DE3105931A1

DE3105931A1 - Directional-light laser with a shutter-protection device

Info

Publication number: DE3105931A1
Application number: DE19813105931
Authority: DE
Inventors: Ernst 8908 Krumbach Spielvogel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-02-18
Filing date: 1981-02-18
Publication date: 1982-11-04

Abstract

A directional-light laser has a laser tube, which is arranged in a housing, and optics on the end light-outlet end of the laser tube, which optics fan the laser beam out. Using such a directional-light laser, in order to achieve harmlessness (in the sense of the standards and regulations) even at a relatively high light power, without incorrect handling being able to lead to the health of the operating personnel being damaged, it is provided that a shutter-protection device (4) be mounted on the optics (2), outside the light beam (5) and surrounding said light beam (5) on at least two sides. As a result of this shutter protection device (4), on the one hand the light beam is unchanged and is thus not weakened, while on the other hand protection is provided against external access on at least two sides so that, in particular, the operator can no longer move his eyes into that region of the light beam emerging from the laser tube in which the beam striking his eyes would cause damaging dazzling (blinding). The construction of the new directional-light laser is shown in two different views in Figs. 1 and 2. <IMAGE>

Description

Richtlichtlaser mit Directional laser with

Blendschutzeinrichtung Die Erfindung betrifft einen Richtlichtlaser mit einer in einem Gehäuse angeordneten Laserröhre und mit einer den Laserstrahl auffächernden Optik am stirnseitigen Lichtaustrittsende der Laserröhre. Anti-glare device The invention relates to a directional light laser with a laser tube arranged in a housing and with a laser beam fanning optics at the front light exit end of the laser tube.

Der Einsatz von Laserlicht hat in der Technik sehr zweckmäßige Anwendungsgebiete gefunden, den positiven Eigenschaften der Laserstrahlen stehen beim praktischen Einsatz der mit Laserlicht ausgerüsteten Einrichtungen aber auch gewisse Nachteile entgegen. Diese ergeben sich insbesondere aus der hohen Lichtintensität des von einer Laserröhre ausgestrahlten Laserstrahles, die unter Umständen zu Schädigungen oder Verletzungen von Menschen führen können.The use of laser light has very useful areas of application in technology found the positive properties of laser beams stand out from the practical Use of the facilities equipped with laser light also has certain disadvantages opposite. These result in particular from the high light intensity of the von A laser beam emitted by a laser tube, which may cause damage or injuries to people.

Bei der Bearbeitung von harten Materialien, insbesondere beim Sägen oder Schleifen von Blöcken oder Platten aus Stein, Holz oder dergleichen, bestand das Problem, das Werkstück richtig zum Werkzeug einzujustieren. Zum Beispiel hat man auf der zu bearbeitenden Platte einen Abriß angelegt oder eine Schablone aufgebracht, und es bestand nun die Aufgabe darin, das Werkstück relativ zum Werkzeug richtig einzustellen, d. h. zu positionieren.When machining hard materials, especially when sawing or grinding blocks or slabs of stone, wood or the like the problem of correctly adjusting the workpiece to the tool. For example has an outline is made on the plate to be processed or a template is applied, and the task now was to get the workpiece correct relative to the tool adjust, d. H. to position.

Der Bedienungsmann mußte das Werkstück entweder nach Augenmaß oder mit Hilfe optischer Instrumente auf die gewünschte Bearbeitungsrichtung, z. B. Schnittrichtung, drehen und verschieben.The operator had the workpiece either by eye or with the help of optical instruments on the desired processing direction, z. B. cutting direction, rotate and move.

