DE202014006477U1 - Protective wall for laser beams of at least one laser device - Google Patents
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Abstract
Schutzwand für Laserstrahlen wenigstens einer Lasereinrichtung (7) mit in Richtung der Laserstrahlung – einer ersten Wand (3), – einem eine Vorderwand (4), Seitenwände und eine Rückwand aufweisenden Behälter (1) mit einem flüssigen Medium (2) beabstandet zur ersten Wand (3), – einer Füllstandsüberwachungseinrichtung für das flüssige Medium (2) im Behälter (1) und – einer Einrichtung (5) zur Detektion von Laserstrahlung im Raum zwischen der ersten Wand (3) und der Vorderwand (4).Protective wall for laser beams at least one laser device (7) with in the direction of the laser radiation - a first wall (3), - a container (1) having a front wall (4), side walls and a rear wall with a liquid medium (2) spaced from the first wall (3), - a level monitoring device for the liquid medium (2) in the container (1) and - a device (5) for detecting laser radiation in the space between the first wall (3) and the front wall (4).
Description
Die Erfindung betrifft Schutzwände für Laserstrahlen wenigstens einer Lasereinrichtung.The invention relates to protective walls for laser beams of at least one laser device.
In bekannten Schutzwänden für Laserstrahlen werden unter anderem aktive Elemente mit inliegenden Sensoren eingesetzt.In known protective walls for laser beams, among other things, active elements with internal sensors are used.
Die Druckschrift
Die Druckschrift
Durch die Druckschrift
Ein schnelles Erfassen einer eng begrenzten Stelle erfordert einen erhöhten Aufwand und/oder sind mit erhöhten Ansprechzeiten verbunden.A quick detection of a narrow location requires increased effort and / or are associated with increased response times.
Ein passives lösbares Element ist durch die Druckschrift
Durch die Druckschrift
Die Druckschrift
Durch die Druckschrift
Ein Signalisieren eines Defektes ist nicht vorgesehen.A signaling of a defect is not provided.
Die Druckschrift
Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache hochwirksame Schutzwand für Laserstrahlen eines Lasers mit einer Materialien zerstörenden Energie zu schaffen.The specified in the
Diese Aufgabe wird mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.This object is achieved with the features listed in the
Die Schutzwände für Laserstrahlen wenigstens einer Lasereinrichtung zeichnen sich insbesondere durch die einfache Realisierung aus.The protective walls for laser beams of at least one laser device are characterized in particular by the simple realization.
Dazu weist die Schutzwand in Richtung der Laserstrahlung
- – eine erste Wand,
- – einen eine Vorderwand, Seitenwände und eine Rückwand aufweisenden Behälter mit einem flüssigen Medium beabstandet zur ersten Wand,
- – eine Füllstandsüberwachungseinrichtung für das flüssige Medium im Behälter und
- – eine Einrichtung zur Detektion von Laserstrahlung im Raum zwischen der ersten Wand und der Vorderwand
- - a first wall,
- A container having a front wall, side walls and a rear wall with a liquid medium spaced from the first wall,
- - A level monitoring device for the liquid medium in the container and
- - A device for detecting laser radiation in the space between the first wall and the front wall
Insbesondere bei brillanter Laserstrahlung hoher Leistung sind passive Schutzeinrichtungen nicht wirksam genug, da durch eine geringe Divergenz der Strahlung erhebliche Intensitäten an derartige Schutzeinrichtungen gelangen können. Der Strahl durchtritt nach kurzer Zeit unmerklich derartige Einrichtungen. Die Schutzwand zeichnet sich besonders durch ihre sehr einfache Realisierung aus. Zwischen der ersten Wand und dem Behälter befindet sich die Einrichtung zur Detektion von Laserstrahlung, so dass die erste Wand durchtretende Laserstrahlung erfasst wird.In particular, with brilliant high-power laser radiation passive protective devices are not effective enough, because by a low divergence of the radiation can reach considerable intensities of such protective devices. The beam imperceptibly passes through such devices after a short time. The protective wall is characterized by its very simple realization. Between the first wall and the container is the device for detecting laser radiation, so that the first wall passing laser radiation is detected.
