DE2909173A1

DE2909173A1 - Haltevorrichtung fuer eine laseranordnung

Info

Publication number: DE2909173A1
Application number: DE19792909173
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl Ing Kaule
Original assignee: Krautkraemer GmbH
Current assignee: Krautkraemer GmbH
Priority date: 1979-03-08
Filing date: 1979-03-08
Publication date: 1980-09-11
Also published as: GB2046006A; JPS55163887A; US4313092A; FR2451120A1

Description

Krautkrämer GmbH 1. März 1979

Luxemburger Str. kk9 Kw/ Lau

5ooo Köln ⁴H K 121

HALTEVORRICHTUNG FÜR EINE LASERANORDNUNG

Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für eine Laset—Anordnung, bestehend aus einem räumlich fest ange*- ordneten Laserstab, linienförmig ausgebildeten Pumplichtquellen und Zy1inderspiegelteΐ1 en.

Laser, insbesondere Festkörperlaser, werden optisch gepumpt, d.h. durch Absorption von Licht passender Frequenz wird dem Lasermedium die Anregungsenergie zugeführt. Bei Impuls lasern für höhere Leistungen werden die Pump-Lichtimpulse durch Blitzlampen, das sind Gasentladungslampen, erzeugt. Da im allgemeinen die Blitzlampen fadenförmige Pumplichtquellen darstellen und das Lasermedium gegenüber seinem Querschnitt eine große Länge aufweist, ist es zweckmäßig und gebräuchlich zur optischen Verkopplung dieser beiden Elemente, sowohl das Lasermedium als auch die Pumplichtquellen, kurz Blitzlampe genannt, jeweils am Ort einer Brennlinie eines elliptischen Zylinderspiegels anzuordnen; dieser Spiegelraum wird als Spiegelkammer oder Pumpkammer bezeichnet. Die Blitzlampen haben je nach Betriebsbedingungen eine endlich Lebensdauer, sie lassen in ihrer Licht1eistung nach einer gewissen Betriebszeit nach. Neben diesen natürlichen Alterungsausfällen treten auch plötzliche Ausfälle Cz.B. Glasbruch des Entladungsgefäßes) auf.

Beim derzeitigen Stand der Technik bedingt ein Blitzlampenwechsel immer eine störende Betriebsunterbrechung der Laseranordnung, denn zum Blitzlampenwechsel muß der Laser abgeschaltet werden, es erfolgt ein manueller Eingriff in die Spiegelkammer, der ca. 1o Min. oder länger dauert. Ist eine solche Laseranordnung in einem Produktionsgang eingeschaltet, dann ka^R ^die, Pro-duki ionsunterbrechung sehr

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hohe Kosten verursachen. Diese Unterbrechung ist bei einem plötzlichen Ausfall der Laseranordnung nach dem Stand der Technik unvermeidbar. Um nicht auch durch den Alterungsprozeß bedingt, zusätzliche Betriebsstörungen hinnehmen zu müssen, werden die Blitzlampen bei einplanbaren Betriebsunterbrechungen auf Verdacht ausgetauscht. Dabei wird die tatsächliche Lebensdauer der Blitzlampen nicht ausgenutzt und der Anteil der BIitzlampenkosten an den Betriebskosten unnötig erhöht. Es sind zwar automatische Signalgeber bekannt, die ein Nachlassen der Blitzlampen1eistung signalisieren, jedoch wird dadurch der manuelle Wechsel der Blitzlampen und die damit bedingte Betriebsstörung nicht behoben .

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung anzugeben, die bei plötzlichem Ausfall der Pumplichtquelle CBlitzlampe} oder bei Unterschreitung eines Licht 1eistungsminimums der Bl itzlampe, einen automatischen Blitzlampenwechsel ohne störende Betriebsunterbrechung ermöglicht.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zum automatischen Wechsel der Pumplichtquellen eine feststehende haibzy1inderförmige Spiegelkammer 1 vorhanden ist, die in oder nahe ihrer BrennlinTe den Laserstab 3 enthält und dieser Spiegelkammer ein bewegliches und fixierbares Magazinteil 7 gegenübersteht, welches mindestens zwei ha 1bzy1 inderförmige Spiegelkammern 2a, 2b, 2c, 2d aufweist, wobei jede dieser Spiege1 kammern in oder nahe i hrer jewe i1 i gen Brenn linie eine der lini enförm i gen Pumplichtquellen ha, 4b, 4c, 4d enthält und jede dieser halbzyl i nderf örmi gen Spiegelkammern 2a, 2b, 2c, 2d in der entsprechenden Position des MagazinteNs die feststehende zylinderförmige Spiege1 kammer 1 zu einem vollständigen Zylinderspiegel ergänzt.

