CN1886263A - 用于一种借助射束使工件表面结构化的装置的抽吸装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于借助射束、尤其借助激光束使工件(24)、尤其是印版、例如柔版印刷凸版的表面结构化的装置的抽吸装置，其中工件是一个圆柱体或一个板，该板在雕刻期间被设置在一个圆柱体上，该抽吸装置具有一个遮盖射束与工件表面之间的相互作用区域的罩(11)，该罩包括一个抽吸通道(12)，该抽吸通道的入口(15)在罩(11)的工作位置中位于工件表面的对面及该抽吸通道可连接在一个抽吸导管(38)上。为了阻止在加工圆柱形工件时形成的刻下物及分解产物、如带有悬浮颗粒的气体、蒸汽、烟或气体泄漏到周围环境中，附加地设有一个具有两个彼此有间距地相对的圆周端部的C形盖环(13)，该盖环具有一个包括两个彼此相对的侧壁(18)的、基本上U形的横截面，这些侧壁通过一个底板(19)彼此连接，其中罩(11)被设置在盖环(13)的两个圆周端部之间。
Description
本发明涉及一种抽吸装置，它用于一种借助射束、尤其借助激光束使工件-尤其是印刷版、例如柔版印刷凸版-的表面结构化的装置，其中工件是一个圆柱体或一个平面的或弯拱的板，该板在雕刻期间被设置在一个圆柱体上。
当借助射束、尤其借助激光束加工由天然的或人造的有机材料作的圆柱形工件或工件表面时，该圆柱形工件通常可转动地支承在一个相应的加工机中。在此，这样地布置加工头、例如一个激光加工头，使得它将用来加工工件的射束聚焦到该工件的表面上。为了可加工整个圆柱体表面，在工件与加工头之间设有相对运动，该运动平行于工件的旋转轴线地进行。在此情况下或者加工头，或工件，在旋转轴线的方向上相对加工机移动，而工件，或者加工头，被固定地设置。
当如在制造柔版印版时所使用地，借助射束、尤其借助激光束在尤其由例如天然橡胶、人造橡胶、热塑性弹性体等作的工件的表面上进行表面结构化或刻出浮雕图形时，为了形成浮雕，将材料通过射束作用刻下，其中将形成刻下的及分解的产物，如带有悬浮颗粒的气体、烟、蒸汽和/或小颗粒及类似物。为了防止刻下的及分解的产物附着在已刻过的区域中及在那里对刻出的图案的精细度产生不利影响，需要由它们的形成的区域中尽可能完全地导出它们。此外，分解的产物也可能污染还未刻的区域，由此干扰了雕刻过程，或污染导向激光束的部件，这也将导致对雕刻质量的不利影响。
由DE 299 80 010 U1已公开了一种用于激光雕刻或切割装置的加工头，其中一个保持聚焦透镜的喷嘴状透镜架由一个抽吸罩包围，该抽吸罩通过一个抽吸导管连接到一个相应的抽吸装置上。加工头设有至少两个气体喷嘴，其中一个喷嘴将气体射束倾斜地对准激光束与待雕刻的冲头板之间的相互作用区的一个区域中，而另一个喷嘴也将一个倾斜的气体射束对准一个待雕刻的冲头板，它入射在加工点与抽吸罩边缘之间的区域中，以便在冲头板加工期间阻止尘屑或其它分解产物的径向扩散，使得这些产物可通过抽吸罩被吸走而不通过罩的边缘缝隙泄出。
由EP 0 427 004 A2公开了用于借助激光加工空心圆柱体、尤其是丝网印刷模版的装置，其中待加工的空心圆柱体在其轴向上在激光束与空心圆柱体之间的相互作用区的前与后、即在雕刻点的前与后通过辊或锥形支撑滚子支撑。在该装置中在激光加工头的前面支承着一个真空壳体，它被这样构成，使得激光加工头的嘴件被真空壳体包围。由此构成具有开口的真空室，它的边缘与雕刻圆柱体构成一个缝隙34，该缝隙包围雕刻区域、即激光束与模版之间的相互作用区域。因为通过该缝隙续流的空气从真空室被持续地吸走，因此维持周围大气与真空室内部之间的一个压力差，它迫使模版持续地接触在辊或锥形支撑滚子上。