Der sich anschließende Behälter kann aus zusammengefügten Einzelteilen, zwei zusammengefügten Schalen oder einer Schale mit einer darauf angeordneten Platte bestehen. Die Schalenwand bildet damit einen Teil der Seitenwände oder die Seitenwände. Der so ausgebildete Behälter kann leicht über eine Einfüllöffnung mit dem flüssigen Medium befüllt werden. Der Behälter kann darüber hinaus oben offen sein, so dass das flüssige Medium einfach von oben einfüllar ist. Durch das flüssige Medium und durch die bei Laserbestrahlung entstehenden Temperaturgradienten angetriebene Konvektion werden die Wände effektiv gekühlt. Erfolgt aufgrund extrem hoher Leistung von beispielsweise über 10 kW ein Durchtritt auch der Vorderwand des Behälters, tritt flüssiges Medium aus. Der Füllstand wird durch die Füllstandsüberwachungseinrichtung detektiert, wobei das Sinken des Füllstandes erfasst wird. Die erste Wand führt dazu, dass das flüssige Medium nicht in den Raum der Lasereinrichtung gelangt und detektiert werden kann.The adjoining container can be made of assembled items, two assembled bowls or a bowl with one on top arranged plate exist. The shell wall thus forms part of the side walls or the side walls. The thus formed container can be easily filled via a filling opening with the liquid medium. The container may also be open at the top so that the liquid medium can be easily filled from above. The walls are effectively cooled by the liquid medium and convection driven by laser gradients. If a passage also occurs through the front wall of the container due to extremely high power of, for example, more than 10 kW, liquid medium escapes. The level is detected by the level monitoring device, wherein the sinking of the level is detected. The first wall causes the liquid medium does not enter the room of the laser device and can be detected.
Die erste Wand kann matt sein und aus einem Metall oder anderem Material bestehen, das Laserstrahlung absorbiert. Falls die Einrichtung zur Detektion von Laserstrahlung nicht oder nicht schnell genug reagiert ist der Behälter mit dem Medium vorhanden. Damit sind Redundanz im Laserschutz und ein eigensicherer Aufbau gegeben.The first wall may be dull and made of a metal or other material that absorbs laser radiation. If the device for detecting laser radiation does not respond or does not react fast enough, the container with the medium is present. This provides redundancy in laser protection and intrinsically safe design.
Damit ist die Schutzwand entweder als gleichzeitig passive und aktive Schutzwand an sich oder als ein Element einer passiven und aktiven Schutzwand verwendbar. Damit sind ökonomisch günstige und einfache Schutzwände mit höchster Schutzstufe realisierbar. Diese zeichnen sich weiterhin dadurch aus, dass diese leicht ohne das flüssige Medium transportier- und handhabbar sind. Das Befüllen kann problemlos erfolgen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass auch ein sinkender Füllstand ohne Beschädigung durch Laserstrahlen der Lasereinrichtung erfasst wird. Ein derartiges Sinken kann durch andere Beschädigungen oder durch die Umgebungsbedingungen hervorgerufen werden. Damit ist jederzeit die Sicherheit der Schutzwände gegeben. Die Reaktionszeiten sind dabei sehr kurz.Thus, the protective wall can be used either as a simultaneously passive and active protective wall per se or as an element of a passive and active protective wall. This economically feasible and simple barriers with maximum protection level can be realized. These are further characterized by the fact that they are easily transported and handled without the liquid medium. The filling can be done easily. Another advantage is that even a sinking level is detected without damage by laser beams of the laser device. Such sinking may be caused by other damage or environmental conditions. This ensures the safety of the protective walls at all times. The reaction times are very short.
