50 kann ein Abschnitt des Laserscannergehäuses 100 sein oder diesen umfassen. Zum Beispiel kann die Wärmesenke 50 integral, z.B. monolithisch integral, mit dem Laserscannergehäuse 100 gebildet sein. Die Wärmesenke 50 kann gegenüber dem Laserscannergehäuse 100 thermisch isoliert sein, so dass eine Temperatur des Laserscannergehäuses 100 niedrig bleibt, wenn sich eine Temperatur der Wärmesenke 50 erhöht.The heat sink 50 may be a section of the laser scanner housing 100 be or include this. For example, the heat sink 50 integral, eg monolithic integral, with the laser scanner housing 100 be formed. The heat sink 50 can be compared to the laser scanner housing 100 be thermally insulated, allowing a temperature of the laser scanner housing 100 remains low when a temperature of the heat sink 50 elevated.
Das heißt zum Beispiel, dass das Wärmeleitrohr 60 mit einem Abschnitt einer Innenseite des Laserscannergehäuses 100 (welcher die Wärmesenke 50 zumindest teilweise bilden kann) verbunden sein kann. Die von dem Wärmeleitrohr 60 übertragene Wärme kann dann beispielsweise von dem zu diesem Abschnitt der Innenseite korrespondierenden Abschnitt der Außenseite des Laserscannergehäuses 100 abgegeben werden, z.B. an ein Umgebungsmedium wie Luft oder Kühlfluid. Der genannte Abschnitt der Außenseite kann auch eine aktive Kühleinrichtung (z.B. ein Peltierelement) oder ähnliches aufweisen oder damit verbunden sein.That means, for example, that the heat pipe 60 with a portion of an inside of the laser scanner housing 100 (which is the heat sink 50 can form at least partially). The from the heat pipe 60 Transferred heat can then, for example, from the section of the outside of the laser scanner housing corresponding to this section of the inside 100 are emitted, for example to an ambient medium such as air or cooling fluid. Said section of the outside can also have an active cooling device (for example a Peltier element) or the like or be connected to it.
Die Wärmesenke 50 kann aus einem wärmeleitenden Material wie Kupfer oder Aluminium gebildet sein.The heat sink 50 may be formed of a thermally conductive material such as copper or aluminum.
Die Wärmesenke 50 kann auch als separate Einrichtung außerhalb des Laserscannergehäuses 100 bereitgestellt sein.The heat sink 50 Can also be used as a separate device outside the laser scanner housing 100 be provided.
Die 5 zeigt eine Ausführungsform eines Laserscanners 10, welcher einen (ersten) Galvanometermotor 20 und einen weiteren (zweiten) Galvanometermotor 120 aufweist. The 5 shows an embodiment of a laser scanner 10 , which has a (first) galvanometer motor 20 and another (second) galvanometer motor 120 having.
Der weitere Galvanometermotor 120 kann wie der Galvanometermotor 20 gebildet sein. Wie der Galvanometermotor 20 weist der weitere Galvanometermotor 120 eine Außenseite 125 und eine Motorwelle 130, an der ein weiteres optisches Element 140, beispielsweise ein Spiegel, befestigt ist, auf.The further galvanometer motor 120 can like the galvanometer motor 20 be educated. Like the galvanometer motor 20 shows the further galvanometer motor 120 an outside 125 and a motor shaft 130 on which another optical element 140 , for example a mirror, is attached.
Der weitere Galvanometermotor 120 kann auf die gleiche Art und Weise, wie sie für den Galvanometermotor 20 beschrieben ist, ausgebildet sein und auf die gleiche Art und Weise, wie sie für den Galvanometermotor 20 beschrieben ist, mit der Wärmesenke 50 verbunden sein. Jedoch müssen der Galvanometermotor 20 und der weitere Galvanometermotor 120 nicht notwendigerweise gleich ausgebildet und auf gleiche Art und Weise mit der Wärmesenke 50 verbunden sein. Die Galvanometermotoren 20 und 120 können auch unterschiedlich ausgebildet sein und/oder können auf jeweils verschiedene Arten wärmeleitend mit der Wärmesenke 50 verbunden sein.The further galvanometer motor 120 can be done in the same way as for the galvanometer motor 20 described, be formed and in the same way as for the galvanometer motor 20 is described with the heat sink 50 be connected. However, the galvanometer motor 20 and the other galvanometer motor 120 not necessarily the same design and in the same way with the heat sink 50 be connected. The galvanometer motors 20 and 120 can also be designed differently and / or can be heat-conducting in different ways with the heat sink 50 be connected.