Während häufig in der Vergangenheit die menschliche Erfahrung eingesetzt wurde, hat man aber doch schon versucht, sich von diesen, stark von den persönlichen Bedingungen abhängigen Eigenschaften freizumachen. Es wurden daher schon Magnetlineale eingesetzt, deren Handhabung aber mit mehr oder weniger schlechtem Erfolg vorgenommen wurde. Man ist dann auf Lichtprojektoren übergegangen, bei denen der Lichtstrahl einer lichtstarken Quelle auf das betreffende Werkzeug so projiziert wurde, daß beispielsweise eine Linie entsprechend der Schnittlinie bzw. Bearbeitungslinie auf das Werkstück projiziert wurde. Diese optischen Geräte hatten aber den Nachteil mangelnder Lichtintensität, so daß infolge der Raumhelligkeit oder Werkstückfarbe zu geringe Kontraste der auf dem Werkstück abgebildeten Linie erreichbar waren. Selbst bei Verwendung von Lampen mit einer Leistung von 1000 Watt konnte der entscheidende Durchbruch mit diesen optischen Geräten nicht erreicht werden, weil solche Lampen wegen der hohen Erwärmung nur kurzzeitig einschaltbar waren, beispielsweise nur für 10 Sekunden.While commonly used in the past, human experience but one has already tried to stand out from these, strongly from the personal ones To expose conditions dependent properties. So there were already magnetic rulers used, but their handling made with more or less bad success became. One then switched to light projectors, in which the light beam a bright source was projected onto the relevant tool in such a way that for example, a line corresponding to the cutting line or processing line the workpiece was projected. However, these optical devices had the disadvantage lack of light intensity, so that as a result of the room brightness or workpiece color Contrasts that were too low in the line depicted on the workpiece were achievable. Even when using lamps with an output of 1000 watts, the decisive factor could be Breakthrough with these optical devices cannot be achieved because of such lamps could only be switched on for a short time because of the high level of heating, for example only for 10 seconds.

Man hat sich dann damit beholfen, daß man zum Justieren, das erheblich länger als 10 Sekunden dauert, die Lampe wiederholt kurz hintereinander eingeschaltet hat. Verständlicherweise ergab sich hierdurch ein nachteiliger Lampenverschleiß, der eine Lösung des Problemes erschwert hat.One then managed to adjust that considerably lasts longer than 10 seconds, the lamp is switched on repeatedly in quick succession Has. Understandably, this resulted in disadvantageous lamp wear, which made a solution to the problem difficult.

Als die Laser technisch einsetzbar waren, wurden die Richtlichtlaser entwickelt, bei denen zum Ausrichten von Werkstücken Richtlicht erzeugt wurde, praktisch auch als Lichtstrahlgeräte bekannt. Die zerbrechliche und zumeist aus Glas bestehende Laserröhre oder das Plasmarohrwurdeineinemder Umgebung angepaßten, stabilen Gehäuse angeordnet und für den vorstehend beschriebenen Zweck mit einer den Laserstrahl vorzugsweise in einer Ebene auffächernden Optik versehen. Der durch das Plasmarohr erzeugte Laserstrahl durchlief also die Optik in Richtung des stirnseitigen Austrittsendes der Röhre und wurde hierdurch unter einem Winkel von etwa 900 oder auch weniger in eine Ebene, die in der Praxis etwa 2 oder 3 mm breit ist, aufgefächert, so daß bei Projektion auf das Werkstück, z. B. eine Steinplatte, ein entsprechend breiter Strich entstand. Dieser bei Anwendung bekannter Richtlichtlaser entstehende Strich hat eine lichtintensive, häufig rote Farbe, so daß die oben erwähnten Nachteile des Einflusses der Raumhelligkeit usw. entfielen.When the lasers were technically usable, the directional light lasers became developed in which directional light was generated to align workpieces, practical also known as light beam devices. The fragile and mostly made of glass Laser tube or the plasma tube has been adapted to an environment, Stable housing arranged and for the purpose described above with a the laser beam is preferably provided in one plane fanning out optics. The through the laser beam generated by the plasma tube ran through the optics in the direction of the end face Exit end of the tube and was thereby at an angle of about 900 or also less fanned out into a plane that is in practice about 2 or 3 mm wide, so that when projected onto the workpiece, for. B. a stone slab, a corresponding broad line emerged. This arises when using known directional light lasers Line has a light-intensive, often red color, so that the above-mentioned disadvantages the influence of the room brightness etc. were not applicable.

Mit dem Richtlichtlaser kann man den gewünschten Strich auf dem Werkstück projizieren und auf diese Weise das Werkstück in gewünschter Weise drehen und schieben, bis das Werkzeug in der richtigen Position steht und der Bearbeitungsvorgang beginnen kann.With the directional light laser you can create the desired line on the workpiece project and in this way rotate and slide the workpiece as desired, until the tool is in the correct position and the machining process begins can.

