DE202016104842U1 - Kühlkörper für eine Steckerbindungs-Vorrichtung - Google Patents

Kühlkörper für eine Steckerbindungs-Vorrichtung Download PDF

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Abstract

Kühlkörper (10) für eine Steckverbindungs-Vorrichtung (12) umfassend einen Hohlraum (42), eine optische Faser (16) und Kühlkanäle (44) dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende der optischen Faser (16) in den Hohlraum (42) hineinragt und sich die Kühlkanäle (44) im Wesentlichen entlang einer gesamten Länge des Kühlkörpers (10) erstrecken, wobei die Kühlkanäle (44) einen geschlossenen Kreislauf bilden, der bei der Fertigung des Kühlkörpers (10) gebildet wird, und der Kühlkörper (10) monolithisch ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kühlkörper für eine Steckverbindungs-Vorrichtung umfassend einen Hohlraum, eine optische Faser und Kühlkanäle.
  • Optische Fasern werden zum Transport von Laserlicht in etlichen Anwendungen eingesetzt. In der Materialbearbeitung mit Laserstrahlung lassen sich dadurch besonders vorteilhaft größere Distanzen zwischen Werkstück und Laserstrahlquelle flexibel überbrücken. Um einsetzbar zu sein, werden die Fasern in geeigneten Steckverbindungs-Vorrichtungen gehalten, die über weitere optomechanische Elemente mit der Laserstrahlquelle und der Bearbeitungsoptik verbunden sind.
  • Des Weiteren werden Fasern insbesondere für hohe Leistungen mit sogenannten Modenstrippern versehen, die Fehllicht aus dem Fasermantel herausfiltern. Hierzu sind u.a. Methoden zur Aufrauhung der Oberfläche bekannt. Die Reduzierung von Fehllicht, d.h. der Austritt von elektromagnetischer Strahlung aus der optischen Faser an Stellen, wo dies nicht gewünscht ist, stellt beim Transport der elektromagnetischen Strahlung in einer optischen Faser oder innerhalb von Bestandteilen von Strahl- oder Lichtführungssystemen eine grundsätzliche Herausforderung dar. Dabei ist es sowohl wünschenswert, den Austritt der Strahlung zu reduzieren, als auch die Wirkungen der austretenden Strahlung zu minimieren.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demnach darin, einen Kühlkörper für eine Steckverbindungs-Vorrichtung bereitzustellen, die nicht die Mängel und Nachteile des Standes der Technik aufweist. Insbesondere soll ein Kühlkörper für eine Steckverbindungs-Vorrichtung bereitgestellt werden, bei dem die Wirkung von austretender Strahlung minimiert wird.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch einen Kühlkörper für eine Steckverbindungs-Vorrichtung umfassend einen Hohlraum, eine optische Faser und Kühlkanäle, wobei ein Ende der optischen Faser in den Hohlraum hineinragt und sich die Kühlkanäle im Wesentlichen entlang einer gesamten Länge des Kühlkörpers erstrecken, wobei die Kühlkanäle einen geschlossenen Kreislauf bilden, der bei der Fertigung des Kühlkörpers gebildet wird, und der Kühlkörper monolithisch ausgebildet ist. Es ist insbesondere bevorzugt, den Kühlkörper für high power-Anwendungen und für ultrakurze Laserpulse zu verwenden.
  • Der Kühlkörper soll monolithisch ausgebildet sein, was im Sinne der Erfindung bevorzugt bedeutet, dass der Kühlkörper aus einem Vollmaterial und/oder Blockmaterial hergestellt ist und insbesondere nicht aus mehreren Materialien und/oder Komponenten gefügt ist. Es ist besonders bevorzugt, dass auf das Fügen mehrerer Bestandteile durch die Fügetechnik des Schweißens verzichtet werden kann. Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass allein durch die Fertigung des Kühlkörpers ein geschlossener Kühlkreislauf erzeugt wird, wobei der Begriff „geschlossen“ im Sinne der Erfindung bevorzugt bedeutet, dass nur ein Eingang und ein Ausgang der Kühlkanäle durch Anschlüsse zu dichten sind. Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht demnach darin, dass keine Zusatzelemente zum Abdichten der Kühlkanäle erforderlich sind und somit das Risiko einer Leckage minimiert wird.
