DE29701556U1 - Marking device - Google Patents
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Description
PATENT- UND RECHTS AN WALTSS OZIETÄT Patentanwalt Dipl.-Ing. H. SchmittPATENT AND LEGAL LAW FIRM Patent Attorney Dipl.-Ing. H. Schmitt
Patentanwalt Dipl.-Ing. W. Maucher SCHMITT, MAUCHER & BÖRJES Patent" und Rechtsanwalt H. Börjes-PestalozzaPatent attorney Dipl.-Ing. W. Maucher SCHMITT, MAUCHER & BÖRJES Patent " and attorney H. Börjes-Pestalozza
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G 97 008 HG 97 008 H
2 a JAN. 1997 Hu/ne Mark i ervor r i chtting 2 a JAN. 1997 Hu/ne Mark in advance
Die Erfindung bezieht sich auf eine Markiervorrichtung mit zumindest einer Lichtquelle, insbesondere einer Laserdiode oder dergleichen Halbleiterlichtquelle, mit einer Stromversorgungseinheit dafür, die wenigstens eine Batterie, einen Akku oder dergleichen elektrischen Energiespeicher aufweist sowie mit zumindest einer Projektionsoptik zum Projizieren von der Lichtquelle ausgesendeten Lichts auf ein Objekt.The invention relates to a marking device with at least one light source, in particular a laser diode or similar semiconductor light source, with a power supply unit therefor, which has at least one battery, a rechargeable battery or similar electrical energy storage device and with at least one projection optics for projecting light emitted by the light source onto an object.
Man kennt bereits eine Markiervorrichtung der eingangs genannten Art, die eine Linienoptik zum Projizieren einer schmalen Linie aufweist. Solche Markiervorrichtungen können beispielsweise an Kreis- oder Bandsägen vorgesehen sein, um die Schnittlinie der Säge auf einem Werkstück zu markieren. Das Werkstück kann dann im Ruhezustand des Sägeblatts besser an der Säge vorpositioniert werden, indem. beispielsweise eine an dem Werkstück mit Abstand von dem Sägeblatt angezeichnete Bleistiftmarkierung mit der projizierten Markierungslinie zur Deckung gebracht wird.A marking device of the type mentioned above is already known, which has a line optic for projecting a narrow line. Such marking devices can be provided, for example, on circular or band saws in order to mark the saw's cutting line on a workpiece. The workpiece can then be better pre-positioned on the saw when the sawblade is at rest by, for example, aligning a pencil mark drawn on the workpiece at a distance from the sawblade with the projected marking line.
Da die Markierungsvorrichtung netzunabhängig ist, kann sie insbesondere auch an vorhandenen Sägen auf einfache Weise nachgerüstet werden. Die Markiervorrichtung braucht dazu nur mit einer entsprechenden Halterung an der Säge befestigt zu werden. Die Verlegung eines Netzkabels zur Stromversorgung der Markierungsvorrichtung ist dabei nicht erforderlich. Durch den Batterie- oder Akkubetrieb kann außerdem auf einen Trafo zum Bereitstellen derSince the marking device is independent of the mains, it can also be easily retrofitted to existing saws. The marking device only needs to be attached to the saw with a suitable bracket. There is no need to lay a power cable to supply the marking device with power. Battery or rechargeable battery operation also means that a transformer for providing the power can be dispensed with.
Versorgungsspannung für die Laserdiode verzichtet werden. Die Markiervorrichtung ist dadurch besonders kostengünstig herstellbar.Supply voltage for the laser diode is not required. This means that the marking device can be manufactured particularly cost-effectively.
