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WO2007033813A2 - Maintaining device for pump lamps of high-power lasers - Google Patents

Maintaining device for pump lamps of high-power lasers Download PDF

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WO2007033813A2
WO2007033813A2 PCT/EP2006/009086 EP2006009086W WO2007033813A2 WO 2007033813 A2 WO2007033813 A2 WO 2007033813A2 EP 2006009086 W EP2006009086 W EP 2006009086W WO 2007033813 A2 WO2007033813 A2 WO 2007033813A2
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WO
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holding
clamping part
pin
elastic ring
shaped
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PCT/EP2006/009086
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WO2007033813A3 (en
Inventor
Martin Huonker
Stefan Benz
Jürgen Kaiser
Original Assignee
Trumpf Laser Gmbh + Co. Kg
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J5/00Details relating to vessels or to leading-in conductors common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J5/48Means forming part of the tube or lamp for the purpose of supporting it
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/0915Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/04Arrangements for thermal management
    • H01S3/0407Liquid cooling, e.g. by water

Definitions

  • the present invention relates to a device for holding a laser pump lamp with pin-shaped lamp terminal.
  • a holding device with a holding part, an axially braced against the holding part clamping part and at least one intermediate ring of elastic material, all surrounded the pin-shaped lamp terminal, wherein for holding the pin-shaped lamp terminal of the elastic ring between holding and clamping part is pressed radially inwardly against the pin-shaped lamp terminal.
  • the elastic ring is made of silicone-free material.
  • the holding part and / or the clamping part are sleeve-shaped, wherein the elastic ring rests against the sleeve wall at least in the pressed state, preferably already in the non-pressed state.
  • a plurality of elastic rings are provided between holding and clamping part, wherein preferably each elastic ring is associated with a support ring.
  • the holding part and the clamping part are screwed together. The necessary for reliable holding and sealing of the lamp terminal compression of the elastic rings or takes place during the screwing of the two parts.
  • FIG. 1 shows the right half of a pumping lamp assembly with the holding device according to the invention in a longitudinal section.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the holder shown in FIG.
  • the pumping lamp assembly 1 shown in Fig. 1 is used for pumping a
  • Solid state laser (not shown) and comprises a pumping lamp 2, which is surrounded by a cooling water-flowed outer tube 3, and on both sides of a device 10 for holding the pumping lamp 2.
  • the pumping lamp 2 has a tubular quartz glass housing 4 and two electrodes 5 facing each other of which only the right one is shown in FIG.
  • the electrode 5 is led out of the quartz glass housing 4 and forms a pin-shaped lamp terminal 6.
  • the holding device 10 shown in detail in FIG. 2 comprises a sleeve-shaped holding part 11, a sleeve-shaped clamping part 12 with a bottom opening 13, two rings 14 made of elastic material inserted without play into the sleeve-shaped clamping part 12 and two support rings 15 inserted in the sleeve-shaped clamping part 12, wherein in each case alternately an elastic ring 14 and a support ring 15 are inserted.
  • Holding part 11 and clamping part 12 may be made of plastic, metal or ceramic.
  • the clamping member 12 is screwed via a threaded connection 16 on the holding part 11, whereby holding and clamping part 11, 12 braced against each other while the elastic rings 14 between the bottom 17 of the clamping part 12 and the clamping part 12 projecting into the left end 18 of the holding part eleventh be pressed together.
  • the mounting of the holding device 10 takes place as follows: First, the clamping part 12, then the elastic rings 14 and the support rings 15 are pushed onto the pin-shaped lamp terminal 6. Finally, the holding part 11 is pushed and screwed to the clamping part 12. By screwing the elastic rings 14 between the holding and clamping part 11, 12 are pressed radially outward against the sleeve inner wall 19 and radially inwardly against the pin-shaped lamp terminal 6, whereby the lamp terminal 6 securely fixed in the holding device 10 and the sleeve interior 20 of the holding part 11 is reliably sealed against cooling water.
  • the holding and sealing effect is better secured, and also protects the pump lamp 2 facing, left elastic ring 14 the other elastic ring 14 from the potentially damaging light of the pump lamp 2 and thus from aging.
  • the holding part 11 is sealed by a sealing ring 7 in the outer tube 3.
  • the holding part 11 itself is mounted on the housing side, wherein the pin-shaped lamp terminal 6 is electrically contacted via a plug, not shown.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

