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1. (WO2019001630) VERFAHREN ZUM HÄRTEN EINES TEILBEREICHS EINER WANDUNG EINER AUSNEHMUNG UND BEARBEITUNGSEINRICHTUNG ZUR DURCHFÜHRUNG DES VERFAHRENS
Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

Verfahren zum Härten zumindest eines Teilbereichs einer Wandung und Bearbeitungseinrichtung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Gerät zur Härtung einer z. B. Innenwan-dung eines Bohrloches in einem Werkstück, dessen Material durch Wärmebehandlung härtbar ist, mittels Laserstrahlung.

Es ist bekannt, dass zum Härten der Wandungen von Bohrungen die Werkstücke entweder ganz oder teilweise gehärtet werden. Dazu kann neben z. B. dem Ofenhärten und induktivem Härten das Laserhärten angewendet werden. Soll der Verzug oder die Prozesszeit verringert werden, werden Werkstücke funktionsangepasst nur lokal gehärtet. Dazu werden die zu härtenden Oberflächen der Laserstrahlung ausgesetzt, sodass diese über eine Umwandlungstemperatur erhitzt und anschließend durch Wärme-abfluss in das Werkstück abgeschreckt werden.

Innerhalb von Bohrungen ist es möglich, mittels Umlenkspiegeln die Wandung zu bestrahlen. Die DE 295 06 005 U1 zeigt das Bearbeiten von Bohrungen mittels eines in der Bohrung angeordneten, rotierenden Spiegels.

US 4017708 A offenbart Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung einer Bohrlochinnenwandung mit Anordnungen mehrerer Spiegel und Rotationsachsen.

Auch die DE 10 2005 043 924 B3 beschreibt das Härten von Bohrungen mittels über geführte Spiegel auf die Innenwandung eines Bohrloches gelenkter Laserstrahlung, wobei die Spiegel gekühlt werden.

Nachteilig an diesen Lösungen zur Bearbeitung bzw. Härtung von Bohrlöchern mittels Spiegeln ist, dass es zu einer hohen Belastung des Spiegels, insbesondere dessen Oberfläche, auf weiche der Laserstrahl auftrifft, kommt, sodass die auf die Spiegel ein-gestrahlte Laserleistung, z. B. durch zum Teil aufwendige Kühlung, abgeführt werden muss.

Ein in dieser Hinsicht verbessertes Verfahren zum Härten zumindest eines Teilbereichs einer Wandung einer Bohrung ist bereits der DE 10 2014 017 632 A1 als bekannt zu entnehmen. Bei diesem Verfahren wird polarisierte Laserstrahlung verwendet, um die Belastung des Umlenkspiegels in der Bohrung gering zu halten, wobei auch die hierdurch verbesserten Reflexionseigenschaften der Spiegeloberfläche ausgenutzt werden.

Ein prinzipieller Nachteil an diesen Lösungen zur Bearbeitung bzw. Härtung von Bohrlöchern mittels Spiegeln ist jedoch, dass die Spiegel zumeist innerhalb des Bohrloches bzw. in unmittelbarer Nähe zu dem Prozessort zu platzieren sind, sodass sie schnell verschmutzen.

Ein weiterer Nachteil ist die Notwendigkeit von Rotationsachsen, d. h., das Werkstück oder die Bearbeitungsvorrichtung muss um die Bohrungsachse rotiert werden, um den Laserstrahl entlang des Umfangs der Wandung zu führen. Hierbei ist es unrealistisch, z. B. große Bauteile rotieren zu lassen. Bei einer rotierenden Bearbeitungsvorrichtung hingegen muss sichergestellt sein, dass die Zufuhr der Kühlmedien stets zuverlässig möglich ist.

Ein Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung zum Bearbeiten einer Innenwand unter Verzicht auf Spiegel sind in der DE 102 60 345 B3 gezeigt. Hierbei wird ein Lichtleiter in die Bohrung eingebracht, in dessen Einkoppelende ein Laserstrahl in einem Winkel zur optischen Achse des Lichtleiters eingekoppelt wird. Aus einem Auskoppelende des Lichtleiters wird ein kegelförmiger Laserstrahl ausgekoppelt, wodurch das Laserlicht unter einem vorgegebenen Winkel auf die Innenwandung der Bohrung trifft.