  • Die aus einer optischen Faser oder einem Bestandteil eines strahlungsführenden Systems austretende Strahlung verursacht im Wesentlichen Wärme beziehungsweise thermische Energie, die aus dem Austrittsbereich der optischen Faser oder der Systemkomponenten abgeführt werden soll, um keine Schäden an den Vorrichtungen hervorzurufen. Es war vollkommen überraschend, dass ein Kühlkörper bereitgestellt werden kann, bei dem ein Hohlraum, in dem ein Fasernde angeordnet vorliegt, so mit Kühlkanälen im Kühlkörper zusammenwirkt, dass die Kühlwirkung des Kühlkörpers maximiert und die Wirkung des Fehllichts, insbesondere die Entstehung von Wärme und/oder thermischer Energie wirksam minimiert wird.
  • Es kann im Sinne der Erfindung weiter bevorzugt sein, dass der Kühlkörper im Wesentlichen einteilig ausgeführt ist. Der Begriff „einteilig“ bedeutet im Sinne der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass der Körper des Kühlkörpers nicht aus mehreren einzelnen Bestandteilen zusammengesetzt ist, sondern der Kühlkörper ein zusammenhängendes Werkstück umfasst. Dies bedeutet allerdings nicht, dass nicht auch weitere funktionelle Bestandteile, wie beispielsweise Fenster, an dem bevorzugten Körper angebracht sein können. Solche zusätzlichen Anbauteile stehen der Verwendung des Begriffs „einteilig“ im Sinne der Erfindung nicht im Wege. Weitere funktionelle Bestandteile können beispielsweise ausgewählt sein aus einer Gruppe umfassend Anschraubteile, Befestigungselemente, Anschlüsse und/oder Dichtelemente.
  • Der Kühlkörper umfasst einen Hohlraum, in dem die optische Faser und/oder die Haltevorrichtung enden. Vorzugsweise umschließt der Hohlraum ein zylinderförmiges Volumen, welches mit einem Gas und/oder einem Gasgemisch gefüllt und vorteilhafterweise auch evakuiert werden kann. Der durchschnittliche Fachmann weiß, dass die Evakuierung eines Hohlraums bevorzugt einen Vorgang bezeichnet, an dessen Ende der evakuierte Hohlraum einen Druck aufweist, der geringer ist als der Atmosphären-Druck der äußeren Umgebung. Der Begriff „Atmosphärendruck der äußeren Umgebung“ wird im Sinne der Erfindung bevorzugt auch als „Luftdruck“ bezeichnet und ist für den durchschnittlichen Fachmann kein unklarer Begriff, denn der durchschnittliche Fachmann weiß, dass der mittlere Luftdruck bei p = 1 bar ≈ 1013 hPa liegt. Der durchschnittliche Fachmann weiß auch, dass der Atmosphärendruck durch die Gewichtskraft der Luftsäule, die auf der Erdoberfläche oder einem sich auf ihr befindlichen Körper steht, entsteht und ständigen Schwankungen unterliegt. Insofern beschreibt der Begriff „Atmosphärendruck“ keinen festen Wert, sondern bezieht sich auf den jeweils aktuellen Luftdruck in der Atmosphäre.
  • Es ist bekannt, die Enden von optischen Fasern zum Transport von Laserlicht mit Steckverbindungs-Vorrichtungen zu versehen und damit die optischen Fasern einfach und unkompliziert mit optischen Transportsystemen zu verbinden. Im Kontext dieser Erfindung werden „Steckverbindungs-Vorrichtungen“ bevorzugt auch als „Stecker“ bezeichnet. Die im Stand der Technik bekannten Steckverbindungs-Vorrichtungen sind üblicherweise vorkonfektioniert, wobei die Enden der optischen Fasern bearbeitet und präpariert sind. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist nun vorgesehen, dass ein solcher Stecker einen Kühlkörper umfasst, der bevorzugt einteilig ausgeführt ist. Durch die bevorzugt einteilige Konstruktion weist der Kühlkörper insbesondere keine Versatz- und Übergangregionen auf, die die technische Wirkung und Funktion des Kühlkörpers beinträchtigen können.