Die Schutzwände können in den unterschiedlichsten Geometrien hergestellt werden, so dass eine optimale Anpassung an die jeweiligen Lasereinrichtungen einschließlich deren Standorte erfolgen kann.The protective walls can be produced in a wide variety of geometries, so that an optimal adaptation to the respective laser devices, including their locations, can take place.
Das flüssige Medium kann dabei vorteilhafterweise ein hochtemperaturfestes flüssiges Polymer oder Wasser sein.The liquid medium may advantageously be a high-temperature-resistant liquid polymer or water.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Schutzansprüchen 2 bis 17 angegeben.Advantageous embodiments of the invention are specified in the
Die erste Wand, Seitenwände und die Vorderwand des Behälters sind nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 2 eine erste einen Hohlraum begrenzende Kammer. Weiterhin ist der Behälter eine zweite Kammer mit dem flüssigen Medium, wobei die Vorderwand der zweiten Kammer die Rückwand der ersten Kammer ist. Die erste Kammer stellt dabei weiterhin einen Schutz für die Vorderwand der zweiten Kammer vor Umwelteinflüssen insbesondere von Verschmutzungen dar. Diese Vorderwand ist dazu von der Umwelt hermetisch abgeschlossen. Das ist insbesondere bei einer Laserstrahlung reflektierenden Oberfläche besonders vorteilhaft. Die Schutzwand ist damit ein Verbund.The first wall, side walls and the front wall of the container are according to the embodiment of the
Die in Richtung Lasereinrichtung weisende Oberfläche der Vorderwand des Behälters ist nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 3 eine die Laserstrahlung reflektierende Oberfläche. Günstigerweise kann diese Vorderwand aus designiertem Aluminium bestehen.The pointing in the direction of laser device surface of the front wall of the container is according to the embodiment of the
Die Einrichtung zur Detektion von Laserstrahlung im Raum zwischen der ersten Wand und der Vorderwand des Behälters ist nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 4 eine Laserstrahlung optisch, mechanisch, elektrisch und/oder thermisch erfassende Einrichtung. In Richtung Lasereinrichtung ist die Einrichtung eine erste Schutzvorrichtung. Der Behälter mit dem Medium ist eine zweite Schutzvorrichtung vor Laserstrahlung der Lasereinrichtung.The device for detecting laser radiation in the space between the first wall and the front wall of the container is according to the embodiment of the
In der ersten Kammer befindet sich nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 5 eine Leiterbahnmatte, wobei die Leiterbahnen mit einer Widerstandsmesseinrichtung verbunden sind. Bei der Beschädigung von Leiterbahnen ändert sich der Widerstand, der erfasst wird.In the first chamber is according to the embodiment of the
Die erste Kammer ist nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 6 eine lichtdichte erste Kammer. Die Einrichtung zur Detektion von Laserstrahlung ist dazu eine elektromagnetische Strahlung erfassende Einrichtung.The first chamber is according to the embodiment of the
Die erste Kammer weist nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 7 einen Sensor zur Detektion von Medium aus dem Behälter auf. Die erste Kammer dient hier bei Beschädigung der Vorderwand des Behälters als erste Kammer neben der Aufnahme von Medium auch der Detektion von austretendem Medium. Der Schutz erhöht sich, wobei auch kleinste Beschädigungen erfasst werden.The first chamber has, according to the embodiment of the
Die Schutzwand ist nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 8 eine Zwischenwand zwischen zwei Lasereinrichtungen. In Richtung der Laserstrahlungen der Lasereinrichtungen sind jeweils erste Wände angeordnet. Weiterhin ist zwischen den ersten Wänden der Behälter mit dem flüssigen Medium beabstandet angeordnet, wobei die Vorderwand für die erste Lasereinrichtung die Rückwand für die zweite Lasereinrichtung und die Rückwand für die erste Lasereinrichtung die Vorderwand der zweiten Lasereinrichtung ist.The protective wall is according to the embodiment of the protection claim 8 an intermediate wall between two laser devices. In the direction of the laser radiation of the laser devices each first walls are arranged. Furthermore, between the first walls of the container with the liquid medium is spaced, wherein the front wall for the first laser device, the rear wall for the second laser device and the rear wall for the first laser device is the front wall of the second laser device.