Weiter hat sich gezeigt, dass sich insbesondere kleine Bohrungen oder Sacklochbohrungen kaum durch in die Bohrung eingebrachte Elemente härten lassen, da diese geometrisch nicht mehr in die Bohrung hineinpassen oder nicht ausreichend robust ge-genüber der Einflüsse aus Laserstrahlung und Prozessbedingungen sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mittels derer eine gleichmäßige Bestrahlung der Innenwandung einer Ausnehmung, z. B. einer Bohrung, unter Verzicht auf rotierende Bewegungen und innerhalb der Ausnehmung angeordnete optische Elemente ermöglicht ist, wobei dennoch eine für das La-serhärten ausreichende Erwärmung durch Absorption an der Innenwandung erzielbar sein soll.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zum Härten mit den kennzeichnenden Merkmalen nach Patentanspruch 1 sowie die Bearbeitungseinrichtung mit den kennzeich-nenden Merkmalen nach Patentanspruch 7 gelöst; zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung finden sich jeweils in den Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß wird hierzu rotationssymmetrische Laserstrahlung um einen vorgegebenen Divergenzwinkel aufgeweitet und diese divergente Laserstrahlung sodann di-rekt, d. h. unter Verzicht auf zusätzliche Elemente in der Ausnehmung, auf der Wandung der Ausnehmung eingestrahlt, sodass durch Absorption der Laserstrahlung eine wirksame Erwärmung erzielt wird. Hierbei sind die Strahlachse der rotationssymmetrischen Laserstrahlung und die Längsachse der Ausnehmung, z. B. die Bohrungsachse, im Wesentlichen koaxial, d. h., die Längsachse der Ausnehmung und die Strahlachse der rotationssymmetrischen Laserstrahlung fallen nahezu oder exakt aufeinander.

Es hat sich gezeigt, dass die Absorption des Laserlichtes eine starke Abhängigkeit vom Einfallswinkel auf die Innenwandung, d. h. dem Winkel des auf die Oberfläche einfallenden Lichtstrahles gemessen zur Flächennormale, zeigt. Beispielsweise steigt für Eisen bei einer Lichtwellenlänge von 1030 nm die Absorption für unpolarisierte Laserstrahlung mit zunehmendem Einfallswinkel von anfänglich 38% auf einen Maximalwert von ca. 43% bei einem Einfallswinkel von etwa 75°. Für größer werdende Einfallswinkel oberhalb 85° nimmt die Absorption rapide ab.

Somit wird die Divergenz der Laserstrahlung derart eingestellt, dass ihr Einfallswinkel (zum Lot der Wandungsoberfläche) zwischen 30° und 89°, vorzugsweise zwischen 70°

und 87° und besonders bevorzugt zwischen 75° und 85° liegt. Die im Fernfeld der Laserstrahlung vorliegende Gaußsche Intensitätsverteilung sorgt auf der Wandung der Ausnehmung des Werkstücks für eine annähernd gleichmäßige Verteilung des Energieeintrags, sodass einfache Härteaufgaben durchgeführt werden können.

Indem divergente Laserstrahlung koaxial in die Ausnehmung, deren Wandung zu härten ist, eingestrahlt wird, kann auf optische Elemente innerhalb der Ausnehmung verzichtet werden. Somit treten die Probleme von z. B. verschmutzten, zerstörten oder aufwendig zu schützenden bzw. zu kühlenden Spiegeln bei dem erfindungsgemäßen Verfahren überhaupt nicht auf.

Auch das Härten von kleineren Sacklöchern ist möglich, da keine Vorrichtungsteile durch die Ausnehmungsöffnung eingeführt werden müssen.

Da die Erwärmungszone, d. h. der von der Laserstrahlung erwärmte Bereich der Wandung innerhalb der Ausnehmung, lokal stark eingeschränkt ist, sodass nur ein, z. B. ringförmiger, Bereich der Wandung erwärmt wird, ist vorgesehen, das Werkstück entlang der Strahlachse translatorisch zu bewegen, wodurch die Erwärmungszone über den gesamten Längsverlauf der Ausnehmung entlang ihrer Wandung„verfahrbar" ist. Alternativ kann auch der Strahl bewegt werden.