  • Darüber hinaus ist die Oberfläche des Kühlkörpers durch die einteilige Ausführung besonders glatt und frei von Kanten, so dass der Grundkörper bei einem Nutzer einen hochwertigen haptischen Eindruck hinterlässt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Hohlraum des Kühlkörpers von der hülsenförmigen Haltevorrichtung abdichtbar. Eine bevorzugt einteilige Konstruktion des Kühlkörpers ermöglicht vorteilhafterweise die Bereitstellung eines abgedichteten Volumens zur Gasbefüllung. Darüber hinaus kann eine besonders effiziente Kühlung des Kühlkörpers bei Auftreten von Fehllicht gewährleistet werden. Die einteilige Ausführung des Kühlkörpers ermöglicht des Weiteren eine vereinfachte Herstellung und einen reduzierten Wartungsaufwand. Darüber hinaus werden Verschiebungen durch etwaige Unstimmigkeiten zwischen nicht optimal zueinander ausgerichteten Einzelteilen eines mehrteilig ausgeführten Kühlkörpers vermieden. Es ist bevorzugt, wenn der Kühlkörper Materialien umfasst, die ausgewählt sind aus einer Gruppe umfassend Edelstahl, Kupfer und/oder andere metallische Legierungen. Die Bearbeitung erfolgt vorzugsweise durch spanende Verfahren, Urformen, Umformen, generative Fertigung, Gussverfahren und/oder 3D Druckverfahren.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind mehrere Kühlkreisläufe im Kühlkörper parallel und/oder seriell verschaltbar. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, wenn die Kühlkanäle als Kühlbohrungen ausgeführt sind.
  • Insbesondere wird durch die Bereitstellung des erfindungsgemäßen Kühlkörpers eine effiziente Halterung der optischen Faser gewährleistet, wobei die Halterung der optischen Faser vorteilhafterweise mit großem Abstand zu dem Ort erfolgt, an dem das Laserlicht die optische Faser verlässt oder in diese eintritt. Dieser Ort wird im Sinne der Erfindung bevorzugt auch als „Faserende“ bezeichnet. Der Begriff „Fehllicht“ beschreibt im Sinne der vorliegenden Erfindung bevorzugt solches Laserlicht, das ursprünglich in der optischen Faser transportiert wurde, aber die optische Faser verlassen hat. Zu einem solchen unkontrollierten Austritt von Laserlicht aus einer optischen Faser kann es beispielsweise bei Brüchen oder Beschädigungen der optischen Faser kommen, wenn das Laserlicht aus dem durch die optische Faser vorgegebenen Strahlverlauf austritt. Bei fehlerhafter Einstellung der Justage kann vor allem am Fasereingang Fehllicht in das Steckergehäuse eintreten. Solche als Fehllicht austretende Strahlung kann eine erhebliche Gesundheitsgefahr darstellen, wenn sich das Laserlicht unkontrolliert in Arbeits- und/oder Laborräumen ausbreitet. Es hat sich gezeigt, dass die durch Fehllicht entstehende Wärme durch die bevorzugte Anordnung von Kühlkanälen innerhalb des Kühlkörpers besonders wirksam abgeführt werden kann.
  • Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass verschiedene Bestandteile einer Steckverbindungs-Vorrichtung, zum Beispiel durch eine bevorzugte Ausführungsform des Kühlkörpers, vormontiert werden können, wodurch eine besonders effiziente Montage und Einbau in ein optisches System der Steckverbindungs-Vorrichtung und/oder des Kühlkörpers ermöglicht wird. Insbesondere werden Fehlpassungen vermieden, an denen es besonders häufig zum Austritt von Fehllicht kommt.
