DE29701556U1

DE29701556U1 - Markiervorrichtung

Info

Publication number: DE29701556U1
Application number: DE29701556U
Authority: DE
Original assignee: Laser Optoelektronik Z GmbH
Current assignee: Laser Optoelektronik Z GmbH
Priority date: 1997-01-30
Filing date: 1997-01-30
Publication date: 1997-03-20
Anticipated expiration: 2007-01-31
Also published as: IT1298090B1; ITMI980012A1

Description

PATENT- UND RECHTS AN WALTSS OZIETÄT Patentanwalt Dipl.-Ing. H. Schmitt

Patentanwalt Dipl.-Ing. W. Maucher SCHMITT, MAUCHER & BÖRJES ^Patent" ^und Rechtsanwalt H. Börjes-Pestalozza

Z-Laser Dreikönigstraße 13

Optoelektronik GmbH D-79102 Freiburg i. Br.

Bertoldstraße 47

79098 Freibura Telefon (07 61) 70 67 73

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Unsere Akte * Bitte stets angeten

G 97 008 H

2 a JAN. 1997 ^Hu/ne Mark i ervor r i chtting

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.

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.

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 der

Versorgungsspannung für die Laserdiode verzichtet werden. Die Markiervorrichtung ist dadurch besonders kostengünstig herstellbar.

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 Maschine

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.

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.

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.

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. 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.

Somit kann beispielsweise bei einer Markiervorrichtung, die eine Laserdiode mit einer entsprechenden Stabilisierungsschaltung

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.

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.

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 Spannungskonverter

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.

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-

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.

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 Träger

™ angeordnet sind. Bedarfsweise kann auch der Energiespeicher auf der Trägerplatine vorgesehen sein.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

0 Fig. 1 eine Stromversorgungseinheit für eine eine Laserdiode

aufweisende Markiervorrichtung, mit einer Batterie, einem Spannungskonverter und einer Stabilisierungsschaltung für die Laserdiode und

• ·

• *

Fig. 2 eine Aufsicht auf eine Trägerplatine einer Markiervorrichtung, auf der alle wesentlichen Baugruppen der Markiervorrichtung angeordnet sind.

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.

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 Schaltung

™ 12 vorgesehen, die mit ihrem Anschlußpunkt 13 mit der Induktivität Ll und der Gleichrichterdiode D2 verbunden ist.

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.

Die Stromversorgungseinheit 3 weist außerdem eine Abschaltautomatik auf, welche die Laserdiode 2 nach einer vorgegebenen

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.

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.

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. Die

™ Batterie 4 ist mit einem Kontaktbügel 18 lösbar mit der Trägerplatine 17 verbunden.

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.

- Ansprüche -

Claims

7 Ansprüche

1. Markiervorrichtung mit zumindest einer Lichtquelle, insbesondere einer Laserdiode (2) oder dergleichen Halbleiterlichtquelle, mit einer Stromversorgungseinheit (3) dafür, die wenigstens eine Batterie (4) , einen Akku oder dergleichen elektrischen Energiespeicher aufweist, sowie mit zumindest einer Projektionsoptik (5) zum Projizieren von der Lichtquelle ausgesendeten Lichts auf ein Objekt, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsspannung des Energiespeichers niedriger ist als die Betriebsspannung der Lichtquelle und daß die w Stromversorgungseinheit (3) zum Erhöhen der Versorgungsspannung zumindest einen Spannungskonverter (9) aufweist.

2. Markiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungskonverter (9) ein wenigstens eine Induktivität (Ll) aufweisender Aufwärtswandler ist.

3. Markiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn-

0 zeichnet, daß der Spannungskonverter (9) eine Regelungseinrichtung zum Konstanthalten seiner Ausgangsspannung aufweist.

4. Markiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ™ gekennzeichnet, daß die Stromversorgungseinheit (3) zum automatischen Abschalten der Lichtquelle nach einer vorgegebenen Einschaltdauer ein Zeitglied aufweist.

5. Markiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Stromversorgungseinheit (3), 0 der Spannungskonverter (9) und die Lichtquelle auf einer gemeinsamen, Leiterbahnen aufweisenden Trägerplatine (17) angeordnet, der die Projektionsoptik (5) vorzugsweise vorgelagert ist.