由真空室抽吸空气是用于保证使模版可靠地接触在支撑部件上的压力差，但它不能满足刻下的和/或分解的产物的排走。
由EP 0 562 149 A1还公开了借助激光束来加工薄壁空心圆柱体的装置，其中除可围绕其纵向轴线转动地支承的空心圆柱体-例如用于丝网印刷模版或类似物的毛坯外，还在一个滑板上设有激光加工头，该滑板可平行于待加工的空心圆柱体的纵向轴线移动。除激光加工头外，在该滑板上还固定安装了用于空心圆柱体的止推轴承，由此它与滑板一起在空心圆柱体的轴向上运动。
支撑装置包括一个基本上半圆形的下弯形支承件及一个可摆动地被支承的、四分之一圆形的上弯形支承件，以便允许一个空心圆柱体的自动置入。
可装有多个轴承滚子的下弯形支承件具有一个基本上U形的轮廓，该轮廓在其端面上是闭合的，由此构成一个抽吸槽，该抽吸槽通过一个相应的抽吸接管可连接到一个合适的抽吸装置上，以便在抽吸槽中产生轻微的负压，该负压用于空心圆柱体与支撑装置的下弯形支承件保持可靠的接触，以便保证空心圆柱体在其相应的加工区域中可靠的、无振动的导向，以致可作到精密的激光加工。
此外，尤其在加工有机材料时经常出现材料的余辉(Nachglühen)，这可在四分之一圈或半圈或更多部分上被观察到，及由此在抽吸区域以外引起烟和/或蒸汽的发生。并且在非有机材料如锌的情况下也可出现余辉，这将导致不仅仅是在射束与工件的相互作用区域附近出现分解的产物。
这种烟或蒸汽虽然可通过加工机的完全封闭被防止漏出到周围环境中，但将导致机器本身的污染。
本发明的任务在于，提供开始部分所述类型的一种另外的抽吸装置，借助它可阻止在加工圆柱形工件时形成的刻下物及分解产物、如带有悬浮颗粒的气体、蒸汽、烟、气体及类似物泄漏到周围环境中。
根据本发明，该任务将通过权利要求1的抽吸装置来解决。本发明的有利构型及进一步改进被描述在从属权利要求中。
根据本发明，抽吸装置具有一个用于遮盖射束与工件表面之间的相互作用区域的罩及一个C形的盖环。在此，罩包括一个抽吸通道，该抽吸通道的入口在罩的工作位置中位于工件表面的对面及该抽吸通道可连接在一个抽吸导管上。C形盖环包括两个彼此有间距地相对的圆周端部，及具有一个基本上U形的横截面，其中罩与盖环的两个圆周端部的一个相邻地设置。
通过根据本发明的、一个至少部分地围绕圆柱形工件延伸的盖环的设置，在盖环与圆柱形工件之间构成一个环形通道，在该环形通道中由于加工期间工件的旋转构成了一个圆周方向的空气流，该空气流被借助设置在盖环一端附近的罩来抽吸。原则上也可考虑：在盖环上安装一个自己的抽吸装置，例如安装在其外圆周区域中。
在此，C形盖环可部分地或几乎完全地围绕圆柱形工件延伸。在后一情况下它的两个圆周端部与罩相邻。在前一情况下它延伸在90°，120°，180°或任何另外的角度范围上，该角度范围可足以捕获及抽吸烟、蒸汽、小颗粒或类似物。
但最好是，盖环围绕工件在这样的程度上延伸，使得罩位于它的圆周端部之间及在那里抽吸气流，由此在环形通道中形成一定负压，由于该负压将通过盖环侧壁与工件之间的中间空间吸入空气，由此能可靠地防止由于材料加工在盖环下面由工件排出的烟、蒸汽或气体逸出到外部。相反，烟、蒸汽或其它气体由于工件的旋转被圆周气流捕获及导入抽吸装置的罩内，在这里它们与雕刻区域中、即射束与工件表面之间的相互作用区域中的其它刻下及分解的产物一起被排走。
在本发明的一个有利的进一步构型中提出：C形盖环是可更换的，以致当加工不同直径的圆柱形工件时总是可以从多个盖环中选择出及使用一个盖环，该盖环的内径尽可能好地适配相应的待加工的圆柱形工件的直径。以此方式可达到对烟、蒸汽或类似物的最佳密封。