Die beiden Galvanometermotoren 20, 120 sind gemäß Ausführungsformen so angeordnet, dass die Motorwellen 30, 130 davon zumindest im Wesentlichen rechtwinklig zueinander sind.The two galvanometer motors 20 . 120 are arranged according to embodiments so that the motor shafts 30 . 130 of which are at least substantially perpendicular to one another.
Der Galvanometermotor 20 ist in der gezeigten Ausführungsform mit einem Kühlklemmkörper 70 bereitgestellt und der weitere Galvanometermotor 120 ist mit einem weiteren Kühlklemmkörper 170 bereitgestellt, der wie der oben beschriebene Kühlklemmkörper 70 konfiguriert sein kann.The galvanometer motor 20 is in the embodiment shown with a cooling clamp body 70 provided and the further galvanometer motor 120 is with another cooling clamp body 170 provided, which like the cooling clamp described above 70 can be configured.
Die in der 5 gezeigte Ausführungsform weist vier Wärmeleitrohre (zwei Wärmeleitrohre 60 und zwei weitere Wärmeleitrohre 160) auf, von denen drei in der 5 sichtbar sind. Jedoch kann ein erfindungsgemäßer Laserscanner 10 auch eine andere Anzahl an Wärmeleitrohren aufweisen, z.B. eins, zwei, drei, fünf, sechs, sieben oder mehr Wärmeleitrohre 60, 160. Die weiteren Wärmeleitrohre 160 können den gleichen Aufbau wie die Wärmeleitrohre 60 haben, und alle mit Bezug auf die Wärmeleitrohre 60 genannten Eigenschaften und Konfigurationen können auch auf die weiteren Wärmeleitrohre 160 zutreffen. Das bedeutet, ein weiteres (z.B. jedes weitere) Wärmeleitrohr 160 kann auf die gleiche Art und Weise, wie sie hierin anhand eines Wärmeleitrohrs 60 und der Außenseite 25 beschrieben ist, mit der Außenseite 125 und der Wärmesenke 50 verbunden sein.The in the 5 embodiment shown has four heat pipes (two heat pipes 60 and two more heat pipes 160 ), of which three in the 5 are visible. However, a laser scanner according to the invention 10 also have a different number of heat pipes, for example, one, two, three, five, six, seven or more heat pipes 60 . 160 , The other heat pipes 160 can have the same structure as the heat pipes 60 have, and all with respect to the heat pipes 60 mentioned properties and configurations can also be applied to the other heat pipes 160 hold true. That means another (eg every further) heat pipe 160 can work in the same way as they do herein using a heat pipe 60 and the outside 25 is described, with the outside 125 and the heat sink 50 be connected.
Jedes weitere Wärmeleitrohr 160 kann zumindest einen ersten Abschnitt 161 aufweisen, der direkt oder indirekt wärmeleitend mit der Außenseite 125 verbunden sein kann, und kann zumindest einen zweiten Abschnitt 162 aufweisen, der direkt oder indirekt wärmeleitend mit der Wärmesenke 50 verbunden sein kann.Each additional heat pipe 160 can at least a first section 161 have, directly or indirectly thermally conductive with the outside 125 can be connected, and can at least a second section 162 have, directly or indirectly thermally conductive with the heat sink 50 can be connected.
In der gezeigten Ausführungsform sind die ersten Abschnitte 61 von zwei Wärmeleitrohren 60 mit dem Kühlklemmkörper 70 verbunden, und die ersten Abschnitte 161 von zwei weiteren Wärmeleitrohren 160 (eines ist in der Ansicht der 5 von dem darüber liegenden weiteren Wärmeleitrohr 160 verdeckt) sind mit dem weiteren Kühlklemmkörper 170 verbunden.In the embodiment shown, the first sections 61 of two heat pipes 60 with the cooling clamp 70 connected, and the first sections 161 of two further heat pipes 160 (one is in the view of the 5 from the other heat pipe above 160 are covered) with the additional cooling clamp 170 connected.
Die zweiten Abschnitte 62, 162 aller vier Wärmeleitrohre 60, 160 sind mit der Wärmesenke 50 direkt wärmeleitend verbunden.The second sections 62 . 162 of all four heat pipes 60 . 160 are with the heat sink 50 connected directly to heat.