The inventive device (10) comprises a pin-shaped lamp connection (6) which is used to maintain a laser pump lamp (2), a maintaining part (11), a clamping part (12) which can be clamped in an axial manner counter to the maintaining part (11), and at least one elastic ring (14) which is arranged therebetween, which surrounds the entire lamp connection (6). The elastic ring (14) is pressed between the maintaining part and the clamping part (11, 12) in a radial manner towards the inside counter to the pin-shaped lamp connection in order to maintain the pin-shaped lamp connection (6).

Description

Anmelder: applicant:

TRUMPF Laser GmbH + Co. KG Aichhalder Str. 39 D-78713 SchrambergTRUMPF Laser GmbH + Co. KG Aichhalder Str. 39 D-78713 Schramberg

Vertreter:representative:

Kohler Schmid Möbus Patentanwälte Ruppmannstr. 27 D-70565 StuttgartKohler Schmid Möbus Patent Attorneys Ruppmannstr. 27 D-70565 Stuttgart

Haltevorrichtunq für Pumplampen von HochleistunqslasernHolding device for pump lamps of high power lasers

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Halten einer Laserpumplampe mit stiftförmigem Lampenanschluss.The present invention relates to a device for holding a laser pump lamp with pin-shaped lamp terminal.

Die üblicherweise verwendete Technik zur Halterung und Lagerung von Pumplampen für Hochleistungslaser sieht eine über den Lampenanschluss geschobene Hülse aus Kunststoff oder Keramik vor, die mit Silikon ausgespritzt wird. Dieses Verfahren hat jedoch Nachteile: Silikon ist als Arbeitsmaterial oft unerwünscht. Die Montage und insbesondere das Ausspritzen der Hülse mit Silikon sind arbeits- und zeitintensiv, da das Ausspritzen in Handarbeit erfolgt und die Aushärtezeit des Silikons berücksichtigt werden muss. Die mit Silikon ausgespritzte Hülse sitzt sehr starr auf dem Lampenanschluss, so dass die Lampe relativ starr eingespannt ist. Da die Lampe im Betrieb dazu neigt, sich zu verbiegen, entstehen im Bereich der Lagerung mechanische Spannungen. Weiterhin kann die Hülse nicht mehr vom Lampenanschluss gelöst werden, so dass ein Recycling oder eine Materialtrennung nicht möglich sind.The commonly used technology for holding and storing pump lamps for high-power laser provides a pushed over the lamp terminal sleeve made of plastic or ceramic, which is injected with silicone. However, this method has disadvantages: Silicone is often undesirable as working material. The assembly and in particular the ejection of the sleeve with silicone are labor-intensive and time-consuming, since the spraying is done by hand and the curing time of the silicone must be considered. The silicone-molded sleeve sits very rigidly on the lamp connection, so that the lamp is clamped relatively rigidly. Since the lamp tends to bend during operation, mechanical stresses occur in the area of the bearing. Furthermore, the sleeve can not be detached from the lamp connection, so that recycling or material separation are not possible.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine lösbare Haltevorrichtung für Laserpumplampen bereitzustellen, welche die im Betrieb auftretenden mechanischen Spannungen aufnehmen kann.In contrast, it is the object of the present invention to provide a releasable holding device for laser pump lamps, which can absorb the mechanical stresses occurring during operation.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Haltevorrichtung mit einem Halteteil, einem gegen das Halteteil axial verspannbaren Spannteil und mindestens einem dazwischen vorgesehenen Ring aus elastischem Material, die alle den stiftförmigen Lampenanschluss umgeben, wobei zum Halten des stiftförmigen Lampenanschlusses der elastische Ring zwischen Halte- und Spannteil radial nach innen gegen den stiftförmigen Lampenanschluss gepresst wird. Vorzugsweise besteht der elastische Ring aus silikonfreiem Material.This object is achieved by a holding device with a holding part, an axially braced against the holding part clamping part and at least one intermediate ring of elastic material, all surrounded the pin-shaped lamp terminal, wherein for holding the pin-shaped lamp terminal of the elastic ring between holding and clamping part is pressed radially inwardly against the pin-shaped lamp terminal. Preferably, the elastic ring is made of silicone-free material.

Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung hat insbesondere folgende Vorteile:The holding device according to the invention has the following advantages in particular:

- Vereinfachung und Beschleunigung der Montage, dadurch Reduzierung der Herstellkosten;- Simplification and acceleration of assembly, thereby reducing manufacturing costs;

- "Weiche", spannungsarme Einspannung der bruchempfindlichen Lampe; - Einfache Zerlegung des Lampenanschlusses zum Recycling oder zur- "soft", low-stress clamping of the break-sensitive lamp; - Easy disassembly of the lamp connection for recycling or

Materialtrennung;Material separation;

- Abdichtung des Lampenanschlusses durch den elastischen Ring gegen die Lampe umströmendes Kühlwasser;- Sealing of the lamp terminal by the elastic ring against the lamp flowing around cooling water;

- Vermeidung von Silikon als Werkstoff.- Avoidance of silicone as a material.

Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind das Halteteil und/oder das Spannteil hülsenförmig ausgebildet, wobei der elastische Ring zumindest im gepressten Zustand, vorzugsweise bereits im nicht-gepressten Zustand, an der Hülsenwand anliegt. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass der zwischen Halte- und Spannteil zusammengepresste elastische Ring sich radial nach innen verformt.In particularly preferred embodiments of the invention, the holding part and / or the clamping part are sleeve-shaped, wherein the elastic ring rests against the sleeve wall at least in the pressed state, preferably already in the non-pressed state. By this measure it is achieved that the between the holding and clamping part compressed elastic ring deforms radially inwardly.

Vorzugsweise sind zwischen Halte- und Spannteil mehrere elastische Ringe vorgesehen, wobei bevorzugt jedem elastischen Ring ein Stützring zugeordnet ist. Durch Hintereinanderanordnung mehrerer elastischer Ringe sind Halterung und Abdichtung besser gesichert, und außerdem schützt der der Lampe zugewandte Ring den dahinter liegenden Ring vor dem möglicherweise schädigenden Licht der Lampe und damit vor Alterung.Preferably, a plurality of elastic rings are provided between holding and clamping part, wherein preferably each elastic ring is associated with a support ring. By sequential arrangement of several elastic rings holder and seal are better secured, and also protects the lamp facing ring the underlying ring from the possibly damaging light of the lamp and thus from aging.

Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind das Halteteil und das Spannteil miteinander verschraubt. Die zum zuverlässigen Halten und Abdichten des Lampenanschlusses notwendige Verpressung des oder der elastischen Ringe erfolgt bei der Verschraubung der beiden Teile.In particularly preferred embodiments of the invention, the holding part and the clamping part are screwed together. The necessary for reliable holding and sealing of the lamp terminal compression of the elastic rings or takes place during the screwing of the two parts.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigte und beschriebene Ausführungsform ist nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern hat vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.Further advantages and advantageous embodiments of the subject invention are the description, the drawings and claims removed. Likewise, the features mentioned above and the features listed further can be used individually or in combination in any combination. The embodiment shown and described is not to be understood as an exhaustive list, but rather has exemplary character for the description of the invention.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 die rechte Hälfte einer Pumplampenanordnung mit der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung in einem Längsschnitt; und Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht der in Fig. 1 gezeigten Haltevorrichtung.Figure 1 shows the right half of a pumping lamp assembly with the holding device according to the invention in a longitudinal section. and FIG. 2 is an enlarged view of the holder shown in FIG.