根据本发明的另一构型也可以是，在C形盖环的侧壁上设有用于缩小其自由内径的装置，以使得该自由内径可根据相应的待加工的圆柱形工件的直径被调节，其中用于缩小C形盖环的自由内径的装置优选包括一个片式密封装置，该片式密封装置的各个片以有利的方式可摆动地固定在盖环的侧壁上。该结构允许盖环非常灵活地适配不同的工件直径。
用于缩小C形盖环的自由内径的装置也可由可更换的侧向部件，尤其是侧板构成。
本发明的一个特别有利的进一步构型的特征是：C形盖环在圆周上被划分成至少两个环段，这些环段可摆动地彼此固定。
在此特别合乎要求的是，C形盖环在圆周上被划分成三个不同圆周长度的环段，其中，一个上环段的圆周长度约相应于盖环圆周长度的一半，而下环区段具有两个短的环段。
为了改善由盖环构成的环形通道进行的空气抽吸，有利的是，在位于流动方向上罩前面的、罩与C形盖环的一个圆周端部之间的中间空间中设有一个抽吸嘴。
根据本发明的另一进一步构型提出，罩具有：一个背面，在该背面可连接一个抽吸导管；两个侧壁，它们具有前边缘，这些前边缘在罩的工作位置上位于工件对面；及两个在这些侧壁之间横向于这些侧壁延伸的导壁，它们与两个侧壁一起在罩中构成了抽吸通道的边界，其中两个导壁中的一个在罩的工作位置中以一个棱边位于工件的对面，而另一导壁在罩的工作位置中具有位于工件表面对面的凸圆柱形弯拱及在该弯拱的区域中具有至少一个孔，用于加工工件表面的射束穿过该孔。由此可保证在射束与工件之间的相互作用区域中的高抽吸速度。
本发明的另一构型的特征是，罩具有：一个背面，在该背面可连接一个抽吸导管；两个具有前边缘的侧壁，这些前边缘具有与待加工工件的表面轮廓相适配的轮廓，由此当前边缘在罩的工作位置上位于工件对面时构成相应的缝隙密封；及两个在这些侧壁之间横向于这些侧壁延伸的导壁，它们与两个侧壁一起在罩中构成抽吸通道的边界，其中在罩中设有一个孔，用于加工工件表面的射束穿过该孔。由此可在雕刻区域中实现特别良好的抽吸。
在此，以合乎要求的方式提出了，两个导壁中的一个在罩的工作位置中以一个棱边位于工件的对面，而另一导壁具有一个在罩的工作位置中位于工件表面对面的凸圆柱形弯拱，及在该另一导壁的该弯拱的区域中设有所述至少一个孔，用于加工工件表面的射束穿过该孔。
一个有利的方式是，弯拱形的导壁的弯拱呈圆弧形地弯曲。其中弯拱形的导壁的弯拱的曲率大于工件表面的曲率。但弯拱形的导壁的弯拱也可呈指数曲线(exponentiell)地弯曲，以便调节抽吸通道中空气流的确定的速度分布。
本发明的另一个进一步构型的特征是，用于加工工件的射束所通过的一个或多个孔被设置在弯拱形导壁的一个区域中，该区域在罩的工作位置中最靠近工件的表面。
本发明的另一构型在于，侧壁的前边缘具有轮廓，该轮廓适配于待加工工件的表面的轮廓，以致构成相应的缝隙密封，其中侧壁的前边缘的轮廓是一个适配工件表面的轮廓的多边折线或圆弧。
在此，合乎要求的是，在罩的工作位置中侧壁的前边缘与工件表面之间的距离小于50mm，优选小于30mm，尤其小于10mm但大于0.5mm，及特别优选在1mm与5mm之间，其中可考虑：在侧壁的前边缘与工件表面之间构成的缝隙密封的宽度在0.1mm与30mm之间的范围中。
为了保证尤其在雕刻区域中完好的气流状态，合乎要求的是，罩可更换地被固定在一个激光加工头上，以致在加工不同直径的圆柱形工件时总可由多个罩中选择一个罩及将其固定在该激光加工头上，罩的侧壁具有带一个轮廓的前边缘，该轮廓尽可能好地适配相应的待加工工件的表面轮廓。