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Die Vorrichtung wird beispielhaft durch *f Figuren beschrieben.

Es bedeutet die Figur 1 :

Einen Querschnitt durch eine Wechselanordnung mit drehbarem Magazinte i1.

Figur 2 : " .

eine Draufsicht auf die Vorrichtung mit skizziertem Antriebstei1 .
Figur 3 :
ein Blockschema für die Drehautomatik.

Figur *f :

Prinzip einer automatischen Wecnselvorrichtung mit schiebbarem Magazin.

In der in Figur 1 dargestellten zylindrischen Spiegelkammern 1, 2 a mit elliptischem Querschnitt befindet sich in der einen Brennlinie der Ellipse das stab- oder linienförmige Lasermedium 3, am Ort der zweiten Brennlinie der Ellipse befindet sich die Blitzlampe bzw. deren Entladungsstrecke h a.

Der eine elliptische Halbzylinder,, Chalbzy1inderförmige Spiege1 kammer) insbesondere der, in dessen Brennlinie sich das Lasermedium befindet, ist im feststehenden Gehäusetei1 6 eingearbeitet, im beweglichen Gehäuseteil 7 befinden sich nun zwei oder mehrere ergänzende Halbzylinder, in unserem Beispiel die vier Halbzylinder 2a, 2b, 2c, 2d, die an den Orten ihrer Brennlinien die Blitzlampen ^a, 4b, he, Ad enthalten. Der Betriebszustand der jeweils eingeschalteten Blitzlampe wird von der Fotozelle 5 über z.B. eine kanälförmige Bohrung 8 im feststehenden Gehäuseteil 6 kontrolliert Bei Ausfall der Blitzlampe oder Unterschreitung des Grenzwertes der Licht 1 ei stung, wird über eine Stelleinrichtung das Magazin um eine Kammer weitergedreht, wobei die ausgedrehte Blitzlampe von der Spannungsquelle getrennt und

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die eingedrehte Blitzlampe an die SpannungsqueΠe angeschlossen wird.

Der Antriebsmechanismus ist in Figur 2 als um 90° gedrehte Anordnung der Figur 1 skizziert, das Blockschaltbild dazu ist in Figur 3 wiedergegeben. Das Signal der Fotozelle 5 wird in einem Komparator 10 mit einem Vorgabewert verglichen. Unterschreitet der Signalwert der Fotzelle den Vergleichswert, wird der Antrieb 9 in Bewegung gesetzt. Dieser Antrieb dreht das Magazinteil 7 solange weiter, bis der Positionsmelder 11 das Eindrehen des nächsten Halbzylinders des Teils 7 in die richtige Position zum Halbzylinder 1 meldet. Derartige Antriebseinheiten sind Stand der Technik, bzw. käuflich zu erwerben und brauchen daher nicht näher beschrieben zu werden. Ein Kühlmittel kann ggf. über die Drehachse des beweglichen Magazinteils 7, wenn diese als Hohlachse ausgeführt wird, der Blitz1ampenkammer zugeführt werden. Über elektrische Kontakte 12a und 12b, z.B. Schleifkontakte, wird die eingeschwenkte Blitzlampe elektrisch angeschlossen, bzw. beim Ausschwenken von der Spannungsquelle getrennt. Die mechanische übersetzung des Servomotors im Antrieb 9 ist in der Figur 2 durch ein Zahnradpaar symbolisiert. Dieser Antrieb ist handelsüblich. Der Positionsmelder 11 ist ebenfalls nicht näher beschrieben, da die vielfältigsten Anordnungen handelsüblich sind, z.B. mechanische Abtasteinrichtungen, optische Positionsgeber usw. Im ersten Ausführungsmuster wurde als Antrieb ein elektrischer Servomotor für Niederspannungsbetrieb und als Positionsmelder eine Scheibe mit abwechselnd leitenden und isolierenden Sektoren als rotierender Schalter verwendet. Der Kammerwechsel erfordert nur eine Betriebsunterbrechung in der Größenordnung von Sekunden. Je nach Anzahl der im beweglichen Magazinteil 7 befindlichen Halbzylinder und Blitzlampen kann bei genügender Anzahl solcher Kammern das Auswechseln der Blitzlampen zu festgegebenen Zeiten erfolgen.

