AT506653B1 - Vorrichtung zum bearbeiten von werkstücken - Google Patents

Description

österreichisches Patentamt AT506 653 B1 2010-02-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft einen Werkstückaufnahmetisch, insbesondere für die Laserbearbeitung, mit einer Stützeinrichtung für die Werkstücke, einem wannenförmigen Unterteil und Mitteln zum Verbinden des Unterteils mit einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Unterdrucks, wobei die Stützeinrichtung eine Vielzahl parallel nebeneinander angeordneter Stützlamellen für die Auflage der Werkstücke aufweist und wobei unterhalb der Stützlamellen Leitlamellen angeordnet sind.

[0002] Bei der Bearbeitung von Werkstücken mit einem Laserstrahl ist es bekannt, für die Auflage von relativ schweren Werkstücken, die nicht speziell fixiert werden müssen, eine geschlossene Platte zu verwenden. Auch ist es bekannt für die Auflage von relativ leichten Werkstücken, die einer Fixierung bedürfen, eine gelochte Platte zu verwenden, wobei die Werkstücke durch Unterdrück an der Platte fixiert werden. Schließlich ist es auch bekannt, für Werkstücke, die insbesondere durch einen Laserstrahl ausgeschnitten werden, Lamellen zu verwenden, auf deren Kanten die Werkstücke aufliegen.

[0003] Insbesondere bei der zuletzt genannten Art von Werkstückaufnahmetischen ist üblicherweise eine Vorrichtung zur Absaugung von beim Schneidvorgang entstandenen Gasen, Dämpfen und Partikeln vorgesehen. Diese hat zum Zweck, zu verhindern, dass schädliche Stoffe in die Umgebung der Vorrichtung geraten, dass im Bearbeitungsbereich Flammen entstehen und dass empfindliche Werkstücke durch Beschlagen mit z. B. Staub unbrauchbar gemacht werden.

[0004] Im Dokument DE19501990A1 ist unter der Bezeichnung Brennschneidtisch eine derartige Vorrichtung beschrieben. Ein Rost bildet den oberen Abschluss eines von Längs- und Querwänden umgrenzten Kastens und ist mit einer Vielzahl von in gleichen Abständen parallel angeordneten, vertikalen Auflageleisten ausgestattet. Die Längswände weisen als Versteifungselemente sowie als Sammelkanäle ausgebildete, in die Wände integrierte Rechteckrohre auf. Diese sind in gleichen axialen Abständen durch Quertraversen zu einem starren, den Rost tragenden Rahmen verbunden. Die Quertraversen sind zylinderförmige Rohre mit in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Saugschlitzen als Absaugelemente ausgebildet. Jedes Rohr trägt am Scheitelpunkt einen in Längsrichtung verlaufenden vertikalen, mit Einschnitten versehenen ersten Steg. In die Einschnitte sind in Abständen ebenfalls mit Einschnitten versehene, mit den Längswänden parallel verlaufende, vertikale zweite Längsstege, und in deren Einschnitte quer zu den Längsstegen die die Auflageflächen des Rostes bildenden Auflageleisten lose eingelegt sind. Somit verlaufen die Auflageleisten paarallel zu den genannten Rohren und eine zirkuläre Luftströmung im Brennschneidtisch, die im Bereich der Auflageleisten parallel zu diesen gerichtete ist, ist folglich mit dieser Vorrichtung nicht erreichbar.

[0005] Der Werkstückaufnahmetisch hat die Aufgabe, eine optimale Spülung mit Luft zu ermöglichen, so dass bei der Bearbeitung entstehende Gase, Dämpfe und Staub möglichst rasch und vollständig abgesaugt werden.

[0006] Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Längsachsen der Leitlamellen mindestens annähernd rechtwinklig zu den Längsachsen der Stützlamellen angeordnet sind.