但也可以是，在罩的侧壁上设有装置，尤其是设有可运动的叠片或可更换的侧向部件，借助它们可改变侧壁的位于工件对面的边缘的轮廓，以便使它适配工件的表面。
为了使罩适配于相应的加工头提出：在弯拱形导壁的在罩的工作位置中离工件表面最近的区域中对于每个由加工头输出的加工射束、尤其是对于每个由激光加工头提供的激光加工射束设有一个自己的孔，用于加工工件的射束穿过该孔对准在该工件上。
以下将借助附图来详细描述本发明。附图表示：
图1：装有根据本发明的抽吸装置的、用于借助射束、尤其借助激光束加工一个圆柱形工件的加工机的一部分的透视图；
图2：根据图1的加工机的一个透视图，其中抽吸装置的三节式盖环从机器向前方掀开，以便易于在加工机中置入一个圆柱形的工件；
图3：具有置入的圆柱形工件的、根据图1的加工机的透视图；
图4：根据本发明的抽吸装置与置入加工机中的大直径的圆柱形工件的一个截面图；
图5：相应于图4的一个截面图，其中在加工机中置入一个小直径的工件；
图6a：小直径的圆柱形工件与一个本发明的抽吸装置的围绕其设置的盖环的概要截面图；
图6b：根据图6a的装置的一个透视图；
图7：相应于图6a的视图，其中具有一个大直径的工件；
图8：一个设置在圆柱形工件对面的加工头与一个本发明的抽吸装置的设置在其上的罩的截面图；
图9：根据本发明的抽吸装置的罩的一个前视透视图；及
图10：具有根据本发明的一个第二实施例的抽吸装置的加工机的一部分的透视图。
在附图的不同图中彼此相应的部件设有相同的参考标号。
如图1中所示地，一个用于在图1中未示出的圆柱形工件的加工机9装备有一个抽吸装置10，该抽吸装置具有：一个带有抽吸通道12的罩11，一个C形的盖环13，及一个在图1中设置在罩11之上在该罩与盖环13的一个圆周端部之间的中间腔中的抽吸嘴14。
这里，C形盖环13可部分地或几乎全部地围绕圆柱形工件延伸。在后一情况下其两个圆周端部与罩相邻。而在前一情况下它延伸在90°，120°，180°或任何另外的角度范围上，该角度范围可足以捕获及抽吸烟、蒸汽、小颗粒或类似物。在此，盖环也可设有自己的抽吸接头，以便直接地抽吸分解产物及类似物。
罩11-对该罩在下面还要详细描述-在其工作位置上覆盖住加工射束与工件表面之间的一个相互作用区域，其中抽吸通道12的一个入口15位于工件表面的对面，以便由相互作用的区域抽吸在工件加工期间被加工下的材料及分解产物，如带有悬浮颗粒的气体、烟、蒸汽、气体及类似物。
如在图10中所示地，盖环13原则上可由单独一个连续的C形环件构成，但优选由两个或三个环段13a，13b及13c构成，这些环段通过铰链16彼此连接，以便可由图1中所示的工作位置转换到图2中所示的敞开位置，在该敞开位置中盖环13释放了工件的夹持区域，以便易于在加工机9中置入待加工的工件。
图1中的上盖环区段13c包括一个视窗17，它允许对加工过程及加工进程视觉地观察。该视窗17由透明材料如玻璃或透明塑料密封地封闭。
如尤其在图2中可清楚地看到的，盖环13或它的每个环段13a，13b，13c由两个彼此相对的侧壁18及一个连接它们的底壁19组成，以致盖环13具有一个基本上U形的横截面。
盖环13也可由各个环段组成，这些环段彼此无关地安装在一个加工头支架上或安装在一个床身上。在此情况下一个或所有的环段也可与一个分开的抽吸装置相连接。
在所述的加工机9上，盖环13借助支撑20位置固定地安装在一个概要表示的床身上，而用于圆柱形工件的接收装置-它在图中仅由两个夹头22的一个表示-在圆柱形工件的轴向上可移动地支承在加工机9中。一个加工头23使加工射束、尤其是激光加工射束穿过罩11中的一些相应的孔对准、尤其聚焦到工件表面上，该加工头也在工件的轴向上固定地支承在加工机9中，但为了补偿不同的工件直径可在径向上向着工件轴线移动。这里加工头23也位置固定地被安装。