Durch die Verwendung des divergenten Laserstrahles ist eine simultane Bearbeitung der gesamten Innenwandung der Ausnehmung möglich, sodass keine durch Rotation zu erzeugende Relativbewegung des Laserflecks entlang der Bohrungswandung und damit keine Rotationsachse bzw. Rotationseinrichtung erforderlich ist. In Verbindung mit verfügbaren Lasern hoher Leistung wird dadurch auch der Durchsatz der Bearbeitungseinrichtung erhöht. Ebenso entfällt die Gefahr des Anlassens der bereits gehärteten Spur am Rand der Spiralbahnen bei für ein quasisimultanes Erwärmen des Boh-rungsumfangs nicht ausreichender Rotationsdrehzahl.

Die Erfindung kann weiter vorteilhaft so ausgebildet sein, dass ein zusätzliches optisches Umlenkelement, z. B. ein koaxial angeordneter Spiegel, vorgesehen wird, um durch die Ausnehmung transmittierte und/oder an der Ausnehmungswandung reflektierte Laserstrahlung in die Ausnehmung zurückzuwerfen. Dadurch wird vorteilhaft die Prozesseffizienz erhöht. Das Umlenkelement kann ein Planspiegel, ein sphärischer o-der asphärischer Spiegel, z. B. rotationssymmetrische Trichter- oder Kegelspiegel, sein. Das Umlenkelement kann, z. B. durch die Spiegelkontur, derart gestaltet und eingerichtet sein, um eine Verbesserung der Intensitätsverteilung auf der Wandung der Ausnehmung zu erreichen.

Alternativ kann vorgesehen sein, die aus der Ausnehmung austretende, z. B. transmit-tierte oder an der Wandung reflektierte, Laserstrahlung mittels eines geeigneten Absorbers zu absorbieren, sodass eine Gefährdung von z. B. Bedienern und eine Beschädigung der Vorrichtung ausgeschlossen ist.

Weiterhin können zusätzliche optische Komponenten zur Erzeugung eines kegelman-telförmigen Strahlverlaufs des Laserstrahls vorgesehen sein. Dadurch wird der ursprünglich kreisförmige Querschnitt des Laserstrahls vor seinem Eintritt in die zu härtende Ausnehmung in einen ringförmigen Querschnitt transformiert. Diese zusätzlichen optischen Komponenten können in der Bearbeitungsoptik angeordnet sein. Somit kann vorteilhaft ein Durchtritt von Laserstrahlung durch die Ausnehmung vermieden und zu-sätzlich die Intensität in der Ausnehmungswandung vergrößert werden, um ggf. an der Laserstrahlquelle die Leistung zur Erzeugung des Laserstrahls verringern zu können.

Bei dieser Ausgestaltung ist es möglich, den hinter der Ausnehmung angeordneten Spiegel ringförmig, d. h. als„Donut-Spiegel" zu gestalten, der das an der Ausneh-mungswandung reflektierte Licht refokussiert und auf die Ausnehmungswandung zurückwirft.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Leistung der aus der Ausnehmung austretenden Laserstrahlung zur Qualitätssicherung und/oder Prozessregelung gemessen und/oder aufgezeichnet werden. Hierzu kann ein Laserleistungsmessgerät mit einer zugehörigen Auswerteeinheit in Laserstrahlrichtung hinter der Ausnehmung angeord- net sein. Diese zeichnet die auf das Laserleistungsmessgerät auftreffende Laserleistung auf. Daraus kann bei Kenntnis der eingestrahlten Laserleistung die absorbierte Leistung ermittelt werden. Für diese können Grenzwerte für die Qualitätsbewertung festgelegt werden. Alternativ kann die austretende Laserleistung als Messgröße für Prozessregelungen Verwendung finden.

Eine weitere Homogenisierung und Erhöhung der Prozessstabilität kann erreicht werden, indem zusätzlich das Bauteil um die Längsachse der Ausnehmung oder die Optikeinheit um die Strahlachse rotiert, insbesondere wenn die Rotationssymmetrie des kegelmantelförmigen Strahls oder die relative Positioniergenauigkeit von Strahl und Bauteil zueinander für das Prozessergebnis nicht ausreichend ist.

Die erfindungsgemäße Bearbeitungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens um-fasst eine Laserstrahlquelle, eine Optikeinheit, eine Positioniereinrichtung, eine mit der Laserstrahlquelle und der Positioniereinrichtung verbundene Steuereinheit zur Prozesssteuerung, eine Werkstückaufnahme zur Aufnahme des Werkstückes sowie eine in Laserstrahlausbreitungsrichtung hinter der Werkstückaufnahme angeordnete Umlenkeinheit oder Absorbervorrichtung. Die Werkstückaufnahme kann zusätzlich eine Spanneinheit zur Fixierung des Werkstückes aufweisen.