Der Kühlklemmkörper 70 und der weitere Kühlklemmkörper 170 sind beide mit dem Laserscannergehäuse 100 verbunden und halten den Galvanometermotor 20 bzw. den weiteren Galvanometermotor 120 ortsfest relativ zu der Wärmesenke 50. Hier bildet der Kühlklemmkörper 70 somit zumindest einen Teil der Halteinrichtung 90.The cooling clamp 70 and the other cooling clamp 170 are both with the laser scanner housing 100 connected and hold the galvanometer motor 20 or the other galvanometer motor 120 stationary relative to the heat sink 50 , Here forms the cooling clamp 70 thus at least part of the holding device 90 ,
Die von dem Galvanometermotor 20 erzeugte Motorabwärme wird über die Außenseite 25 davon auf den Kühlklemmkörper 70 übertragen (z.B. über die Klemmung der Außenseite 25 mittels der Aussparung 75) und wird von dem Kühlklemmkörper 70 auf die ersten Abschnitte 61 der beiden korrespondierenden Wärmeleitrohre 60 übertragen (die z.B. in jeweiligen Kanälen 80 angeordnet sind). Dann wird die Motorabwärme von den ersten Abschnitten 61 zu den korrespondierenden zweiten Abschnitten 62 der beiden Wärmeleitrohre 60 übertragen. Von den zweiten Abschnitten 62 der beiden Wärmeleitrohre 60 wird die Motorabwärme dann auf die Wärmesenke 50 übertragen.The one from the galvanometer motor 20 Engine waste heat is generated via the outside 25 of which on the cooling clamp 70 transferred (e.g. via the clamping of the outside 25 by means of the recess 75 ) and is from the cooling clamp 70 on the first sections 61 of the two corresponding heat pipes 60 transmitted (e.g. in the respective channels 80 are arranged). Then the engine waste heat from the first sections 61 to the corresponding second sections 62 of the two heat pipes 60 transfer. From the second sections 62 of the two heat pipes 60 the engine waste heat is then transferred to the heat sink 50 transfer.
Die von dem weiteren Galvanometermotor 120 erzeugte Motorabwärme wird über die Außenseite 125 davon auf den weiteren Kühlklemmkörper 170 übertragen und wird von dem weiteren Kühlklemmkörper 170 auf die ersten Abschnitte 161 der korrespondierenden beiden weiteren Wärmeleitrohre 160 übertragen. Dann wird die Motorabwärme des weiteren Galvanometermotors 120 von den ersten Abschnitten 161 zu den zweiten Abschnitten 162 der korrespondierenden weiteren Wärmeleitrohre 160 übertragen. Von diesen zweiten Abschnitten 162 der weiteren Wärmeleitrohre 160 wird die Motorabwärme dann auf die Wärmesenke 50 übertragen.The from the other galvanometer motor 120 generated engine heat is on the outside 125 of which on the further cooling clamp body 170 transferred and is from the other cooling body 170 on the first sections 161 the corresponding two further heat pipes 160 transfer. Then the engine waste heat of the other Galvanometermotors 120 from the first sections 161 to the second sections 162 the corresponding further heat pipes 160 transfer. From these second sections 162 the other heat pipes 160 The engine heat is then on the heat sink 50 transfer.
Somit kann die Motorabwärme der beiden Galvanometermotoren 20, 120 zu der Wärmesenke 50 übertragen werden, um einen Temperaturanstieg der Galvanometermotoren 20, 120 zu verhindern oder zu verringern.Thus, the engine waste heat of the two Galvanometermotoren 20 . 120 to the heat sink 50 be transferred to a temperature increase of the galvanometer motors 20 . 120 prevent or reduce it.
Der Laserscanner 10 kann so eingerichtet sein, dass ein Laserstrahl 200 von einer Laserquelle 190 (vgl. 6) auf das optische Element 40 und das weitere optische Element 140 treffen kann und korrespondierend mit der Drehung der optischen Elemente 40, 140 gesteuert abgelenkt werden kann. In der 5 wird der vom weiteren optischen Element 140 ausfallende Laserstrahl 200 über ein optionales optisches System 210 (z.B. ein Linsensystem) geführt, bevor er den Laserscanner 10 verlässt und beispielsweise auf ein Werkstück 220 trifft.The laser scanner 10 can be set up so that a laser beam 200 from a laser source 190 (see. 6 ) on the optical element 40 and the further optical element 140 can hit and corresponding to the rotation of the optical elements 40 . 140 controlled can be distracted. In the 5 becomes that of the further optical element 140 falling laser beam 200 via an optional optical system 210 (e.g. a lens system) before using the laser scanner 10 leaves and for example on a workpiece 220 meets.