如果夹头22位置固定而加工头23可移动地支承，则抽吸装置也可与加工头23共同地移动。
当一个圆柱形工件24被置入加工机9中后，盖环13被闭合，以使得盖环13包围该圆柱形工件。如果有一个直径相对小的工件，则承载着罩11的加工头23将移近工件，如图5中所示。如果工件具有大的直径，则得到图4中所示的情况，这里，抽吸装置10的保持在加工头23上的罩11位于盖环13的圆周端部之间的间隙中，以致该间隙基本上被闭合，而在小直径的圆柱形工件24的情况下加工头23与罩11穿过该间隙地移动，直到加工头达到加工位置为止。
以下将借助图4至7结合不同的工件直径来描述根据本发明的抽吸装置的功能。
当如图4所示地，在加工机9中置入大直径的圆柱形工件24及当盖环13处于其闭合位置时，侧壁18通过一个缝隙26与工件4的表面分开地位于该表面对面，以致盖环13与被覆盖的工件表面构成一个环形通道，该环形通道的侧面通过缝隙26与周围形成连接。
当借助射束、尤其激光束加工工件表面的情况下工件以高速旋转时，围绕着工件构成一个空气流，该空气流相应于工件24的转动方向。在图4所示的实施例中圆柱形工件24相对图的观察方向在顺时针方向上旋转，如箭头A所指示的。
如果现在当用射束加工工件24期间通过罩11由射束与工件24之间的相互作用区域-最好以大容量-抽吸空气，以便使在加工期间、尤其在借助射束雕刻期间产生的刻下及分解产物被吸走，由此抽吸的空气通过一个构成在弯拱的导壁27与工件表面24之间形成的吸入缝隙28及再通过罩11的入口15流到其抽吸通道12中。在此情况下，在这里被吸出的空气基本上由在盖环13与工件表面之间的环形通道中的气流来补充，由此在环形通道中形成一定的负压，以使得空气通过在侧向构成环形通道边界的间隙续流。由于该事实，在盖环区域中形成的烟、蒸汽或其它气体-它们例如通过被加工材料的余辉作为分解产物形成-将由环形通道中的环形流传送到抽吸区域，而通过缝隙26侧向流入的空气实际上完全地阻止烟、蒸汽或气体由环形通道排出。
如果如图5所示地，一个直径相对小的圆柱形工件24在加工机9中被加工，则加工头23与抽吸装置10的固定在其上的罩11在径向上如此地移动，直到达到图5中所示的位置，在该位置上射束由加工头23以所希望的方式聚焦到工件24的待加工表面上。在该位置上弯拱形导壁27与工件表面也构成了一个吸入缝隙28，空气穿过该吸入缝隙通过罩11的入口15及抽吸通道12以大容量地被抽吸，以便使刻下的及分解的产物由射束与工件表面之间的相互作用区域导出。
因为工件具有相对小的直径，工件表面与抽吸通道侧壁18的内边缘之间的距离相对地大，以致缝隙26具有相对大的宽度，这使得在缝隙26的区域中建立一个稳定的、向着环形通道内部的流动变难。与吸入缝隙28相反地位于径向外部的抽吸嘴24在此支持盖环13下面的负压的建立。尽管如此，从缝隙26的一定宽度起不再能足够保证：在盖环下形成的烟及类似物由环行的流动可靠地传送到抽吸区域中。
为了在盖环13与工件表面之间的缝隙26宽度大的情况下在盖环13与工件表面之间的环形通道中通过抽吸嘴14及罩11中的抽吸通道12的环形流动的抽吸可产生足够的负压，在本发明的一个有利的构型中提出，在盖环13的侧壁18上设置密封元件，这些密封元件可如此地运动，以致如图6a及6b中所示地，覆盖住盖环13与工件24的表面之间的一个或多个缝隙26。这里密封元件可用与照相机的孔径光阑类似的、未示出的方式构成。在一个优选构型中，该密封可构造成多片式密封30，它的各个片可摆动地安装在盖环13的侧壁18上。