Obwohl sich die vorbekannte Markiervorrichtung in der Praxis seit Jahxen bewährt hat, weist sie dennoch Nachteile auf. So sind beispielsweise zur Stromversorgung der Laserdiode mehrere Batterien oder Akkus vorgesehen, die beispielsweise hintereinander oder nebeneinander angeordnet sein können. Die Markiervorrichtung weist dadurch eine gewisse Baugröße auf, die einerseits die Handhabung der Markiervorrichtung erschwert und andererseits aber auch deren Anbringungsmöglichkeiten an einer Säge oder dergleichen MaschineAlthough the previously known marking device has proven itself in practice for years, it still has disadvantages. For example, several batteries or rechargeable batteries are provided to power the laser diode, which can be arranged one behind the other or next to each other. The marking device therefore has a certain size, which on the one hand makes handling the marking device more difficult and on the other hand also limits its ability to be attached to a saw or similar machine.
r einschränkt. Zwar kann die Baugröße der Markiervorrichtung auch durch die Verwendung von Knopfzellen oder entsprechend kleiner Batterien reduziert werden, jedoch haben diese den Nachteil, daß sie im Handel nicht überall erhältlich sind. Außerdem sind sie vergleichsweise teuer.r limits. The size of the marking device can be reduced by using button cells or correspondingly small batteries, but these have the disadvantage that they are not available everywhere in stores. They are also comparatively expensive.
Nachteilig ist bei der vorbekannten Markiervorrichtung außerdem, daß die Intensität der von der Laserdiode erzeugten Strahlung mit zunehmender Betriebsdauer langsam abnimmt, wenn sich der Akku oder 0 die Batterie entleert. Dies ist insbesondere bei Markiervorrichtungen, die Linien projizieren ungünstig, da diese im Vergleich zu Markiervorrichtungen die einen Lichtpunkt erzeugen (Laserpointer) eine größere Fläche ausleuchten.Another disadvantage of the previously known marking device is that the intensity of the radiation generated by the laser diode slowly decreases with increasing operating time when the rechargeable battery or the battery is discharged. This is particularly disadvantageous for marking devices that project lines, since these illuminate a larger area compared to marking devices that generate a point of light (laser pointers).
Es besteht deshalb die Aufgabe, eine Markiervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die auch bei Verwendung handelsüblicher Batterien oder Akkus einen kompakten Aufbau aufweist. Außerdem soll die Markiervorrichtung über eine längerere Betriebsdauer hinweg eine gleichmäßig helle Lichtabgabe ermöglichen.The task is therefore to create a marking device of the type mentioned above that has a compact design even when using commercially available batteries or rechargeable batteries. In addition, the marking device should enable a uniformly bright light output over a longer period of operation.
Diese Aufgabe wird bei einer Markiervorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Versorgungsspannung des Energiespeichers niedriger ist als die Betriebsspannung der Lichtquelle und daß die Stromversorgungseinheit zum Erhöhen der Versorgungsspannung einen Spannungskonverter aufweist. InThis task is solved in a marking device of the type mentioned above in that the supply voltage of the energy storage device is lower than the operating voltage of the light source and that the power supply unit has a voltage converter to increase the supply voltage. In
vorteilhafterweise ist dadurch zum Betrieb der Markiervorrichtung nur eine einzige Batterie oder ein einziges Akku erforderlich, so daß sich die Baugröße der Markiervorrichtung entsprechend reduziert. Die Markiervorrichtung kann somit auch mit handelsüblichen, überall erhältlichen Akkus kompakt aufgebaut werden. Außerdem ermöglicht der Spannungskonverter auch eine bessere Nutzung der in der Batterie oder dem Akku gespeicherten elektrischen Energie, da der Spannungskonverter auch bei nachlassender Batterie- oder Akkuspannung noch eine genügend hohe Betriebsspannung für die Lichtquelle bereitstellt.Advantageously, only a single battery or rechargeable battery is required to operate the marking device, so that the size of the marking device is reduced accordingly. The marking device can therefore also be built compactly using commercially available rechargeable batteries. In addition, the voltage converter also enables better use of the electrical energy stored in the battery or rechargeable battery, since the voltage converter still provides a sufficiently high operating voltage for the light source even when the battery or rechargeable battery voltage drops.
Somit kann beispielsweise bei einer Markiervorrichtung, die eine Laserdiode mit einer entsprechenden StabilisierungsschaltungThus, for example, in a marking device that uses a laser diode with a corresponding stabilization circuit
W aufweist, auch bei teilweise entladenem Energiespeicher noch die volle Lichtintensität erreicht werden kann. Die erfindungsgemäße Markiervorrichtung ermöglicht dadurch in der Praxis nahezu die gleiche Betriebsdauer, wie Markiervorrichtungen, die mehrere in Reihe geschaltete Akkus oder Batterien aufweisen. W , the full light intensity can still be achieved even when the energy storage device is partially discharged. The marking device according to the invention therefore enables in practice almost the same operating time as marking devices that have several rechargeable batteries or batteries connected in series.