Aber auch diese neuen Richtlichtlaser waren infolge ihrer hohen Lichtleistung mit Nachteilen verbunden. Durch die oben beschriebene Ausweitung des aus der Laserröhre austretenden Laserstrahles in die Lichtebene, die auch Lichtwand genannt wird, wird zwar die Energiedichte verringert. Diese Verringerung hängt ab von der Größe des Austrittswinkels und dem Abstand der Messung vom Austrittsende der Laserröhre. In unmittelbarer Nähe des Austrittsendes der Laserröhre tritt in der Regel aber eine so hohe Lichtleistung aus, daß eine die mit dem Richtlichtlaser arbeitende Person schädigende Einwirkung nicht ausgeschlossen ist.But also these new directional light lasers were due to their high light output associated with disadvantages. By expanding the from the laser tube described above emerging laser beam into the light plane, which is also called the light wall although the energy density is reduced. This reduction depends on the size of the Exit angle and the distance of the measurement from the exit end of the laser tube. In However, there is usually one in the immediate vicinity of the exit end of the laser tube so high light output that one working with the directional light laser person harmful effects are not excluded.

Die Normenausschüsse haben hier Vorschriften erarbeitet und Sicherheitsvorkehrungen angeboten. Die Berufsgenossenschaften verlangen nun die Einhaltung gewisser Sicherheitsvorkehrungen.The standards committees have drawn up regulations and safety precautions here offered. The employers' liability insurance association is now demanding compliance with certain safety precautions.

Die Unbedenklichkeit bei der Laseranwendung ergibt sich insbesondere dann, wenn eine z. B. in mW gemessene Strahlenbelastung nicht erreicht oder überschritten wird. Nun kann man diese Unbedenklichkeit entweder dadurch erreichen, daß der Richtlichtlaser auf entsprechend geringe Leistungen ausgelegt wird. Dann aber ist sein Einsatzgebiet beschränkt. Zur Verbesserung seiner Anwendung muß daher notwendigerweise die erzeugbare Lichtleistung erhöht werden, so daß ohne gewisse Vorsorgemaßnahmen die über den Normen liegende Lichtleistung nicht zum Einsatz kommen kann.The harmlessness of the laser application arises in particular then, if a z. B. radiation exposure measured in mW not reached or exceeded will. Now you can achieve this harmlessness either by using the directional light laser is designed for correspondingly low performance. But then is its area of application limited. In order to improve its application, therefore, the producible Light output can be increased, so that without certain precautionary measures over the Light output lying within standards cannot be used.

Zu diesen Vorsorgemaßnahmen gehört beispielsweise das Aufsetzen von Schutzbrillen oder besonders vorgeschriebene, vorsichtige und damit umständliche Handhabe des Gerätes usw., wodurch die Anwendung in der Praxis erheblich leidet. Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Richtlichtlasers der eingangs genannten Art, mit dem eine Unbedenklichkeit im Sinne der Normen und Vorschriften auch bei höherer Lichtleistung erreicht werden kann, ohne daß eine unsachgemäße Handhabung zu Gesundheitschäden der bedienden Personen führen kann.These precautionary measures include, for example, putting on Protective goggles or specially prescribed, careful and therefore cumbersome Handling of the device etc., as a result of which the application in practice suffers considerably. The object of the invention is therefore to create a directional light laser from the introduction named type, with which a harmlessness in the sense of the norms and regulations even with higher light output can be achieved without an improper Handling can damage the health of the operator.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Blendschutzeinrichtung außerhalb des Lichtstrahles und diesen an mindestens zwei Seiten umgreifend an der Optik befestigt ist.This object is achieved according to the invention in that an anti-glare device outside of the light beam and this on at least two pages is attached encompassing the optics.

