DE3235170A1

DE3235170A1 - Gastransportlaser, insbesondere axiylstrom-co(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)-gastransportlaser

Info

Publication number: DE3235170A1
Application number: DE19823235170
Authority: DE
Inventors: Johannes Dr.-Ing. 4040 Neuss Schäfer; Jürgen Prof.Dr.rer.nat. 4006 Erkrath Uhlenbusch
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1982-09-23
Filing date: 1982-09-23
Publication date: 1984-03-29

Description

Kennwort: Laser-Axialgebläse
Gastransportlaser, insbesondere Axialstrom-CO2 -Gastransportlaser Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gastransportlaser, insbesondere Axialstrom-CO2 -Gastransportlaser, mit mindestens einem lasergasdurchströmten Entladungsrohr sowie einem als Strömungsmaschine ausgebildeten Lasergebläse, dessen Ausgang mit dem Eingang des Entladungsrohres und dessen Eingang mit dem Ausgang des Entladungsrohres verbunden ist.
Mit diesem Oberbegriff wird auf einen Stand der Technik bezug genommen, wie er aus der europäischen Patentveröffentlichung 00 15 003 bekannt geworden ist. Der in dieser Druckschrift beschriebene Gastransportlaser weist als Lasergebläse ein Turbozentrifugalgebläse auf, welches seitlich neben den Laserentladungsrohren angeordnet ist dies führt zu einer komplizierten rauminanspruchnehmepden Gaszuführung und größeren Bauform des gesamten Lasers. Es ist jedoch eine stetige Forderung der Laseranwender, ein Arbeitsgerät mit relativ kleiner Bauform zur Verfügung zu haben, welches einfach aufgebaut, entsprechend leicht handhabbar und eine einfache Lasergasführung aufweist.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Gastransportlaser der eingangs genannten Art zu schaffen, der diese Forderung erfüllt und entsprechend kleiner und kompakter als die bisherigen Laser dieser Art aufgebaut ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß das Lasergebläse und das Entladungsrohr in einer gemeinsamen Achse angeordnet sind. Durch diese Anordnung, bei der Entladungsrohr und Lasergebläse hintereinander, also in Reihe angeordnet sind, wird es vorteilhaft möglich, den Ausgang des Gebläses direkt und koaxial sowie ohne Zwischenschaltung von Rohren/Leitungen mit dem Eingang des Entladungsrohres zu verbinden. Dies führt zu einem besonders einfachen Aufbau sowie zu einer Gasführung,die eine bessere Laserstrahlqualität ergibt. Bevorzugt ist das Lasergebläse als Axialgebläse oder als ein- oder mehrstufiger Radialverdichter ausgebildet.
In vorteilhafter Weiterbildung ist der Ausgang des Lasergebläses im Bereich der Anode mit dem Entladungsrohr gekoppelt, während im Kathodenbereich des Entladungsrohres die Gasrückführungen vorgesehen sind. Damit ergibt sich vorteilhaft eine laserbrennstreckenbezogene, in sich geschlossene Baueinheit (Modul), die aus Lasergasgebläse, Entladungsrohr und Lasergasrückführung besteht. Die entsprechenden Resonatorspiegel können in einfachster Art und Weise am Anfang bzw. Ende der gemeinsamen Achse von Lasergebläse/Entladungsrohr angeordnet werden. Darüber hinaus es es durch diese Ausbildung besonders einfach möglich, zur Laserausgangsleistungsvergrößerung mehrere Baueinheiten/ Module hintereinander anzuordnen.
Die Erfindung wird anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles unter Hinweis auf weitere vorteilhafte Merkmale näher erläutert. Es veranschaulicht: Fig. 1 eine Gastransportlasereinheit nach der Erfindung im Längsschnitt; Fig. 2 vergrößerte Darstellung der Einzelheit A der Fig. 1;.
Fig. 3 Gastransportlaser mit mehreren hintereinandergeschalteten Baueinheiten.