[0007] Diese Lösung hat den Vorteil, dass innerhalb des Werkstückaufnahmetisches eine zirkuläre Luftströmung ermöglicht und begünstigt wird und dadurch Gase, Dämpfe und Staub abgesaugt werden, so dass eine Flammenbildung und eine Kontamination der Umgebung vermieden werden. Die zirkuläre Luftströmung verläuft dabei im Bereich der Stützlamellen parallel zu deren Längsachsen.

[0008] Nach einer Ausführungsart sind die Stützlamellen in Schlitzen von Haltestreben aufgenommen und durch Federzungen festgehalten. Diese Konstruktion ermöglicht dem Benutzer der Vorrichtung, die Lamellen selbst und ohne Hilfe von Werkzeugen auszutauschen.

[0009] Gemäß einer weiteren Ausführungsart sind die Leitlamellen in einem Abstand über dem Boden des Unterteils angeordnet und die Flächen der Leitlamellen sind gegenüber dem Boden 1/8 österreichisches Patentamt AT506 653B1 2010-02-15 geneigt. Diese Anordnung ermöglicht eine Luftströmung unterhalb der Leitlamellen und verhindert, dass Laserstrahlen auf dem Boden des Unterteils liegende Werkstücke treffen.

[0010] Nach einer anderen Ausführungsart ist im Bereich des Bodens des Unterteils eine Düsenleiste angeordnet, in welcher eine Reihe von Düsen vorhanden sind, deren Achsen parallel zu den Längsachsen der Stützlamellen orientiert sind. Dadurch wird die durch die Vorrichtung zum Erzeugen eines Unterdrucks erzeugte Luftströmung zusätzlich verstärkt und unterstützt.

[0011] Eine weitere Ausführungsart sieht vor, dass am der Düsenleiste gegenüber liegenden Ende des Unterteils eine durch eine Klappe verschlossene Öffnung zur Entnahme von zwischen den Stützlamellen hindurch auf den Boden gefallenen Werkstücken vorhanden ist.

[0012] Eine besondere Ausführungsart zeichnet sich dadurch aus, dass der Unterteil an einer Stelle mit der Vorrichtung zum Erzeugen eines Unterdrucks verbunden ist, die auf der den Düsen abgewandten Seite der Düsenleiste angeordnet ist. Diese Anordnung begünstigt weiter die genannte zirkuläre Luftströmung im Werkstückaufnahmetisch.

[0013] Schließlich ist nach einer weiteren Ausführungsart am der Düsenleiste gegenüber liegenden Ende des Unterteils im Bereich der Stützlamellen eine Luftansaugöffnung vorhanden. Die durch diese Luftansaugöffnung zusätzlich einströmende Luft streicht im Betrieb unmittelbar an der Unterseite der Werkstücke entlang und transportiert Gase, Dämpfe und Staub unmittelbar nach deren Entstehung ab.

[0014] Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

[0015] Es zeigen: [0016] Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Unterteils; [0017] Fig. 2 einen Querschnitt des Unterteils mit einer aufgesetzten Stützeinrichtung; [0018] Fig. 3 einen Längsschnitt des Unterteils mit der aufgesetzten Stützeinrichtung; [0019] Fig. 4 eine Einzelheit aus Fig. 3 in vergrößertem Maßstab und [0020] Fig. 5 in perspektivischer Ansicht einen Ausschnitt aus einem Werkstückaufnahmetisch.

[0021] Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen sind, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiter können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.