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Es Ist auch möglich, ein gesamtes Magazinteil auszuwechseln, um die Blitzlampen nicht "vor Ort" auswechseln zu müssen. Eine Modifikation der Anordnung zeigt Figur h_r dabei sind die Halbzylinder mit den Blitzlampen in Reihe hinter oder nebeneinander angeordnet, so daß der Blitzlampenwechsel durch eine Schiebebewegung vorgenommen wird. Der Antrieb ist dementsprechend ausgelegt. Wie ebenfalls aus Figur *f hervorgeht, können die zylinder— förmigen Spiegelkammern zur einfacheren Herstellung einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Da ein Innenspiegel eines kreisförmigen Hohlzy1inders nur eine Brennlinie Cdie Rotationsachse) hat, müssen der stabförmige Laser und die Blitzlampe zur optischen Verkopplung sehr nahe aneinander angeordnet werden.

Die beschriebene Haltevorrichtung für eine Laseranordnung erlaubt es, einen Blitzlampenwechsel außerhalb der Spiegelkammer und ohne störende Betriebsunterbrechung vorzunehmen, und die Blitzlampen in der vollen Lebensdauer, d.h. bis Ei— reichen der minimalen Licht 1eistung, auszunutzen.

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Claims

Krautkrämer GmbH 1. März 1979

Kw/Lau K 121

Patentansprüche

, Haltevorrichtung für eine Lasei—Anordnung, bestehend aus einem räumlich fest angeordneten Laserstab, linienförmig ausgebildeten Pumplichtquelien und Zylinderspiegelteilen, dadurch gekennzeichnet, daß zum automatischen Wechsel der Pumplichtquellen eine feststehende haibzy1inderförmige Spiegel kammer CO voi— handen ist, die in oder nahe ihrer Brennlinie den Laset— stab C3) enthält und dieser Spiegelkammer ein bewegliches und fixierbares Magazinteil C7) gegenübersteht, welches mindestens zwei hai bzy 1 inderf örrnige Spiegelkammern C2a, 2b, 2c, 2d) aufweist, wobei jede dieser Spiegelkammern in oder nahe ihrer jeweiligen Brennlinie eine der linienförmigen Pumpl ichtquellen C4a, 4-b, 4-c, 4d) enthält und jede dieser haibzy1inderförmigen Spiegelkammern C2a, 2b, 2c, 2d) in der entsprechenden Position des Magazintei1s die feststehende zyl inderf örmlge Spi egel kammer CO zu einem vollständigen Zylinderspiegel ergänzt.

2- Haltevorrichtung nach Anspruch 1 dadurch g e kennze i c h η e t, daBd ie haibzy1inderförmigen Spi egel kammern CO und C2a, 2b, 2c oder 2d) sich zu einem Vollzylinder mit elliptischen oder kreisförmigen Querschnitt" ergänzen.

3. Haltevorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das beweg!iche Magazintei1 C7) eine kreisförmige Grundform hat und. die Spiegelkammern C2a, 2b, 2c, 2d) mit den Pumplichtquel1 en C4a, 4b, 4c, 4d) in Sektoren des Magaz i nte i 1 es vorhanden sind und der Viechsei der Pumplichtquellen durch eine Drehbewegung des Magazintells erfolgt. 030037/0434

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Haltevorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennze ichnet, daß die SpEegeikammern (2a, 2b, 2c, 2d) mit den Pumplichtquellen Oa, ^b, ^c, ^d) nebeneinander oder hintereinander, jedenfalls auf einer geraden Linie, im beweglichen Magazinteil (7) vorhanden sind und der Wechsel der Pumplichtquellen durch eine Schiebebewegung des Magazinteils erfolgt.

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