Vorteilhaft ist, wenn der Spannungskonverter ein wenigstens eine Induktivität aufweisender Aufwärtswandler ist. Die Batterie- oder Akkuspannung kann dann nahezu verlust frei in eine höhere Betriebsspannung für die Lichtquelle transformiert werden. Dabei kann zum Ansteuern der Induktivität eine handelsübliche integrierte Schaltung vorgesehen sein, so daß sich insgesamt eine besonders kompakt aufgebaute Stromversorgungseinheit ergibt.It is advantageous if the voltage converter is a step-up converter with at least one inductance. The battery or accumulator voltage can then be transformed into a higher operating voltage for the light source with almost no loss. A commercially available integrated circuit can be provided to control the inductance, so that overall a particularly compact power supply unit is produced.
Eine bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung sieht vor, daß der Spannungskonverter eine Regelungseinrichtung zum Konstanthalten seiner Ausgangsspannung aufweist. Die in dem Akku oder der Batterie gespeicherte Energie kann dadurch noch besser genutzt werden, wobei 0 bei geringen Akku- oder Betriebsspannungen der Übersetzungsfaktor des Spannungskonverters entsprechend erhöht wird, so daß auch dann noch die volle Betriebsspannung für die Laserdiode bereitgestellt werden kann. Bei voller Batterie- oder Akkuspannung wird dagegen der Übersetzungsfaktor des Spannungskonverters entsprechend reduziert, so daß beispielsweise in einer dem SpannungskonverterA preferred embodiment of the invention provides that the voltage converter has a control device for keeping its output voltage constant. The energy stored in the accumulator or battery can thus be used even better, whereby 0 at low accumulator or operating voltages the transformation factor of the voltage converter is increased accordingly so that the full operating voltage can still be provided for the laser diode. At full battery or accumulator voltage, on the other hand, the transformation factor of the voltage converter is reduced accordingly so that, for example, in a voltage converter
nachgeschalteten Stabilisierungsschaltung für eine Laserdiode nur eine vergleichsweise kleine Verlustleistung auftritt. Als Regelungseinrichtung kann zum Beispiel bei einem eine Induktivität aufweisenden Aufwärtswandler eine Schaltung zur spannungsgesteuerten Pulsweitenmodulation des Stromes in der Induktivität vorgesehen sein.downstream stabilization circuit for a laser diode only a comparatively small power loss occurs. For example, in a step-up converter with an inductance, a circuit for voltage-controlled pulse width modulation of the current in the inductance can be provided as a control device.
Vorteilhaft ist, wenn die Stromversorgungseinheit zum automatischen Abschalten der Lichtquelle nach einer vorgegebenen Einschaltdauer ein Zeitglied aufweist. Die Batterie oder der Akku kann dadurch nicht so leicht entladen werden, wenn der Benutzer der Markiervor-It is advantageous if the power supply unit has a timer for automatically switching off the light source after a specified operating time. This means that the battery or rechargeable battery cannot be discharged so easily if the user of the marking device
W richtung einmal das Abschalten der Markiervorrichtung vergessen sollte. Außerdem ist die Markiervorrichtung leichter handhabbar, da ein Abschalten der Markiervorrichtung nicht mehr erforderlich ist. Selbstverständlich kann der Projektor auch ohne Abschaltautomatik, z.B. mit einem Ein-/Ausschalter betrieben werden. W direction should you forget to switch off the marking device. The marking device is also easier to handle, as it is no longer necessary to switch off the marking device. Of course, the projector can also be operated without an automatic switch-off, eg with an on/off switch.