In Fortführung kann sich der Behälter als zweite Kammer nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 9 zwischen ersten Kammern befinden.In continuation, the container may be located as a second chamber according to the embodiment of the
Die Schutzwand ist damit vorteilhafterweise eine Trennwand von zwei Arbeitsräumen, in denen Lasereinrichtungen angeordnet sind. Der Behälter kann dabei insbesondere aus designiertem Aluminium bestehen.The protective wall is thus advantageously a partition wall of two work spaces in which laser devices are arranged. The container may consist in particular of designated aluminum.
Nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 10 ist das flüssige Medium im Behälter elektrisch leitfähig. Vorteilhafterweise ist darüber hinaus eine Füllstandsüberwachungseinrichtung aus zwei mit einer Widerstandsmesseinrichtung zusammengeschalteten Elektroden im Behälter angeordnet. Im Normalfall mit einem gefüllten Behälter ist der Stromkreis bestehend aus Widerstandsmesseinrichtung, den Elektroden und dem flüssigen Medium geschlossen. Das flüssige Medium ist dabei vorteilhafterweise ein Bestandteil einer Wheatstone-Brücke.According to the embodiment of the protection claim 10, the liquid medium in the container is electrically conductive. In addition, a fill level monitoring device of two electrodes interconnected with a resistance measuring device is advantageously arranged in the container. Normally with a filled container, the circuit consisting of resistance measuring device, the electrodes and the liquid medium is closed. The liquid medium is advantageously part of a Wheatstone bridge.
Die Elektroden können dazu auch die Schaltkontakte in einem Stromkreis sein, wobei im gefüllten Zustand des Behälters der Stromkreis über das flüssige Medium geschlossen ist und bei sich verringernden Füllstand des flüssigen Mediums der Stromkreis geöffnet wird. Dadurch bildet das flüssige Medium selbst ein Schaltelement.The electrodes can also be the switching contacts in a circuit, wherein in the filled state of the container, the circuit is closed via the liquid medium and the circuit is opened at decreasing level of the liquid medium. As a result, the liquid medium itself forms a switching element.
Die Füllstandsüberwachungseinrichtung besteht nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 11 aus einem drehbar gelagerten Schwimmer für das flüssige Medium, wobei der Schwimmer mit einem elektrischen Kontaktbauelement verbunden ist. Bei beschädigter Wand des Behälters sinkt der Flüssigkeitsstand im Behälter. Gleichzeitig ändert sich die Position des Schwimmers im Behälter, wobei das elektrische Kontaktbauelement betätigt wird.The level monitoring device consists according to the embodiment of the protection claim 11 of a rotatably mounted float for the liquid medium, wherein the float is connected to an electrical contact device. If the wall of the container is damaged, the liquid level in the container drops. At the same time, the position of the float in the container changes, with the electrical contact component being actuated.
Im Behälter ist nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 12 eine Druckmesseinrichtung als Füllstandsüberwachungseinrichtung angeordnet. Bei beschädigtem Behälter verringert sich die Menge an flüssigem Medium im Behälter.In the container, a pressure measuring device is arranged as a level monitoring device according to the embodiment of the protection claim 12. If the container is damaged, the amount of liquid in the container will be reduced.
Gleichzeitig ändert sich das Gewicht und daraus folgernd der Druck auf den Boden des Behälters mit der Druckmesseinrichtung.At the same time, the weight and, consequently, the pressure on the bottom of the container changes with the pressure measuring device.