[0022] Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht den wannenförmigen Unterteil 2 der Vorrichtung 1. Der Unterteil 2 besteht im Wesentlichen aus einem umlaufenden Rahmen 3 mit einem Boden 4, wobei der Rahmen 3 durch Streben 5 verstärkt sein kann. An der Vorderseite des Unterteils, in Fig. 1 links, weist dieser eine im Wesentlichen über seine ganze Breite verlaufende Öffnung auf, die durch eine Klappe 20 verschlossen ist. Auf der Innenseite des Rahmens 3 angeordnete Leisten 7 dienen zur Abstützung unterschiedlicher, auswechselbarer Stützeinrichtungen 18, welche beispielsweise durch nicht dargestellte Stifte am Unterteil 2 gesichert werden können. Seitlich außerhalb des Rahmens 3 angeordnete Befestigungswinkel 8 dienen zur Aufnahme des Unterteils 2 in der Vorrichtung 1, wobei der Unterteil so mit der Vorrichtung 1 verbunden wird, dass der mit deren Z-Achse bewegbar ist. Im hinteren Bereich des Unterteils 2 sind an dessen Unterseite zwei Rohrstutzen 9 angeordnet, die in der Vorrichtung 1 mit einer Vakuumquelle verbunden werden. 2/8 österreichisches Patentamt AT506 653B1 2010-02-15 [0023] Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den Unterteil 2, wobei die im Betrieb der Vorrichtung 1 vorherrschenden Luftströmungen durch Pfeile eingezeichnet sind. Einige der bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 erwähnten Teile des Unterteils 2, nämlich der Rahmen 3, der Boden 4 und einer der Rohrstutzen 9 sind auch in Fig. 2 zu sehen. Links unten in der Fig. 2 sieht man die Öffnung 6, die mit einer um Scharniere 19 schwenkbaren Klappe 20 verschlossen ist. Im Unterteil 2 ist die Stützeinrichtung 18 eingesetzt, deren die Werkstücke tragende Ebene durch Stützlamellen 21 gebildet ist. Die Stützlamellen 21 bestehen vorzugsweise aus Aluminium und sind an ihrem oberen Ende verjüngt, um Reflexionen eines Laserstrahls auf die Unterseite des Werkstücks möglichst zu vermeiden. Zum gleichen Zweck, nämlich zur Vermeidung von Reflexionen, können auch Stützlamellen 21 aus Acryl- oder Plexiglas eingesetzt werden. Die Stützlamellen 21 sind in Haltestreben 22 auswechselbar aufgenommen. Wie in Fig. 4 vergrößert dargestellt, weisen die Haltestreben 22 zu diesem Zweck Aussparungen 23 auf, derart, dass angrenzend an jede Aussparung 23 eine Federzunge 24 gebildet wird, welche die Stützlamelle 21 federnd festklemmt. Auf diese Weise kann der Betreiber der Vorrichtung bei Bedarf die Stützlamellen 21 selbst ohne Hilfe von Werkzeugen auswechseln.

[0024] Unterhalb der Stützlamellen 21 sind Leitlamellen 25 angeordnet, welche in einem rechten Winkel in Bezug auf die Stützlamellen 21 und in einem Winkel von etwa 45° in Bezug auf den Boden 4 orientiert sind. Rechts unterhalb der Leitlamellen 25 ist eine hohle Düsenleiste 26 vorhanden, welche eine Vielzahl von gegen den Innenraum des Unterteils 2 gerichteten Düsen 27 aufweist. Wird im Betrieb die Düsenleiste 26 mit Druckluft beaufschlagt, entsteht ein zur Vorderseite des Unterteils 2 gerichteter, durch den Pfeil 28 dargestellter Luftstrom, der durch die Leitlamellen 25 über dem Boden 4 gehalten wird. Durch die Klappe 20 wird der Luftstrom an der Vorderseite des Unterteils nach oben umgelenkt, wie dies durch den Pfeil 29 angedeutet ist. Im oberen Bereich erfolgt eine weitere Umlenkung des Luftstroms entsprechend dem Pfeil 30. Hier wird durch eine Öffnung 31 aus der Umgebung zusätzlich Luft angesaugt, was durch den Pfeil 32 symbolisiert ist. Der Luftstrom entsprechend den Pfeilen 30 und 32 strömt parallel zu den Stützlamellen 21 unterhalb des Werkstücks in der Figur nach rechts, wo er schließlich entsprechend dem Pfeil 33 nach unten in den mit einer Vakuumquelle verbundenen Rohrstutzen 9 gesaugt wird. Die Querströmung unterhalb der Werkstücke verhindert die Entstehung und Ansammlung von Gasen, Dämpfen und Stäuben und beugt somit der Flammenbildung vor. Gleichzeitig wird auch das Beschlagen empfindlicher Oberflächen der Werkstücke verhindert. Durch die beschriebene zirkuläre Luftströmung bleibt die Vorderseite der Vorrichtung 1 frei von Anschlüssen und ist für die Bedienung, insbesondere die Beschickung und Entfernung von Werkstücken, frei zugänglich. Neben der Leitung des Luftstroms 28 erfüllen die Leitlamellen 25 noch einen weiteren Zweck, nämlich das Abschirmen des Bodens 4 vor den Laserstrahlen. Auf diese Weise können ausgeschnittene Werkstücke, die zwischen den Stützlamellen 21 hinunter fallen, nicht durch Laserstrahlen beschädigt werden. Am Boden liegende Werkstücke können nach dem Bearbeitungsvorgang durch Öffnen der Klappe 20 von vorne herausgenommen werden.