因此，这些片31可根据工件24的直径总是保持在这样的位置上，以致敞开的侧面区域即缝隙26可保持这样小，使得环形通道与外围之间的压力差可被维持，该压力差足够阻止烟、蒸汽或气体从环形通道中外逸。
但也可以设置附加的侧壁元件，它们被配置给一定的工件直径，及当需要时安装到侧壁18上。
此外可考虑，盖环13可更换地安装在床身上，及准备好具有不同直径的盖环，以便使本发明的抽吸装置适配于相应的工件直径。
虽然本发明的抽吸装置不需要特殊结构化的抽吸罩，但合乎要求的是，使用具有以下将描述的结构的罩11，因为由此可在雕刻区域、即在射束与工件表面之间相互作用的区域中获得特别快速的气流，该气流将可靠地夹带并导出刻下及分解的产物。
如图8及9所示地，罩11具有两个侧壁32，它们具有前边缘33，该前边缘的轮廓适配于圆柱形工件24的外圆周。相应地，前边缘33具有基本上弧形的轮廓，该轮廓可通过一个多边形折线或一个圆弧构成，以致在前边缘33与工件24之间构成一个缝隙密封，前边缘33与工件24的表面的距离愈小，该密封作用就愈好。
合乎目的地，该距离小于50mm，最好小于30mm并且应在0.5mm与10mm之间，尤其是在1mm与5mm之间。为了改善由罩11的侧壁32的前边缘33构成的缝隙密封的密封作用，可考虑：前边缘在工件24的轴向上具有一个较大的宽度。在此情况下，前边缘33的较大的宽度可通过侧壁32的较大厚度来实现。但也可以是，各侧壁32设有一个从入口15离开地延伸的凸缘，以构成较宽的缝隙密封。在此情况下，该缝隙密封的宽度合乎目的地在0.1mm至20或30mm的范围中。
为了即使当如图5所示地需加工直径相对小的圆柱形工件时，前边缘33与工件24的表面之间的距离也能保持在所需范围内，可设置不同的罩，它们的侧壁具有分别与一个确定的直径范围相适配的曲率的前边缘。但也可考虑，在侧壁上设置可调节的多片扇，或设置具有相应成型的前边缘的可更换侧向部件或类似物，它们当前边缘33与工件表面之间的距离大时可向工件表面接近地移动或布置。
通过侧壁与工件轮廓的适配，可使侧向空气流入区域这样大地下降，以致实际上构成了缝隙密封，通过该密封几乎不再能抽吸会干扰罩11内部的气流关系的空气。
弯拱的导壁27位于图8中下导壁34的对面，该下导壁与另一位于工件表面对面的壁35构成一个刀刃形棱边36，该棱边与前边缘33一起构成了除抽吸缝隙28的区域以外的抽吸通道12的入口15的边界。
在罩11的背面设有一个用于在图8中仅完全概要表示的抽吸导管38的接管37。此外，罩11具有一个安装板39，罩借助该安装板可被这样地安装在加工头23上，以致加工工件表面的射束可穿过弯拱形导壁27中的一个或多个孔40聚焦到工件24的表面上。
这里孔40相对弯拱形导壁27的弯拱这样地布置，即这些孔位于抽吸缝隙28的最窄的区域中。但也可以是，这些孔相对抽吸缝隙28的该最窄区域这样地错位，以致从气流方向上看它们被设置在该最窄区域的稍后面。
如图8中可清楚地看出的，抽吸缝隙28在其最窄部位的前面包括一个其横截面为漏斗状的变窄区段28’及在流动方向上在最窄部位后面包括一个也为漏斗状的增宽区域28”。如在图9中可看到的，在抽吸缝隙28的漏斗状的变窄区段28’的区域中与这些侧壁32相邻但带有小距离地设有延伸在流动方向上的导肋32’，以便使流入的空气流进一步平滑。