  • Darüber hinaus hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass ein Kühlkörper für eine Steckverbindungs-Vorrichtung bereitgestellt werden kann, bei dem die Halterung der optischen Faser und der Ort, an dem aus der optischen Faser das Laserlicht austritt, mit einem so großen Abstand zur Haltevorrichtung bereitgestellt werden kann.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Kühlkanäle mit einem Kühlfluid gefüllt, wobei das Kühlfluid ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend Gas, Gasgemisch und/oder Flüssigkeit. Beispielsweise kann Wasser als Kühlmittel verwendet werden. Es ist bevorzugt, dass das Kühlfluid im Falle einer Erwärmung oder Erhitzung des Kühlkörpers die entstehende Wärme, d.h. die thermische Energie, teilweise oder vollständig aufnimmt. Dadurch wird dem Kühlkörper vorteilhafterweise die Wärme oder die thermische Energie entzogen, sodass es nicht zu Beschädigungen des Kühlkörpers oder mit ihm verbundener Bestandteile kommen kann.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es bevorzugt, dass jeweils ein Kühlkanal zwei Zuleitungen aufweist, wobei durch eine erste Zuleitung das Kühlfluid zuführbar und durch eine zweite Zuleitung das Kühlfluid abführbar ist, wobei sich die Kühlkanäle im Wesentlichen entlang einer gesamten Länge des Kühlkörpers erstrecken. Es ist bevorzugt, dass die Zuleitungen der Kühlkanäle dafür vorgesehen sind, das Kühlfluid aufzunehmen oder abzugeben. Die Erfinder haben erkannt, dass es besonders vorteilhaft ist, wenn die Kühlkanäle einen Kreislauf bilden. Insbesondere können die Kühlkanäle von mindestens zwei im Wesentlichen zueinander parallelen Abschnitten gebildet werden. Es ist bevorzugt, dass mehrere solcher Kühl-Kreislaufläufe in der Wand des zylinderförmigen vorderen Bereiches des Kühlkörpers angeordnet vorliegen. Es ist weiter bevorzugt, dass die Zuleitungen für das Kühlfluid, welches in den Kühlkanälen zirkuliert, in einem hinteren Bereich des Kühlkörpers angeordnet vorliegen.
  • Es ist im Sinne der Erfindung weiter bevorzugt, dass ein erster Abschnitt eines Kühlkanals einen geringeren Abstand zu dem Hohlraum des Grundkörpers aufweist, während ein zweiter Abschnitt eines Kühlkanals einen größeren Abstand zu dem Hohlraum aufweist. Es ist im Sinne der Erfindung besonders bevorzugt, dass die Kühlkanäle symmetrisch um den Hohlzylinder angeordnet vorliegen. Es kann in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung bevorzugt sein, dass die Kühlkanäle aufeinander zu laufen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es bevorzugt, dass die Kühlkanäle mit einem Kühlfluid befüllbar sind. Vorzugsweise ist der erste Abschnitt des Kühlkanals mit der Zuleitung für das Kühlfluid verbunden, so dass durch den ersten Abschnitt des Kühlkanals das Kühlfluid mit einer im Vergleich zu der Temperatur T2 des zweiten Abschnitts des Kühlkanals reduzierten Temperatur T1 fließt. Während des Durchflusses des Kühlfluids durch den ersten Abschnitt des Kühlkanals nimmt das Kühlfluid thermische Energie und/oder Wärme auf, wodurch sich die Temperatur des Kühlfluids erhöht. Vorzugsweise fließt das Kühlfluid mit einer höheren Temperatur T2 durch den zweiten Abschnitt des Kühlkanals zu der zweiten Zuleitung, durch die das Kühlfluid aus dem Kühlkörper abgeleitet wird. Überraschenderweise wird durch die erfindungsgemäße Anordnung der Kühlkanäle eine besonders gleichmäßige Kühlwirkung über den gesamten Bereich des Kühlkörpers erreicht, in dem sich die Kühlkanäle befinden. Vor allem ist es im Sinne der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass die Kühlkanäle im Wesentlichen parallel zu den Rändern des Hohlraumes angeordnet vorliegen.
  • Insbesondere sind die Kühlkanäle nicht spiralförmig um den Hohlraum herum angeordnet. Dadurch wird überraschenderweise erreicht, dass die im Wesentlichen parallel angeordneten Kühlkanäle besonders einfach mit mechanischen Mitteln hergestellt werden können und eine verbesserte Kühlwirkung bei geringerem Volumen im Vergleich zu beispielsweise spiralförmig ausgebildete Kühlkanälen ermöglichen. Es war insbesondere überraschend, dass durch die im Wesentlichen parallele Anordnung der Kühlkanäle eine besonders schlanke Konstruktion des Kühlkörpers ermöglicht wird. Dies führt vorteilhafterweise zu einer besonders kompakten äußeren Form des Kühlkörpers, so das überraschend große Mengen des Herstellungsmaterials für den Kühlkörper eingespart werden können im Vergleich zu herkömmlichen Kühlkörpern für Steckverbindungs-Vorrichtungen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Hohlraum des Kühlkörpers mittels einer Verbindung, die mit dem Hohlraum verbunden vorliegt, mit einem Gas oder einem Gasgemisch befüllbar oder evakuierbar. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der Kühlkörper neben den bevorzugt zwei Zuleitungen für das Kühlfluid eine weitere Zuleitung aufweist, mit der der Hohlraum im Inneren des Kühlkörpers mit der Umgebung verbunden vorliegt. Es ist bevorzugt, dass durch diese Zuleitung ein Gas oder ein Gasgemisch in den Hohlraum eingeleitet werden kann, so das der Hohlraum des Grundkörpers entweder mit einem Gas oder einem Gasgemisch befüllt werden oder evakuiert werden kann. Vorzugsweise ist die weitere Zuleitung, die als Verbindung zwischen Umgebung und Hohlraum dient mit Verschlußmitteln verschließbar, so dass sich im Hohlraum eine von der Umgebung unabhängige Atmosphäre ausbilden kann.