Die Optikeinheit umfasst zumindest ein Fokussierelement, z. B. eine Fokuslinse. Weiterhin kann die Optikeinheit einen Kollimator, z. B. eine Linse, zum Kollimieren des aus der Laserstrahlquelle austretenden Laserstrahles aufweisen.

Zur Erzeugung eines kegelmantelförmigen Strahlverlaufs, dessen Strahlachse koaxial zu der Längsachse der Ausnehmung verläuft, kann die Optikeinheit wenigstens ein einen Kegelmantelstrahl erzeugendes optisches Element beinhalten. Dieses optische Element kann ein passives optisches Element, z. B. ein diffraktives Element, ein spiegelndes Axikon oder eine andere Art von Freiformspiegel sein. Es kann auch ein akti-ves optisches Element, z. B. quasisimultane schnelle Ablenkungselemente, wie schnelle Scannerspiegel oder akustooptische Modulatoren sein. Es kann auch eine Kombination dieser optischen Elemente eingesetzt sein.

Vorzugweise beinhaltet die Optikeinheit zwei Axikons, die derart angeordnet sind, dass der von der Laserstrahlquelle generierte und z. B. aus einem Lichtleitkabel austretende Laserstrahl durch den Kollimator annähernd kollimiert, durch das erste Axikon aufge-weitet und durch das zweite Axikon in einen annähernd kollimierten kreisringförmigen Strahl umgewandelt wird. Mittels des Fokussierelementes ist im Abstand von der Hauptebene größer der Brennweite f2 des Fokussierelementes der kegelmantelför-mige Strahlverlauf erzeugbar. Durch Einstellung des Abstandes des Lichtleitkabels zur Hauptebene des Kollimators auf einen Wert kleiner der Brennweite f1 des Kollimators kann die Position der größten Schärfe des kreisförmigen Laserspots aus dem Brennpunkt des Fokussierelementes heraus um einen gewissen Betrag verschoben und somit auf oder in die Nähe der Ausnehmungswandung justiert werden. Bevorzugt weisen beide Axikons den gleichen oder nahezu gleiche Kegelwinkel auf. Die Position der größten Schärfe kann alternativ - statt mit der Verschiebung des Faserendes des Lichtleitkabels oder des Kollimators - mittels Axikons mit unterschiedlichen Axikonwin-keln auf die Ausnehmungswandung gelegt werden.

Die Positioniereinrichtung kann entweder mit der Werkstückaufnahme (und ggf. der Spanneinheit) oder mit der Optikeinheit verbunden sein, sodass durch eine translatori-sehe Bewegung entlang der Strahlachse von entweder der Werkstückaufnahme oder der Optikeinheit ein Abstand zwischen der Optikeinheit, bzw. deren Fokussiereinheit, und dem zu bearbeitenden Werkstück vorgebbar ist.

Mittels der Steuereinheit sind Vorgaben für die Prozessregelung, z. B. Sollwerte einer von der Laserstrahlquelle auszugebenden Laserleistung und/oder eine von der Positioniereinrichtung anzufahrende Position, einstellbar, um die einzustrahlende Laserleistung und gegebenenfalls die mittels der Positioniereinrichtung ermöglichte Bewegung der Wärmeeinflusszone über die Ausnehmungswandung, d. h. die von der Positioniereinrichtung vorgebbare Position und/oder translatorische Bewegungsgeschwindigkeit der Wärmeeinflusszone, bei Bedarf zur Optimierung der Prozessführung zu verändern.

Gemäß einer Ausgestaltung beinhaltet die Absorbervorrichtung ein mit der Steuereinheit verbundenes Laserleistungsmessgerät zur Bestimmung einer Leistung der durch die Ausnehmung transmittierten und/oder von der Innenwandung der Ausnehmung reflektierten Laserstrahlung. Diese Leistung wird mit der angeforderten Laserleistung (o-der alternativ von der Strahlquelle gemessenen Leistung) ins Verhältnis gesetzt und kann mittels definierter Schwellwerte für Qualitätssicherungs- oder Prozessregelungs-zwecke genutzt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Dazu zeigen in schematischer Darstellung die

Fig. 1 : ein Werkstück mit einer Bohrung im Schnitt während einer Bohrungshärtung mit divergenter koaxialer Strahlung gemäß einer Ausführungsform;

Fig. 2: ein Werkstück mit einer Bohrung im Schnitt während einer Bohrungshärtung mit divergenter koaxialer Strahlung gemäß einer Ausführungsform mit Zusatzspiegel; Fig. 3: ein Werkstück mit einer Bohrung im Schnitt während zwei Phasen einer Bohrungshärtung mit divergenter koaxialer Strahlung gemäß einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 4: eine Bearbeitungseinrichtung gemäß einer ersten Ausgestaltung; und

Fig. 5: eine Bearbeitungseinrichtung gemäß einer zweiten Ausgestaltung.