[0025] Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch den Werkstückaufnahmetisch, also eine gegenüber Fig. 2 um 90° gedrehte Darstellung. Gut sichtbar sind die seitlich angeordneten Befestigungswinkel 8, die parallel zueinander angeordneten und eine Auflage für die Werkstücke bildenden Stützlamellen 21, die diese tragenden Haltestreben 22 und die darunter angeordneten Leitlamellen 25. Unterhalb der Leitlamellen 25 sieht man die Düsenleiste 26 mit den gegen den Betrachter gerichteten Düsen 27.

[0026] In Fig. 5 sieht man in perspektivischer Ansicht einen Ausschnitt eines Werkstückaufnahmetisches zum Bearbeiten von Werkstücken mit einem Laserstrahl. Die Stützeinrichtung 18 ist dabei der besseren Übersichtlichkeit halber weggelassen. Innerhalb der Vorrichtung ist der Unterteil 2 angeordnet, der wie erwähnt in der Z-Achse, also vertikal bewegbar ist. Man sieht deutlich den Rahmen 3 und die innerhalb angebrachten Leitlamellen 25. Oberhalb des Unterteils 2 sind in der Vorrichtung 1 Rollen 34 montiert, welche die Aufgabe haben, das Auswechseln der Stützeinrichtungen 18 zu erleichtern. Dies geschieht in der Weise, dass die Stützeinrichtung 18 eine Breite hat, welche die Breite des Unterteils überragt. Wird der Unterteil 2 mit 3/8 österreichisches Patentamt AT506 653 B1 2010-02-15 der darauf aufgesetzten Stützeinrichtung 18 abgesenkt, liegt letztere auf den Rollen 34 auf, während sich der Unterteil 2 weiter absenkt. Die Stützeinrichtung ist nun frei und kann auf den Rollen nach vorne bewegt werden. Zur Aufnahme der auszuwechselnden Stützeinrichtung 18 kann ein Wechselgestell 36 vorgesehen sein, von dem in Fig. 5 nur ein Ausschnitt sichtbar ist. Das Wechselgestell trägt ebenfalls Rollen, die in Fig. 5 mit 35 bezeichnet und auf der gleichen Flöhe wie die Rollen 34 angeordnet sind. Somit lassen sich die auszuwechselnden Stützeinrichtungen 18 einfach auf das Wechselgestell 36 ziehen, welches vorzugsweise fahrbar ist, in dem es mit Bodenrollen (nicht dargestellt) ausgerüstet ist. Damit die Stützeinrichtungen 18 während des Verfahrens des Wechselgestells 36 nicht von diesem fallen können, ist eine Verriegelungsvorrichtung (nicht dargestellt) vorgesehen.