Der Behälter weist nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 13 im oberen Bereich wenigstens eine Öffnung auf oder ist oben offen. Dadurch ist eine einfache Befüllung des Behälters möglich. Die Öffnung kann mit einem lösbaren Verschluss versehen sein, der gleichzeitig vorteilhafterweise eine Halterung für Elektroden der Füllstandsüberwachungseinrichtung sein kann, so dass eine sehr einfache Handhabung gegeben ist.The container has according to the embodiment of the protection claim 13 in the upper region at least one opening or is open at the top. As a result, a simple filling of the container is possible. The opening may be provided with a releasable closure, which may be advantageously a holder for electrodes of the level monitoring device at the same time, so that a very simple handling is given.
Der Behälter besitzt nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 14 eine verschließbare Füllöffnung mit einem Anschlussstück für das flüssige Medium, so dass eine einfache Befüllung über ein vorhandenes Versorgungsnetz möglich ist. Das kann in Verbindung mit einer verschließbaren Entlüftungsöffnung erfolgen, so dass Lufteinschlüsse im Behälter vermeidbar sind.The container has, according to the embodiment of the protection claim 14, a closable filling opening with a connection piece for the liquid medium, so that a simple filling via an existing supply network is possible. This can be done in conjunction with a closable vent so that air pockets in the container can be avoided.
Der Druck des flüssigen Mediums im Behälter ist nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 15 größer als der Druck auf den Behälter, so dass die Schutzwand bei Störungen empfindlicher reagiert.The pressure of the liquid medium in the container is according to the embodiment of the protection claim 15 greater than the pressure on the container, so that the protective wall is more sensitive to disturbances.
Die Füllstandsüberwachungseinrichtung für das flüssige Medium im Behälter und die Einrichtung zur Detektion von Laserstrahlung im Raum zwischen der ersten Wand und der Vorderwand des Behälters sind nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 16 mit dem Not-Aus-Kreis der Lasereinrichtung so zusammengeschaltet, dass bei Detektion von Laserstrahlung und/oder bei sinkenden Füllstand die Lasereinrichtung ausgeschaltet wird.The level monitoring device for the liquid medium in the container and the device for detecting laser radiation in the space between the first wall and the front wall of the container are interconnected according to the embodiment of the protection claim 16 with the emergency stop circuit of the laser device so that upon detection of laser radiation and / or at decreasing level, the laser device is turned off.
Die Füllstandsüberwachungseinrichtung für das flüssige Medium im Behälter, die Einrichtung zur Detektion von Laserstrahlung im Raum zwischen der ersten Wand und der Vorderwand des Behälters und der Sensor zur Detektion von Medium aus dem Behälter in der ersten Kammer sind nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 17 mit dem Not-Aus-Kreis der Lasereinrichtung so zusammengeschaltet, dass bei Detektion von Laserstrahlung, bei sinkenden Füllstand und/oder Medium in der ersten Kammer die Lasereinrichtung ausgeschaltet wird.The level monitoring device for the liquid medium in the container, the means for detecting laser radiation in the space between the first wall and the front wall of the container and the sensor for detecting medium from the container in the first chamber are according to the embodiment of the protection claim 17 with the emergency Out of the circuit of the laser device connected together so that upon detection of laser radiation, with decreasing level and / or medium in the first chamber, the laser device is turned off.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is illustrated in principle in the drawings and will be described in more detail below.
Es zeigen:Show it:
Eine Schutzwand für Laserstrahlen wenigstens einer Lasereinrichtung
Die
Der Behälter
In der ersten Kammer ist die Einrichtung
Die
Die Füllstandsüberwachungseinrichtung für das flüssige Medium
Für das flüssige Medium
Die Elektroden
In einer Ausführungsform können auch Füllstandsüberwachungseinrichtungen mit einem drehbar gelagerten Schwimmer für das flüssige Medium
In einer weiteren Ausführungsform kann sich in der ersten Kammer ein Sensor zur Detektion von Medium
Zur Erhöhung der Empfindlichkeit können die Behälter
Die
In einer weiteren Ausführungsform kann sich der Behälter
Die Füllstandsüberwachungseinrichtung für das flüssige Medium
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 202007006710 U1 [0012] DE 202007006710 U1 [0012]
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