  • Vorzugsweise weist der Hohlraum eine zylinderartige Form auf, wobei die Seitenwände des Zylinders bevorzugt von dem Kühlkörper gebildet werden. Ein Zylinder weist bevorzugt eine untere Bodenfläche und eine obere Deckfläche auf, wobei die obere Deckfläche bevorzugt von dem Fenster gebildet wird, durch welches das Laserlicht in die Steckverbindungs-Vorrichtung eintritt oder sie verlässt. Vorzugsweise wird die untere Bodenfläche des Zylinders von dem Bolzen auf der dem Fenster gegenüberliegenden Seite der Steckverbindungs-Vorrichtung gebildet.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass der Hohlraum des Kühlkörpers überraschenderweise von dem Bolzen verschlossen werden kann, so dass der Bolzen auch als unterer Abschluss des zylinderförmigen Hohlraumes, welcher mit Gas und oder einem Gasgemisch befüllbar oder evakuierbar ist, verwendet werden kann. Es ist im Sinne der Erfindung besonders bevorzugt, wenn weitere Dichtelemente verwendet werden, insbesondere zwischen Bolzen und Kühlkörper. Dies ist insbesondere deswegen vorteilhaft, weil der Abstand zum Faserende groß ist und somit die Dichtung thermisch nicht belastet wird. Durch die Befüllbarkeit des Hohlraums des Kühlkörpers mit unterschiedlichen Gasen oder Gasgemisch oder durch die Erzeugung eines Vakuums kann der Laserlichtstrahl, der das Ende der optischen Faser innerhalb des Hohlraumes verlässt und auf das Fenster gerichtet ist, vorteilhafter Weise modifiziert und eingestellt werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt ein Ende der optischen Faser durch eine Kappen-Vorrichtung geschützt vor. Es hat sich gezeigt, dass vorteilhafterweise die Steckverbindungs-Vorrichtung mit einer Kappen-Vorrichtung versehen werden kann, die einen optimalen Schutz der optischen Faser vor mechanischen Beschädigungen ermöglicht. Durch die Verwendung einer abnehmbaren Kappen-Vorrichtung wird vorteilhafterweise der Einbau der vorkonfektionieren Elemente der Erfindung ermöglicht.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass ein vollständig ausgerichteter und fixierter Kühlkörper realisiert wird, der in eine Steckverbindungs-Vorrichtung integriert werden kann und für den Einsatz bei hohen Leistungen und hohen Anforderungen an Präzision geeignet ist.
  • Die Erfindung wird im Weiteren anhand von Zeichnungen und Ausführungsbeispielen erläutert.
  • 1: Schnittzeichnung einer bevorzugten Ausführungsform des Kühlkörpers
  • 1 zeigt eine Schnittzeichnung durch eine bevorzugte Ausführungsform eines Kühlkörpers (10) mit Bolzen (14), optischer Faser (16), Kühlkanälen (44) und Gaszuleitung (60) zum Hohlraum (42). Der Kühlkörper (10) weist einen vorderen Bereich auf, der der Laserquelle und der Zuführung des Laserlichts (20) zugewandt ist. Es ist bevorzugt, dass das Laserlicht (20) von der Laserquelle kommend in den Bolzen (14) eintritt, so das der vordere Teil des Bolzens (14) der Laserquelle zugewandt angeordnet ist. Es ist weiter bevorzugt, dass der Bolzen (14) eine hülsenartige und/oder zylinderartige Grundform aufweist.