Die 6 zeigt eine schematische Ansicht eines Laser-Materialbearbeitungssystems 165 zum Laserbearbeiten eines Werkstücks 220. Das Laser-Materialbearbeitungssystem 165 kann einen Laserscanner 10 wie er oben beschrieben ist (z.B. den in 5 gezeigten), eine Laserquelle 190 zum Erzeugen eines Laserstrahls 200 sowie eine Steuereinrichtung 180 zum Steuern des Laserscanners 10 aufweisen.The 6 shows a schematic view of a laser material processing system 165 for laser machining a workpiece 220 , The laser material processing system 165 can a laser scanner 10 as described above (eg the in 5 shown), a laser source 190 for generating a laser beam 200 and a control device 180 for controlling the laser scanner 10 respectively.
Die Laserquelle 190 kann dazu eingerichtet sein, einen Laserstrahl 200 zum Laserbearbeiten, z.B. Schweißen oder Schneiden, eines Werkstücks 220, z.B. aus Metall, z.B. aus Stahl, zu erzeugen. Die Laserquelle 190 kann eine luftgekühlte Laserquelle sein.The laser source 190 can be set up a laser beam 200 for laser processing, e.g. welding or cutting, of a workpiece 220 , for example from metal, for example from steel. The laser source 190 can be an air-cooled laser source.
Der Laserstrahl 200 kann dann auf den Laserscanner 10 und die optischen Elemente davon treffen und von diesen abgelenkt werden, um auf ein Ziel, wie z.B. das Werkstück 220, zu treffen, um dieses Ziel zu bearbeiten. Die Ausbreitungsrichtung des Laserstrahls 200 ist mittels Pfeilen schematisch in der 6 gezeigt.The laser beam 200 can then on the laser scanner 10 and meet the optical elements thereof and be deflected by them to a target, such as the workpiece 220 to meet to work this goal. The propagation direction of the laser beam 200 is schematically by arrows in the 6 shown.
Die Steuereinrichtung 180 kann außerhalb des Laserscannergehäuses 100 (wie gezeigt) und/oder innerhalb des Laserscannergehäuses 100, z.B. innerhalb des Innenraums 101, angeordnet sein.The control device 180 can outside the laser scanner housing 100 (as shown) and / or within the laser scanner housing 100 , eg inside the interior 101 be arranged.
Die Steuereinrichtung 180 kann mit jedem (bzw. dem) Galvanometermotor 20, 120 des Laserscanners 10 verbunden sein, um eine Drehung der jeweiligen Motorwelle 30, 130 mit dem daran angebrachten optischen Element 40, 140 zu steuern.The control device 180 can with each (or the) Galvanometermotor 20 . 120 of the laser scanner 10 be connected to a rotation of the respective motor shaft 30 . 130 with the attached optical element 40 . 140 to control.
Diese Steuerung führt zu einer gezielten Ablenkung des Laserstrahls wie es durch den Doppelpfeil bei dem Werkstück 220 schematisch gezeigt ist, wobei bei zwei Galvanometermotoren 20, 120 eine Steuerung des Laserstrahls in zwei Raumdimensionen möglich ist. Wenn der Laserscanner 10 einen Galvanometermotor 20 aufweist, ist eine Steuerung in einer Raumdimension möglich.This control leads to a targeted deflection of the laser beam as by the double arrow on the workpiece 220 is shown schematically, wherein two Galvanometermotoren 20 . 120 a control of the laser beam in two spatial dimensions is possible. If the laser scanner 10 a galvanometer motor 20 a control in a spatial dimension is possible.
Wenn es sich bei einem optischen Element um ein z-Achsen-Einstellsystem (z.B. ein Linsensystem oder ähnliches) handelt, kann ein Konvergenz- oder ein Divergenzwinkel des Laserstrahls 200 eingestellt werden.If an optical element is a z-axis adjustment system (for example a lens system or the like), an angle of convergence or a divergence of the laser beam can 200 can be set.
Ein erfindungsgemäßer Laserscanner 10 kann drei Galvanometermotoren mit drei korrespondierenden optischen Elementen aufweisen, von welchen drei optischen Elementen zwei Spiegel sind und eines ein z-Achsen-Einstellsystem ist, wodurch eine dreidimensionale Steuerung (zwei Raumdimensionen und Divergenzwinkel/Konvergenzwinkel) des Laserstrahls 200, der von dem Laserscanner 10 ausfällt, ermöglicht wird.An inventive laser scanner 10 can have three galvanometer motors with three corresponding optical elements, of which three optical elements are two mirrors and one is a z-axis adjustment system, whereby a three-dimensional control (two spatial dimensions and angle of divergence / angle of convergence) of the laser beam 200 by the laser scanner 10 fails, is made possible.
Bei der Steuereinrichtung 180 kann es sich um eine elektronische Steuereinrichtung wie z.B. einen Steuercomputer handeln.At the control facility 180 can be an electronic control device such as a control computer.