[0027] An Stelle des beschriebenen fahrbaren Wechselgestells, auf das und von dem die Stützeinrichtungen 18 manuell bewegt werden, ist auch ein automatisch arbeitendes Wechselgestell verwendbar. Dieses hat vorzugsweise Rollen in mindestens zwei übereinander angeordneten Ebenen, so dass zuerst eine Stützeinrichtung 18 entnommen werden kann, bevor eine im Gestell auf einer anderen Ebene gelagerte, einzusetzende Stützeinrichtung auf die richtige Flöhe gebracht und in die Vorrichtung 1 eingesetzt wird. Das Wechselgestell braucht in diesem Fall nicht fahrbar zu sein, sondern kann fest vor der Vorrichtung verankert sein. Es versteht sich von selbst, dass bei einem automatisch arbeitenden Wechselgestell Antriebe in diesem oder in der Vorrichtung vorhanden sein können, welche die Stützeinrichtungen 18 selbsttätig aus der Vorrichtung und in diese bewegen.

[0028] Der Ordnung halber sei abschließend daraufhingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Vorrichtung diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG 1 Vorrichtung 2 Unterteil 3 Rahmen 4 Boden 5 Streben 6 Öffnung 7 Leiste 8 Befestigungswinkel 9 Rohrstutzen 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Stützeinrichtung 19 Scharnier 20 Klappe 21 Stützlamellen 22 Haltestreben 23 Aussparung 24 Federzunge 25 Leitlamellen 4/8

Claims (7)

1. AT506 653 B1 2010-02-15 österreichisches Patentamt 26 Düsenleiste 27 Düsen 28 Pfeil 29 Pfeil 30 Pfeil 31 Öffnung 32 Pfeil 33 Pfeil 34 Rollen 35 Rollen 36 Wechselgestell Patentansprüche 1. Werkstückaufnahmetisch, insbesondere für die Laserbearbeitung, mit einer Stützeinrichtung (18) für die Werkstücke, einem wannenförmigen Unterteil (2) und Mitteln (9) zum Verbinden des Unterteils (2) mit einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Unterdrucks, wobei die Stützeinrichtung (18) eine Vielzahl parallel nebeneinander angeordneter Stützlamellen (21) für die Auflage der Werkstücke aufweist und wobei unterhalb der Stützlamellen (21) im wannenförmigen Unterteil (2) Leitlamellen (25) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachsen der Leitlamellen (25) mindestens annähernd rechtwinklig zu den Längsachsen der Stützlamellen (21) angeordnet sind.
2. 2. Werkstückaufnahmetisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützlamellen (21) in Schlitzen von Haltestreben (22) aufgenommen und durch Federzungen (24) festgehalten sind.
3. 3. Werkstückaufnahmetisch nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitlamellen (25) in einem Abstand über dem Boden (4) des Unterteils (2) angeordnet sind und dass die Flächen der Leitlamellen (25) gegenüber dem Boden (4) geneigt sind.
4. 4. Werkstückaufnahmetisch nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Bodens (4) des Unterteils (2) eine Düsenleiste (26) angeordnet ist, in welcher eine Reihe von Düsen (27) vorhanden sich, deren Achsen parallel zu den Längsachsen der Stützlamellen (21) orientiert sind.
5. 5. Werkstückaufnahmetisch nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass am der Düsenleiste (26) gegenüber liegenden Ende des Unterteils (2) eine durch eine Klappe (20) verschlossene Öffnung (6) zur Entnahme von zwischen den Stützlamellen (21) hindurch auf den Boden (4) gefallenen Werkstücken vorhanden ist.
6. 6. 6. Werkstückaufnahmetisch nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (9) zum Verbinden des Unterteils (2) mit einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Unterdrucks auf der den Düsen (27) abgewandten Seite der Düsenleiste (26) angeordnet sind.
7. 7. Werkstückaufnahmetisch nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass am der Düsenleiste (26) gegenüber liegenden Ende des Unterteils (2) im Bereich der Stützlamellen (21) eine Luftansaugöffnung (31) vorhanden ist. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 5/8