Es wurde oben erwähnt, daß mit zunehmendem Abstand von dem Lichtaustrittsende der Laserröhre bei vorgegebenem Auffächerungswinkel s Lichtstrahles die Energiedichte bzw. Lichtintensität abnimmt. Durch die Blendschutzeinrichtung gemäß der Erfindung wird einerseits der Lichtstrahl nicht verändert und damit auch nicht geschwächt, andererseits aber auf mindestens zwei Seiten für einen Eingriff von außen geschützt. Mit anderen Worten kann der Bedienungsmann sein Auge nicht mehr in denjenigen Bereich des aus der Laserröhre austretenden Lichtstrahles hineinbringen, in welchem ein Auftreffen des Lichtstrahles auf sein Auge die unerlaubte und schädliche Blendung hervorruft. Mit dem neuen Richtlichtlaser sind die Vorschriften der Berufsgenossenschaft in einwandfreier Weise erfüllt, auch bei lichtstarken Geräten, ohne daß die den neuen Richtlichtlaser handhabende Person besondere Vorkehrungen beachten und befolgen muß, wie z. B. Aufsetzen einer Brille, Folgen einer bestimmten Handhabung usw.It was mentioned above that with increasing distance from the light exit end of the laser tube with a given fan-out angle s of the light beam is the energy density or light intensity decreases. By the anti-glare device according to the invention on the one hand, the light beam is not changed and therefore also not weakened, on the other hand, it is protected on at least two sides for external intervention. In other words, the operator can no longer keep his eye on that area of the light beam emerging from the laser tube, in which a If the light beam hits his eye, the unauthorized and harmful glare evokes. With the new directional light laser, the regulations of the employers' liability insurance association met in an impeccable manner, even with bright devices, without the The person handling the new directional light laser must observe and follow special precautions must, such as B. putting on glasses, consequences of certain handling, etc.

Zweckmäßig ist es gemäß der Erfindung, wenn die Blendschutzeinrichtung ein ein kastenförmiges Volumen umschließendes Gestell ist. Dieses Volumen wird durch zwei im Abstand voneinander angeordnete Platten, Bügel, Stangen oder dergleichen aufgespannt.It is useful according to the invention if the glare protection device is a frame enclosing a box-shaped volume. This volume is through two spaced apart plates, brackets, rods or the like stretched.

Hierdurch wird erreicht, daß eine Person ihr Auge nicht in den Lichtstrahlbereich bringen kann, in welchem noch eine zu große Intensität oder Energiedichte vorherrscht.This ensures that a person's eye does not enter the light beam area in which there is still too much intensity or energy density.

Dabei kann man die Blendschutzeinrichtung gemäß der Erfindung in besonders einfacher Weise dann aufbauen, wenn diese erfindungsgemäß zwei parallel zueinander befestigte Platten aufweist. Vorteilhaft kann es erfindungsgemäß sogar sein, wenn diese Platten Gitter aufweisen, d. h. entweder selbst Gitter sind oder aus mehreren Gittern zusammengesetzt sind. Man könnte sich auch aus Platten oder Gittern aufgebaute Kästen denken, die an zwei gegenüberliegenden Seiten öffnungen für den Ein- und Austritt des Laserstrahles haben. Der Austritt wird dann in der Regel die Form eines Schlitzes haben, der vorzugsweise 0,8 mm breit und entsprechend des Auffächerungswinkels derart lang ist, daß der Laserstrahl durch die Blendschutzeinrichtung gemäß der Erfindung nicht beeinträchtigt bzw. begrenzt wird. Die Länge der Blendschutzeinrichtung in Richtung des Abstandes vom Lichtaustrittsende der Laserröhre richtet sich nach der Leistung des Lasers und der Strahlausweitung.You can use the glare protection device according to the invention in particularly then build easily if these two parallel to each other according to the invention having attached panels. According to the invention, it can even be advantageous if these panels have grids, d. H. are either lattices themselves or made up of several Grids are composed. One could also build up from plates or grids Think boxes that have openings on two opposite sides for entry and exit Exit of the laser beam. The exit then usually takes the form of a Have a slot, which is preferably 0.8 mm wide and corresponding to the fanning angle is so long that the laser beam through the anti-glare device according to the Invention is not impaired or limited. The length of the anti-glare device in the direction of the distance from the light exit end of the laser tube depends on the power of the laser and the beam expansion.