In Fig. 1 ist die Gastransportlaserbaueinheit in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnet. Die Einheit 10 weist ein vorzugsweise wassergekühltes Entladungsrohr 11 auf, das einerseits in einem Gaseinlaßgehäuse 12 und andererseits in einem Gasauslaßgehäuse 13 über Dichtungen 14,15 gasdicht gehalten/gelagert ist. Die Gasgehäuse 12,13 sind über eine aus zwei Rohren 16, 17 gebildeten Gasführung mit Kreisringquerschnitt über Ringdichtungen 18 und Schrauben 19 miteinander gas dicht verbunden. Ein Durchbruch:mit z-. B.
Kreisquerschnitt für die nicht dargestellten Strom- und Kühlmittelleitungen ist mit 20 bezeichnet.
Am Gasauslaßgehäuse 13 ist ferner ein Resonatorspiegel 21 sowie eine ringförmige Kathode 22 befestigt. Die Anode 23 sowie der Auskoppelspiegel 24 sind im Gaseinlaßgehäuse 12 angeordnet. Ferner ist im Gaseinlaßgehäuse 12 ein Axialgebläse 25 vorgesehen, wobei das Axialgebläse 25 und Entladungsrohr 11 in einer gemeinsamen Achse (=Laserachse) 26 angeordnet sind.
Das Axialgebläse 25 (Fig. 2) für den Lasergas (vorzugsweise CO2) -transport durch das Entladungsrohr 11 weist einen Elektroantrieb mit einem Stator 27 und einem Rotor 28 auf, sowie ein feststehendes Leitrad 29, ein Laufrad 30, sowie ein Spaltrohr 31 auf. Dabei ist das feststehende Leitrad 29 am Gaseinlaßgehäuse 12 befestigt und koaxial zur Durchgangsbohrung 32 vorgesehen. Das Laufrad 30 ist an eine Hohlwelle 35, an der auch der Rotor 28 befestigt ist, angeordnet und wird somit gemeinsam mit Hohlwelle 35 und Rotor 28 gedreht. Zur Lagerung der Hohlwelle 35 sind Wälzlager 36 vorgesehen. Die Abdichtung zwischen dem Vakuum im Gasauslaßgehäuse 12 und dem in der Atmosphäre angeordneten Stator 27 erfolgt über das Spaltrohr 37 und Ringdichtungen 38. Am Ausgang des Gebläses 25 ist ein Drallgitter 33 vorgesehen, durch das das Lasergas drallförmig in und durch das Entladungsrohr geleitet, wodurch eine Verbesserung der Laserstrahlqualität erreicht wird.
Die Gaskühler 34 in dem Gaseinlaßgehäuse 12 dienen zur Rückkühlung des Lasergases.
Entsprechend Fig. 1 bilden Entladungsrohr 11, Lasergebläse 25 sowie Lasergas£ührungen (Gasgehäuse 12,13, Gasführungen 16,17) eine in sich geschlossene Baueinheit 10, die in Verbindung mit den Spiegeln 21,24 einen Laser bestimmter Ausgangsleistung ergibt.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, können zur Erhöhung der Laserausgangsleistung in besonders einfacher Art und Weise mehrere z.B. zwei derartige Baueinheiten 10 hintereinander geschaltet werden. Ein derartiger Laser weist dann zwei oder mehr Laserbrennstrecken = Entladungsteilrohre 11 auf, denen je ein Gasgebläse 25 zugeordnet sind. Am Anfang bzw. Ende des gesamten Entladungsrohres sind dann die Spiegel 21,24 angeordnet.
Bei den Ausführungsbeispielen wurden Elektromotore für den Antrieb der Gebläse verwendet, der Einsatz von Preßluftantrieben ist selbstverständlich auch vorteilhaft möglich.

Claims

Ansprüche W ,tastransportlaser, insbesondere Axialstrom-CO2-Gastransportlaser, mit mindestens einem lasergasdurchströmten Entladungsrohr sowie einem als Strömungsmaschine ausgebildeten Lasergasgebläse, dessen Ausgang mit dem Eingang des Entladungsrohres und dessen Eingang mit dem Ausgang des Entladungsrohres verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Lasergasgebläse (25) und das Entladungsrohr (11) in einer gemeinsamen Achse (26) angeordnet sind.
2. Gastransportlaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lasergasgebläse (25) als Axialgebläse ausgebildet ist.
3. Gastransportlaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lasergasgebläse (25) als ein- oder mehrstufiger Radialverdichter ausgebildet ist.
4. Gastransportlaser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Lasergebläse (25),Entladungsrohr (11) sowie Lasergasführ;ungen (12,13,16,17) als eine in sich geschlossene Baueinheit (10) ausgebildet sind.
5. Gastransportlaser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Baueinheiten (10) hintereinander geschaltet sind.