Das Verfahren zum Härten einer Wandung einer Ausnehmung mit divergenter koaxialer Strahlung zeigt Fig. 1 schematisch. Der kollimierte Laserstrahl 1 wird von der Fokuslinse 18 in den Brennpunkt F fokussiert. Hinter dem Brennpunkt F divergiert der La-serstrahl. Dieser divergente Laserstrahl wird in die Ausnehmung des Werkstücks 5 geleitet, wobei die Strahlachse 8 koaxial zur Längsachse 7 der Ausnehmung ist.

Die divergente Laserstrahlung 2 trifft auf die Wandung 6 und wird dort absorbiert. Die hinter dem Werkstück 5 aus der Ausnehmung austretende Laserstrahlung 3 wird von dem Absorber 10 absorbiert.

In Fig. 2 ist zur Verbesserung der Energiebilanz der externe Zusatzspiegel 1 1 derart angeordnet, dass die Spiegelachse 9 und Strahlachse 8 koaxial verlaufen. Im Beispiel besitzt der Spiegel 1 1 eine trichterförmige Oberfläche, die optimiert ist, um einen möglichst hohen Anteil der von der Ausnehmungswandung reflektierten Laserstrahlung 12 und der durch die Ausnehm ung hindurchtretenden Strahlung 3 als zurückgeworfene Laserstrahlung 13 im Bearbeitungsprozess wirksam werden zu lassen.

Zur Verringerung der Breite der Erwärmungszone 15 gegenüber der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausgestaltung und zur Erhöhung der Intensität bei gleicher Laserleis-tung und damit der Verbesserung der Wechselwirkung wird gemäß Fig.3 ein kegel-mantelförmiger Strahlverlauf 14 verwendet, dessen Strahlachse 8 mit der Ausnehmungsachse 7 koaxial verläuft. Der Ort der größten Schärfe des kreisringförmigen Laserspots liegt dabei auf oder in der Nähe der Wandung 6. Die Erwärmungszone 15 ist somit weniger ausgedehnt als in Fig. 1 oder 2. Durch Verschieben des Werkstückes 5 zwischen den Positionen P1 und P2, kann die Erwärmungszone 15 über die gesamte Ausnehmungswandung 6 geführt werden. Die von der Ausnehmungswandung 6 reflektierte Laserstrahlung wird durch den Absorber 10 aufgefangen.

Fig. 4 zeigt eine Ausgestaltungsform der Bearbeitungseinrichtung, die im Wesentlichen aus der Optikeinheit 21 , der Laserstrahlquelle 24, der Positioniereinrichtung 28, mittels derer das Werkstück 5 entlang der Strahlachse 8 translatorisch bewegbar ist, der Spanneinheit 27 zur Aufnahme des Werkstücks 5 sowie der Steuereinheit 23 besteht. Der kegelmantelförmige Strahlverlauf 14, dessen Strahlachse 8 mit der Längsachse 7 der Ausnehmung koaxial verläuft, wird in diesem Beispiel mittels der beiden Axikons 19 und 20 erzeugt. Dazu wird der aus einem Lichtleitkabel 16 austretende Laserstrahl 1 durch die erste Linse 17 annähernd kollimiert, durch das erste Axikon 19 aufgeweitet und durch das zweite Axikon 20 in einen annähernd kollimierten kreisringförmigen Strahl umgewandelt. Die Fokuslinse 18 erzeugt im Abstand von der Hauptebene größer der Brennweite f2 der Linse 18 den kegelmantelförmigen Strahl 14. Durch Einstel-lung des Abstandes des Lichtleitkabels 16 zur Hauptebene der ersten Linse 17 auf f1 -z1 kann die Position der größten Schärfe des kreisringförmigen Laserspots aus dem