  • Der Kühlkörper (10) weist einen bevorzugt zylindrischen Innenraum auf, der im Sinne der Erfindung als Hohlraum (42) bezeichnet wird. Dieser Hohlraum (42) wird in einem unteren Bodenbereich von den Bolzen (14) abgeschlossen und in einem oberen Deckel-Bereich von einem Fenster (50). Die Seitenwände des vorzugsweise zylindrischen Hohlraums (42) werden von den Innenwänden des Innenraumes des Kühlkörpers (10) gebildet. In dem Hohlraum (42) befindet sich zumindest ein Teil der optischen Faser (16) angeordnet. Der Hohlraum (42) ist mit einer Gasleitung (60), die im Sinne der Erfindung auch als Verbindung bezeichnet wird, mit einer Gasquelle verbunden, so dass der Hohlraum (42) mit einem Gas und/oder einem Gasgemisch befüllbar ist oder mittels der Gasverbindung (60) evakuiert werden kann.
  • Innerhalb der Seitenwände des Kühlkörpers (10) des hinteren Bereichs des Grundkörpers (10) sind Kühlkanäle (44) angeordnet, die bevorzugt im Wesentlichen parallel zu den Seitenwänden des Kühlkörpers (10) und zu den Seitenwänden des Innenraumes des Kühlkörpers (10) verlaufen. Ein Kühlkanal (44) wird vorzugsweise jeweils von einem ersten Abschnitt (44a) und einem zweiten Abschnitt (44b) gebildet. Diese beiden Abschnitte (44a, 44b), die vorzugsweise im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen, sind derart miteinander verbunden, dass vorteilhafterweise ein Kreislauf gebildet wird. Dabei kann es für einige Anwendungen auch bevorzugt sein, wenn die Kühlkanalabschnitte (44a, 44b) beispielsweise aufeinander zu laufen.
  • Der erste Abschnitt (44a) des Kühlkanals (44) verläuft mit einem größeren Abstand zu dem Hohlraum (42) des Kühlkörpers (10) der Steckverbindungs-Vorrichtung (12) als der zweite Abschnitt (44b) des Kühlkanals (44). Dadurch wird erreicht, dass das Kühlfluid (46), das durch den Kreislauf, der vorzugsweise von den Abschnitten (44a, 44b) eines Kühlkanals (44) gebildet wird, geführt wird, eine große Menge an thermischer Energie oder Wärme aufnehmen kann. Wärme entsteht in dem hinteren Bereich des Kühlkörpers (10) beispielsweise durch austretendes Fehllicht. Durch die kontinuierliche Zuführung von frischem Kühlfluid (46) durch die Kühlkanäle (44) kann die durch den Austritt von Fehllicht entstehende Wärme besonders effizient aus dem Kühlkörper (10) abgeführt werden. Es ist im Sinne der Erfindung insbesondere bevorzugt, wenn die Kühlkanäle (44) im Wesentlichen symmetrisch um den Hohlraum (42) herum verlaufen.
  • Der zweite Bereich (44b) des Kühlkanals (44) dient als Rücklauf für das Kühlfluid (46) zu einer zweiten Zuleitung (48b), an einer Außenwand im vorderen Bereich (10) des Kühlkörpers (10). Das Kühlfluid (46) kann vorteilhafterweise über eine erste Zuleitung (48a) in die Kühlkanäle (44) zugeführt werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Kühlkörper
    12
    Stecker oder Steckverbindungs-Vorrichtung
    14
    Bolzen
    16
    optische Faser
    20
    Laserlicht oder Lichtstrahl
    42
    Hohlraum
    44
    Kühlkanäle
    44a
    erster Abschnitt eines Kühlkanals
    44b
    zweiter Abschnitt eines Kühlkanals
    46
    Kühlfluid
    48
    Zuleitungen für das Kühlfluid
    48a
    erste Zuleitung zum Zuführen des Kühlfluids
    48b
    zweite Zuleitung zum Abführen des Kühlfluids
    50
    Fenster
    60
    Gasverbindung oder Gasleitung

Claims (20)

  1. Kühlkörper (10) für eine Steckverbindungs-Vorrichtung (12) umfassend einen Hohlraum (42), eine optische Faser (16) und Kühlkanäle (44) dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende der optischen Faser (16) in den Hohlraum (42) hineinragt und sich die Kühlkanäle (44) im Wesentlichen entlang einer gesamten Länge des Kühlkörpers (10) erstrecken, wobei die Kühlkanäle (44) einen geschlossenen Kreislauf bilden, der bei der Fertigung des Kühlkörpers (10) gebildet wird, und der Kühlkörper (10) monolithisch ausgebildet ist.