Die Erfindung ist besonders vorteilhaft weiter dadurch ausgestaltet, daß die Platten im Abstand von 1 bis 4 mm voneinander angebracht und einstückig mit dem Gehäuse der Laserröhre ausgebildet sind. Dadurch kann der Bedienungsmann die Blendschutzeinrichtung nur bewußt und mit einem Werkzeug vom Richtlichtlaser entfernen, bei einstückiger Anordnung von Plasmarohrgehäuse einerseits und Blendschutzeinrichtungsplatte andererseits sogar nur durch Zerstörung. Es ist dann bei einem Unfall der Berufsgenossenschaft ohne weiteres nachzuweisen, weshalb der neue Richtlichtlaser zu einer Schädigung des Augenlichtes der betreffenden Person geführt hat. In jedem Falle besteht Unbedenklichkeit bei Anwendung des neuen Richtlichtlasers auch mit höherer Energiedichte, wenn nur an unsachgemäße Handhabung gedacht ist. Durch die Blendschutzeinrichtung gemäß der Erfindung ist mit Sicherheit gewährleistet, daß das menschliche Auge stets außerhalb der Gefahrenzone bleiben muß. Die Größe und Form der Blendschutzeinrichtung ist vorzugsweise so gestaltet, daß die erwähnte Annäherung des Auges innerhalb des Bereiches mit schädlicher Energiedichte ausgeschlossen ist.The invention is particularly advantageously further developed in that that the plates are attached at a distance of 1 to 4 mm from each other and in one piece are formed with the housing of the laser tube. This allows the operator the anti-glare device only consciously and with a tool from the directional light laser remove, in the case of a one-piece arrangement of the plasma tube housing on the one hand and the anti-glare device plate on the other hand, even only through destruction. In the event of an accident, it is the employer's liability insurance association without further evidence, why the new directional light laser caused damage of the eyesight of the person concerned. In any case, there is harmlessness at Use of the new directional light laser also with higher energy density, if only on improper handling is intended. The anti-glare device according to the Invention is guaranteed with certainty that the human eye is always outside the danger zone must remain. The size and shape of the anti-glare device is preferably designed so that the mentioned approach of the eye within the range with harmful energy density is excluded.

Damit sind die negativen Eigenschaften der strahlungsintensiven Laser trotz Ausschaltung umständlicher Vorkehrungen bekannter Art vermieden, und den Normen und Vorschriften der Berufsgenossenschaften ist ohne weiteres Zutun des Benuters des neuen Richtlichtlasers entsprochen. Mit dem Wegfall dieser schädlichen Wirkungen bekannter Laser kann andererseits mit Vorteil das Anwendungsgebiet der Richtlichtlaser durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen beträchtlich erweitert werden. Insbesondere können jetzt große Leistungen Anwendung finden.These are the negative properties of the radiation-intensive lasers avoided despite the elimination of cumbersome precautions of the known type, and the standards and regulations of the employers' liability insurance association is without further action on the part of the user of the new directional light laser. With the elimination of these harmful effects On the other hand, known lasers can advantageously use the field of application of directional light lasers can be expanded considerably by the measures according to the invention. In particular great benefits can now be applied.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten dervorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen: Fig. 1 schematisch den neuen Richtlichtlaser mit Blendschutzeinrichtung von der Seite und Fig. 2 den selben Laser von oben bzw. unten gesehen.Other advantages, features and uses of the present Invention emerge from the following description of a preferred embodiment in conjunction with the drawings. They show: FIG. 1 schematically the new directional light laser with anti-glare device from the side and Fig. 2 the same Laser seen from above or below.

Es wird angenommen, daß bei der Anwendung des in den Fig. 1 und 2 gezeigten Richtlichtlasers ein 0,3 bis 0,8 mm breiter Strich auf einem Steinblock in Lotrichtung projiziert werden soll. Dann muß der Richtlichtlaser gemäß Darstellung in den Figuren so angeordnet werden, daß Fig. 1 die Seitenansicht und Fig. 2 die Draufsicht von oben oder von unten ist.It is believed that when using the one shown in FIGS The directional light laser shown is a 0.3 to 0.8 mm wide line on a stone block should be projected in the perpendicular direction. Then the directional light laser must be as shown are arranged in the figures so that Fig. 1 is the side view and Fig. 2 is the Is top or bottom plan view.