Die in Fig. 1 gezeigte Pumplampenanordnung 1 dient zum Pumpen einesThe pumping lamp assembly 1 shown in Fig. 1 is used for pumping a

Festkörperlasers (nicht gezeigt) und umfasst eine Pumplampe 2, die von einem Kühlwasser-durchflossenen Außenrohr 3 umgeben ist, sowie beidseitig eine Vorrichtung 10 zum Halten der Pumplampe 2. Die Pumplampe 2 weist ein rohrförmiges Quarzglasgehäuse 4 und darin zwei einander zugewandte Elektroden 5 auf, von denen in Fig. 1 nur die rechte gezeigt ist. Die Elektrode 5 ist aus dem Quarzglasgehäuse 4 herausgeführt und bildet einen stiftförmigen Lampenanschluss 6.Solid state laser (not shown) and comprises a pumping lamp 2, which is surrounded by a cooling water-flowed outer tube 3, and on both sides of a device 10 for holding the pumping lamp 2. The pumping lamp 2 has a tubular quartz glass housing 4 and two electrodes 5 facing each other of which only the right one is shown in FIG. The electrode 5 is led out of the quartz glass housing 4 and forms a pin-shaped lamp terminal 6.

Die in Fig. 2 im Detail gezeigte Haltevorrichtung 10 weist ein hülsenförmiges Halteteil 11, ein hülsenförmiges Spannteil 12 mit einer Bodenöffnung 13, zwei in das hülsenförmige Spannteil 12 spielfrei eingelegte Ringe 14 aus elastischem Material sowie zwei in das hülsenförmige Spannteil 12 eingelegte Stützringe 15 auf, wobei jeweils abwechselnd ein elastischer Ring 14 und ein Stützring 15 eingelegt sind. Halteteil 11 und Spannteil 12 können aus Kunststoff, Metall oder Keramik bestehen. Das Spannteil 12 ist über eine Gewindeverbindung 16 auf das Halteteil 11 aufschraubbar, wodurch Halte- und Spannteil 11 , 12 gegeneinander verspannt und dabei die elastischen Ringe 14 zwischen dem Boden 17 des Spannteils 12 und dem in das Spannteil 12 hineinragenden linken Ende 18 des Halteteils 11 zusammengepresst werden.The holding device 10 shown in detail in FIG. 2 comprises a sleeve-shaped holding part 11, a sleeve-shaped clamping part 12 with a bottom opening 13, two rings 14 made of elastic material inserted without play into the sleeve-shaped clamping part 12 and two support rings 15 inserted in the sleeve-shaped clamping part 12, wherein in each case alternately an elastic ring 14 and a support ring 15 are inserted. Holding part 11 and clamping part 12 may be made of plastic, metal or ceramic. The clamping member 12 is screwed via a threaded connection 16 on the holding part 11, whereby holding and clamping part 11, 12 braced against each other while the elastic rings 14 between the bottom 17 of the clamping part 12 and the clamping part 12 projecting into the left end 18 of the holding part eleventh be pressed together.