Zweckmäßigerweise sind zumindest die Stromversorgungseinheit, der Spannungskonverter und die Lichtquelle auf einer gemeinsamen, 0 Leiterbahnen aufweisenden Trägerplatine angeordnet, der die Pro j ektionsoptik vorzugsweise vorgelagert ist. Dadurch ergibt sich eine besonders kompakte und stabile Markiervorrichtung, bei der alle wesentlichen elektrischen Baugruppen auf einem gemeinsamen TrägerIt is expedient for at least the power supply unit, the voltage converter and the light source to be arranged on a common carrier board with 0 conductor tracks, which is preferably preceded by the projection optics. This results in a particularly compact and stable marking device in which all the essential electrical components are arranged on a common carrier.
™ angeordnet sind. Bedarfsweise kann auch der Energiespeicher auf der Trägerplatine vorgesehen sein.™ are arranged. If required, the energy storage can also be provided on the carrier board.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing.
0 Fig. 1 eine Stromversorgungseinheit für eine eine Laserdiode0 Fig. 1 a power supply unit for a laser diode
aufweisende Markiervorrichtung, mit einer Batterie, einem Spannungskonverter und einer Stabilisierungsschaltung für die Laserdiode undmarking device, with a battery, a voltage converter and a stabilization circuit for the laser diode and
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Fig. 2 eine Aufsicht auf eine Trägerplatine einer Markiervorrichtung, auf der alle wesentlichen Baugruppen der Markiervorrichtung angeordnet sind.Fig. 2 is a plan view of a carrier board of a marking device, on which all essential components of the marking device are arranged.
Eine im ganzen mit 1 bezeichnete Markiervorrichtung weist eine Laserdiode 2 mit einer Stromversorgungseinheit 3 auf, die mit einer Batterie 4 betrieben wird. Zum Projizieren einer Licht-Linie auf ein zu markierendes Objekt hat die Markiervorrichtung 1 eine Projektionsoptik 5, die eine mit einem Abstandsring 6 an der Laserdiode 2 gehaltene Kollimatorlinse 7 und eine dieser nachgeschaltete Zylinderlinse 8 aufweist.A marking device, designated as a whole by 1, has a laser diode 2 with a power supply unit 3, which is operated with a battery 4. In order to project a line of light onto an object to be marked, the marking device 1 has a projection optics 5, which has a collimator lens 7 held on the laser diode 2 with a spacer ring 6 and a cylinder lens 8 connected downstream of this.
Die Stromversorgungseinheit 3 hat einen im ganzen mit 9 bezeichneten
Spannungskonverter, welcher die Batteriespannung in eine im VergleichdazuhöhereVersorgungsspannungfüreineStromregeleinrichtung
10 der Laserdiode 2 transformiert. Die Laserdiode 2, die eine Betriebsspannung von etwa 2,4 V aufweist, kann dadurch mit nur einer
einzigen 1,5 V-Batterie betrieben werden.
Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, weist der Spannungskonverter 9 eine mit dem Pluspol der Batterie 4 verbundene Induktivität Ll auf,
die mit einem Versorgungsanschluß 11 für die Stromregeleinrichtung 10 verbunden ist. Zur Pulsweitenmodulierung des Stromes in der
Induktivität Ll ist eine an sich bekannte integrierte SchaltungThe power supply unit 3 has a voltage converter, designated as a whole by 9, which transforms the battery voltage into a comparatively higher supply voltage for a current control device 10 of the laser diode 2. The laser diode 2, which has an operating voltage of approximately 2.4 V, can therefore be operated with just a single 1.5 V battery.
As can be seen from Figure 1, the voltage converter 9 has an inductance Ll connected to the positive pole of the battery 4, which is connected to a supply connection 11 for the current control device 10. For pulse width modulation of the current in the inductance Ll, a known integrated circuit is used.
™ 12 vorgesehen, die mit ihrem Anschlußpunkt 13 mit der Induktivität Ll und der Gleichrichterdiode D2 verbunden ist.™ 12 is provided, which is connected with its connection point 13 to the inductance Ll and the rectifier diode D2.