Im Gehäuse 6 ist das Plasmarohr oder die Laserröhre 1 angebracht, an deren stirnseitigem Austrittsende der Laserstrahl 2 aus tritt, um in die an diesem Ende anqebrachte Optik 3 einzutreten. Diese Optik 3 sorgt in nicht dargestellter Weise für die Auffächerung des Laserstrahles 2 in die Laserstrahlwand 5 oder Lichtebene 5, die gestrichelt dargestellt ist. Der Auffächerungswinkel beträgt in der Regel bis zu 900, im vorliegenden Falle etwa 450.The plasma tube or the laser tube 1 is attached in the housing 6, at the frontal exit end of the laser beam 2 exits in order to enter the at this End of the attached optics 3 to enter. This optics 3 provides in not shown Way for the fanning out of the laser beam 2 in the laser beam wall 5 or light plane 5, which is shown in dashed lines. The fanning angle is usually up to 900, in the present case about 450.

Wie zwei Flügel sind die gegenüberliegenden Wände 6a und 6b des Gehäuses 6 in Form von Platten 4a, 4b verlängert, wobei durch diese Platten 4a und 4b ein kastenförmiges Volumen aufgespannt wird.The opposite walls 6a and 6b of the housing are like two wings 6 extended in the form of plates 4a, 4b, with these plates 4a and 4b being a box-shaped volume is spanned.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist tatsächlich ein Kasten mit 5 Platten gebildet, der in Richtung des Strahles 2 und in dessen aufgefächerter Ebene 5 liegend zwei gegenüberliegende Wandungen mit öffnungen zum Durchlaß des Laserstrahles hat. Die auf der Seite der Optik 3 liegende Öffnung kann verhältnismäßig kurz, die gegenüberliegende, in den Figuren 1 und 2 links gezeigte Öffnung hingegen länger sein, wie aus der -Darstellung der Fig. 1 klar wird. Die Breite bzw. Höhe der beiden Öffnungen ist auf beiden Seiten gleich groß, z. B. 3 mm, wenn die Lichtwand 5 eine Dicke von weniger als 3 mm hat, so daß diese nämlich durch die Blendschutzeinrichtung 4 nicht beeinträchtigt, weil nicht begrenzt wird.In another embodiment of the invention is actually a Box formed with 5 plates, which is in the direction of the beam 2 and in its fanned out On level 5, two opposing walls with openings for the passage of the Laser beam Has. The opening on the side of the optics 3 can be relatively short, the opposite, shown in Figures 1 and 2 on the left However, the opening may be longer, as is clear from the illustration in FIG. 1. the Width or height of the two openings is the same on both sides, e.g. B. 3 mm if the light wall 5 has a thickness of less than 3 mm, so that this is not impaired by the glare protection device 4 because it is not limited.

Aus Fig. 2 erkennt man auch, wie der aufgefächerte Lichtstrahl 5 auf beiden Seiten von den Platten 4a und 4b umfaßt ist, die an der Optik 3 angebracht, nämlich einstückig mit den Gehäusewänden 6a und 6b ausgebildet sind.From Fig. 2 it can also be seen how the fanned out light beam 5 is encompassed on both sides by the plates 4a and 4b, which are attached to the optics 3, namely formed integrally with the housing walls 6a and 6b.

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Claims

Directional light laser with anti-glare device Patent claims & Directional light laser with a laser tube arranged in a housing and with a optics that fanned out the laser beam at the light exit end of the laser tube, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that an anti-glare device (4) outside the light beam (5) and encompassing it on at least two sides is attached to the optics (2).

2. Directional light laser according to claim 1, characterized in that the Anti-glare device (4) a frame enclosing a box-shaped volume is.

3. Directional light laser according to claim 1 or 2, characterized in that that the anti-glare device (4) has two plates (4a, 4b).

4. directional light laser according to claim 3, characterized in that the Plates (4a, 4b) have grids.

5. Directional light laser according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the plates (4a, 4b) at a distance of 1 to 5 mm, preferably 2 to 3 mm, from each other attached and formed in one piece with the housing (6) of the laser tube (1).