  2. Kühlkörper (10) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkanäle (44) von mindestens zwei im Wesentlichen zueinander parallelen Abschnitten (44a, 44b) gebildet werden.
  3. Kühlkörper (10) nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (10) mindestens einen Kreislauf, der aus mindestens zwei Abschnitten (44a, 44b) gebildet wird, umfasst.
  4. Kühlkörper (10) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (10) im Wesentlichen einteilig in dem Sinne ausgeführt ist, dass der Kühlkörper (10) ein zusammenhängendes Werkstück umfasst.
  5. Kühlkörper (10) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Kühlkanal (44) zwei Zuleitungen (48) aufweist, wobei durch eine erste Zuleitung (48a) das Kühlfluid (46) zuführbar und durch eine zweite Zuleitung (48b) das Kühlfluid (46) abführbar ist.
  6. Kühlkörper (10) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkanäle (44) mit einem Kühlfluid (46) befüllbar sind.
  7. Kühlkörper (10) nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlfluid (46) ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend Gas, Gasgemisch und/oder Flüssigkeit.
  8. Kühlkörper (10) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (42) des Kühlkörpers von einer hülsenförmigen Haltevorrichtung (14) für die optische Faser (16) abdichtbar ist.
  9. Kühlkörper (10) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (42) des Kühlkörpers (10) mittels einer Verbindung (60), die mit dem Hohlraum (42) verbunden vorliegt, mit einem Gas oder einem Gasgemisch befüllbar oder evakuierbar ist.
  10. Kühlkörper (10) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende der optischen Faser (16) durch eine Kappen-Vorrichtung geschützt vorliegt.
  11. Kühlkörper (10) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (10) Materialien umfasst, die ausgewählt sind aus einer Gruppe umfassend Edelstahl, Kupfer und/oder andere metallische Legierungen.
  12. Kühlkörper (10) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (10) herstellbar ist durch spanende Verfahren, Urformen, Umformen, generative Fertigung, Gussverfahren und/oder 3D Druckverfahren.
  13. Kühlkörper (10) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Abschnitt (44a) eines Kühlkanals (44) einen größeren Abstand zu dem Hohlraum (42) des Kühlkörpers (10) aufweist, während ein zweiter Abschnitt (44b) eines Kühlkanals (44) einen geringeren Abstand zu dem Hohlraum (42) aufweist.
  14. Kühlkörper (10) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkanäle (44) symmetrisch um den Hohlraum (42) angeordnet vorliegen.
  15. Kühlkörper (10) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkanäle (44) aufeinander zu laufen.
  16. Kühlkörper (10) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (44a) des Kühlkanals (44) mit der Zuleitung (48a) für das Kühlfluid verbunden, so dass durch den ersten Abschnitt (44a) des Kühlkanals (44) das Kühlfluid mit einer im Vergleich zu der Temperatur T2 des zweiten Abschnitts (44b) des Kühlkanals (44) reduzierten Temperatur T1 fließt.
  17. Kühlkörper (10) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass während des Durchflusses des Kühlfluids durch den ersten Abschnitt (44a) des Kühlkanals (44) das Kühlfluid thermische Energie und/oder Wärme aufnimmt, wodurch sich die Temperatur des Kühlfluids erhöht.
  18. Kühlkörper (10) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlfluid mit einer höheren Temperatur T2 durch den zweiten Abschnitt (44b) des Kühlkanals (44) zu der zweiten Zuleitung (48b) fließt, durch die das Kühlfluid aus dem Kühlkörper (10) abgeleitet wird.
  19. Kühlkörper (10) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (42) des Kühlkörpers (10) eine zylinderartige Form aufweist.
  20. Kühlkörper (10) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kühlkreisläufe im Kühlkörper (10) parallel und/oder seriell verschaltbar sind.
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