Die Montage der Haltevorrichtung 10 erfolgt wie folgt: Zuerst wird das Spannteil 12, dann die elastischen Ringe 14 und die Stützringe 15 auf den stiftförmigen Lampenanschluss 6 aufgeschoben. Als Letztes wird das Halteteil 11 aufgeschoben und mit dem Spannteil 12 verschraubt. Durch die Verschraubung werden die elastischen Ringe 14 zwischen Halte- und Spannteil 11 , 12 radial nach außen gegen die Hülseninnenwand 19 und radial nach innen gegen den stiftförmigen Lampenanschluss 6 gepresst, wodurch der Lampenanschluss 6 sicher in der Haltevorrichtung 10 fixiert und der Hülseninnenraum 20 des Halteteils 11 zuverlässig gegen Kühlwasser abgedichtet ist. Durch die zwei hintereinander angeordneten elastischen Ringe 14 ist die Halte- und Dichtwirkung besser gesichert, und außerdem schützt der der Pumplampe 2 zugewandte, linke elastische Ring 14 den anderen elastischen Ring 14 vor dem möglicherweise schädigenden Licht der Pumplampe 2 und damit vor Alterung. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist das Halteteil 11 über einen Dichtring 7 im Außenrohr 3 abgedichtet. Das Halteteil 11 selbst ist gehäuseseitig befestigt, wobei der stiftförmige Lampenanschluss 6 über einen nicht gezeigten Stecker elektrisch kontaktiert ist. The mounting of the holding device 10 takes place as follows: First, the clamping part 12, then the elastic rings 14 and the support rings 15 are pushed onto the pin-shaped lamp terminal 6. Finally, the holding part 11 is pushed and screwed to the clamping part 12. By screwing the elastic rings 14 between the holding and clamping part 11, 12 are pressed radially outward against the sleeve inner wall 19 and radially inwardly against the pin-shaped lamp terminal 6, whereby the lamp terminal 6 securely fixed in the holding device 10 and the sleeve interior 20 of the holding part 11 is reliably sealed against cooling water. Due to the two successive elastic rings 14, the holding and sealing effect is better secured, and also protects the pump lamp 2 facing, left elastic ring 14 the other elastic ring 14 from the potentially damaging light of the pump lamp 2 and thus from aging. As shown in Fig. 1, the holding part 11 is sealed by a sealing ring 7 in the outer tube 3. The holding part 11 itself is mounted on the housing side, wherein the pin-shaped lamp terminal 6 is electrically contacted via a plug, not shown.

Claims

Schutzansprüche protection claims 1. Vorrichtung (10) zum Halten einer Laserpumplampe (2) mit stiftförmigem Lampenanschlusses (6), mit einem Halteteil (11), einem gegen das Halteteil (11) axial verspannbaren Spannteil (12) und mindestens einem dazwischen vorgesehenen Ring (14) aus elastischem Material, die alle den stiftförmigen1. Device (10) for holding a laser pump lamp (2) with pin-shaped lamp terminal (6), with a holding part (11), against the holding part (11) axially clamped clamping part (12) and at least one ring (14) provided therebetween elastic material, all the pin-shaped Lampenanschluss (6) umgeben, wobei zum Halten des stiftförmigen Lampenanschlusses (6) der elastische Ring (14) zwischen Halte- und Spannteil (11 , 12) radial nach innen gegen den stiftförmigen Lampenanschluss (6) gepresst wird.Surrounding the lamp terminal (6), wherein for holding the pin-shaped lamp terminal (6) of the elastic ring (14) between the holding and clamping part (11, 12) is pressed radially inwardly against the pin-shaped lamp terminal (6). 2. Haltevorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (11) oder das Spannteil (12) hülsenförmig ausgebildet ist und der elastische Ring (14) zumindest im gepressten Zustand an der Hülseninnenwand (19) anliegt.2. Holding device according to claim 1, characterized in that the holding part (11) or the clamping part (12) is sleeve-shaped and the elastic ring (14) at least in the pressed state against the sleeve inner wall (19). 3. Haltevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Ring (13) im nicht-gepressten Zustand an der Hülseninnenwand (19) anliegt.3. Holding device according to claim 2, characterized in that the elastic ring (13) rests in the non-pressed state on the sleeve inner wall (19). 4. Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Halte- und Spannteil (11 , 12) mehrere elastische Ringe (14) vorgesehen sind.4. Holding device according to one of the preceding claims, characterized in that between the holding and clamping part (11, 12) a plurality of elastic rings (14) are provided. 5. Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Halte- und Spannteil (11 , 12) mindestens ein den elastischen Ring (14) stützender Stützring (15) vorgesehen ist.5. Holding device according to one of the preceding claims, characterized in that between the holding and clamping part (11, 12) at least one elastic ring (14) supporting the support ring (15) is provided. 6. Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (11) und das Spannteil (12) miteinander verschraubt sind.6. Holding device according to one of the preceding claims, characterized in that the holding part (11) and the clamping part (12) with each other are bolted. 7. Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Ring (14) aus silikonfreiem Material besteht. 7. Holding device according to one of the preceding claims, characterized in that the elastic ring (14) consists of silicone-free material.
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