Zum Konstanthalten der Versorgungsspannung für die Stromregeleinrichtung 10 weist die integrierte Schaltung 12 eine Spannungs-Regeleinrichtung auf, welches die Pulsweite des Stromes in der Induktivität Ll abhängig von der an dem Versorgungsanschluß 11 0 anliegenden Spannung steuert. Der Versorgungsanschluß 11 ist dazu über einen die Widerstände R2 und R3 aufweisenden Spannungsteiler mit einem Sensoreingang 14 der integrierten Schaltung 12 verbunden.To keep the supply voltage for the current control device 10 constant, the integrated circuit 12 has a voltage control device which controls the pulse width of the current in the inductance L1 depending on the voltage applied to the supply connection 11 0. The supply connection 11 is connected to a sensor input 14 of the integrated circuit 12 via a voltage divider having the resistors R2 and R3.
Die Stromversorgungseinheit 3 weist außerdem eine Abschaltautomatik auf, welche die Laserdiode 2 nach einer vorgegebenenThe power supply unit 3 also has an automatic switch-off which switches off the laser diode 2 after a predetermined
Einschaltdauer (ca. 1 Min.) automatisch abschaltet. Das Einschalten der Laserdiode 2 erfolgt dabei durch Betätigen eines Tasters 15, der in geschlossenem Zustand einen Freigabeeingang 16 des integrierten Schaltkreises 12 über den Widerstand R8 und die Diode Dl an positives Potential legt. Nach dem Öffnen des Tasters 15 bleibt der Freigabeeingang 16 während der Einschaltdauer der Laserdiode 2 über ein Zeitglied aktiviert. Dieses weist den Kondensator C2 und den damit in Reihe geschalteten Widerstand Rl auf, welche die an dem Versorgungsanschluß 11 anliegende Versorgungsspannung für die Stromregeleinrichtung 10 auf den Freigabeeingang 16 rückkoppeln.switch-on time (approx. 1 min.). The laser diode 2 is switched on by pressing a button 15, which in the closed state connects an enable input 16 of the integrated circuit 12 to a positive potential via the resistor R8 and the diode Dl. After the button 15 is opened, the enable input 16 remains activated via a timer during the switch-on time of the laser diode 2. This has the capacitor C2 and the resistor Rl connected in series with it, which feed the supply voltage for the current control device 10 present at the supply connection 11 back to the enable input 16.
W Dem Spannungskonverter 9 ist eine an sich bekannte Stromregeleinrichtung 10 nachgeschaltet, die für eine Laserdiode 2 mit integrierter Monitordiode vorgesehen ist. Dabei ist die Monitordiode zwischen den Anschlüssen Xl und X3 der Stromregeleinrichtung 10 angeschlossen, während die Laserdiode 2 an den Anschlüssen Xl und X2 angeschlossen ist. W The voltage converter 9 is followed by a current control device 10 which is known per se and is intended for a laser diode 2 with an integrated monitor diode. The monitor diode is connected between the terminals Xl and X3 of the current control device 10, while the laser diode 2 is connected to the terminals Xl and X2.
Erwähnt werden soll noch, daß die Stromversorgungseinheit 3, der Spannungskonverter 9, die Laserdiode 2, die Projektionsoptik 5 und die Batterie 4 auf einer gemeinsamen, beidseitig bestückten Trägerplatine 17 angeordnet sind, die Leiterbahnen zum Verbinden der elektrischen Bauelemente der Markiervorrichtung aufweist. DieIt should also be mentioned that the power supply unit 3, the voltage converter 9, the laser diode 2, the projection optics 5 and the battery 4 are arranged on a common carrier board 17 which is equipped on both sides and has conductor tracks for connecting the electrical components of the marking device. The
™ Batterie 4 ist mit einem Kontaktbügel 18 lösbar mit der Trägerplatine 17 verbunden.™ Battery 4 is detachably connected to the carrier board 17 by a contact bracket 18.
Erwähnt werden soll noch, daß die Markiervorrichtung 1 auch zum Projizieren eines Punktes, Kreuzes, Kreises, Gitters oder einer beliebigen anderen geometrischen Figur vorgesehen sein kann. 0 Zweckmäßigerweise sind dazu mehrere, unterschiedliche und gegeneinander auswechselbare Projektionsoptiken 5 für die Markiervorrichtung 1 vorgesehen.It should also be mentioned that the marking device 1 can also be designed to project a point, cross, circle, grid or any other geometric figure. 0 For this purpose, several different and interchangeable projection optics 5 are expediently provided for the marking device 1.
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Claims (5)
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Also Published As
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