Brennpunkt F der Fokuslinse 18 um z2 auf oder in die Nähe der Ausnehmungswan-dung 6 justiert werden. Beide Axikons 19 und 20 weisen gleiche oder nahezu gleiche Kegelwinkel auf. Die Steuereinheit 23 übernimmt die Prozesssteuerung und ist deshalb mit der Positioniereinrichtung 28 und der Laserstrahlquelle 24 verbunden. Die Steuereinheit 23 gibt über die Signalleitung für Position 29 und die Signalleitung für Laserleistung 26 Vorgaben aus, um die Wärmeeinflusszone über die Bohrungswandung 6 zu bewegen und um Laserleistung, Position oder Geschwindigkeit der Wärmeeinflusszone bei Bedarf zur Optimierung der Prozessführung zu verändern. Das in dieser Ausgestaltung als Absorbervorrichtung eingesetzte Laserleistungsmessgerät 22 er-fasst die Leistung der hinter dem Werkstück 5 austretenden Laserstrahlung, die hier nur aus der von der Bohrungswandung 6 reflektierten Laserstrahlung 12 besteht, und übermittelt sie über die Signalleitung 25 an die Steuereinheit 23. Diese Leistung wird mit der angeforderten Laserleistung ins Verhältnis gesetzt, wobei mittels definierter Schwellwerte für dieses Verhältnis die Qualitätssicherung durchgeführt wird.

Eine Bearbeitungseinrichtung gemäß einer alternativen Ausgestaltung für das Bohrungshärten mit kegelmantelförmigem Strahlverlauf, erzeugt durch eine Axikon-Axikon-Anordnung im optischen System, mit externem Zusatzspiegel 1 1 und dem als Pyrometer ausgeführten Wärmestrahlungsmessgerät 31 für die Qualitätssicherung und Pro-zessregelung ist in Fig. 5 dargestellt.

Die vom Prozessort emittierte Wärmestrahlung 33 wird über die Fokuslinse 18, das zweite Axikon 20 und erstes Axikon 19 wieder in einem Strahl gesammelt und mittels des dichroitischen Strahlteilers 30 auf das Pyrometer 31 abgelenkt. Die über die Tem-peratur-Signalleitung 32 an die Steuerung (23) übermittelte Temperatur wird ausgenutzt um über die Signalleitung für Laserleistung 26 einen Vorgabewert für die Laserleistung und/oder über die Signalleitung für die Position 29 einen Vorgabewert für die Position bzw. die davon abgeleitete Geschwindigkeit zu senden und somit den Pro-zess zu regeln.

Anstelle des in Fig. 4 eingesetzten Laserleistungsmessgeräts ist der externe Zusatzspiegel 1 1 zur Erhöhung der Prozesseffizienz hinter dem Werkstück 5 angeordnet. Außerdem ist die Optikeinheit 21 mit dem daran befestigten externen Zusatzspiegel 1 1 mittels der Positioniereinrichtung 28 verfahrbar.

Diese Ausgestaltung kann - ggf. unter Verzicht auf den externen Spiegel 1 1 - auch für das Härten von Sacklochbohrungen verwendet werden.

Liste der Bezugszeichen

1 Laserstrahl, kollimiert

2 divergenter Laserstrahl

3 hindurchtretende Strahlung

4 auf Bohrungswandung auftreffende Laserstrahlung

5 Werkstück

6 Wandung der Ausnehmung / Bohrungswandung

7 Längsachse der Ausnehmung

8 Strahlachse

9 Spiegelachse

10 Absorbervorrichtung

1 1 externer Zusatzspiegel

12 reflektierte Laserstrahlung

13 zurückgeworfene Laserstrahlung

14 kegelmantelförmiger Strahlverlauf

15 Erwärmungszone

16 Lichtleitkabel

17 Kollimator

18 Fokussierelement / Fokuslinse

19 erstes Axikon

20 zweites Axikon

21 Optikeinheit

22 Laserleistungsmessgerät

23 Steuereinheit

24 Laserstrahlquelle

25 Signalleitung

26 Signalleitung für Laserleistung

27 Spanneinheit

28 Positioniereinrichtung

29 Signalleitung für Position

30 Strahlteiler

31 Wärmestrahlungsmessgerät / Pyrometer

32 Temperatur-Signalleitung

33 Wärmestrahlung

P1 erste Position

P2 zweite Position

f1 Brennweite des Kollimators

f2 Brennweite des Fokussierelements

F Brennpunkt des Fokussierelements