通过抽吸缝隙28的所述几何结构及由于由侧壁32的前边缘33与壁35构成的缝隙密封，在抽吸工作时使空气主要通过抽吸缝隙28被吸入抽吸通道12的入口15。在这里，吸入的气流由于变窄的缝隙而被强地加速，以致于在抽吸缝隙28的窄位置上它可达到约150至180m/s或更高的、极高的流动速度。除了高的流动速度外，本发明的抽吸装置的罩11的结构、即尤其是构成抽吸通道12的边界的壁的结构及构成入口的边界的密封的结构与抽吸缝隙28的构型一起可保证：尤其在抽吸缝隙28中产生具有高流动速度的平滑气流而无涡流，这对于在工件加工期间由雕刻区域或相互作用区域可靠地排出刻下的及分解的产物是必要的。
由于通过所述罩11的专门结构达到的高的抽吸速度，也可实现特别高的抽吸容积，这对于盖环13与工件表面24之间的环形通道中负压的形成是有利的。
视在激光加工时分解的产物及切除的材料的量、尤其是在激光雕刻时应可靠排出的量而定，不仅在雕刻区域中必需达到快速的气体流动，而且必需保证足够高的体积流量。在此情况下应考虑：在快速流动及高的排出空气体积流的情况下，流动速度愈高及每立方米体积流待传送的材料量愈小，则从雕刻区域由该排出空气体积流传送出的分解产物趋于愈少地沉积在工件24的表面上或沉积在抽吸通道12的壁上。因此通常值得推荐的是，对于刻下的每克材料使用至少0.1m3的排出空气体积流(0.1m3/g)。该体积流优选为至少0.5m3/g及尤其是至少为1.0m3/g。在平均大小的激光装置、如尤其是对于柔版印版的直接雕刻所使用的激光装置中，例如用1m2/h的速度雕刻，这将产生500至1.000g/m2的材料刻下量。与此相应地，根据本发明的抽吸装置应以至少50至100m3/h、优选以至少250至500m3/h及尤其以至少500至1.000m3/h或更大的抽吸功率工作。
根据本发明的抽吸装置已与一个加工头23一起来被描述了，该加工头输出用于加工工件表面的三个加工射束。但也可以是，抽吸装置适配于多个加工头，这些加工头产生更多或更少的加工射束。图10表示例如具有一个本发明的抽吸装置的加工机9，其中加工头仅输出一个唯一的加工射束，由此在罩11的弯拱形的导壁27中仅需设置一个孔40。在多个加工射束的情况下必需根据其数目在弯拱形导壁中设置多个孔40。
本发明的抽吸装置不被限制在用于加工、尤其是雕刻印刷版或类似物的加工机的应用上，而可使用在任何领域中，只要在那里在一个圆柱形工件的激光加工时必需从工件的圆周区域抽吸刻下的及分解的产物。
Claims (24)
1.用于借助射束、尤其借助激光束在工件(24)的表面中、尤其是在一个印刷元件、例如一个柔版印刷元件中刻出浮雕的装置的抽吸装置，其中所述工件(24)是一个圆柱体或一个板，该板在雕刻期间被设置在一个圆柱体上，该抽吸装置具有：
-一个遮盖射束与工件表面之间的相互作用区域的罩(11)，该罩包括一个抽吸通道(12)，该抽吸通道的入口(15)在罩的工作位置中位于工件表面的对面并且该抽吸通道可与一个抽吸导管(38)连接，及
-一个具有两个彼此有间距地相对的圆周端部的C形盖环(13)，该盖环具有一个基本上U形的横截面，其中罩(11)与盖环(13)的两个圆周端部的一个相邻地设置。
2.根据权利要求1的抽吸装置，其特征在于：C形盖环(13)是可更换的，使得在加工不同直径的圆柱形工件(24)时可以从多个盖环(13)中分别选择并使用一个盖环(13)，该盖环的内径尽可能好地适配相应的待加工的圆柱形工件(24)的直径。
3.根据权利要求1或2的抽吸装置，其特征在于：在C形盖环(13)的侧壁(32)上设有用于缩小其自由内径的装置，使得该自由内径可根据相应的待加工的圆柱形工件(24)的直径被调节。
4.根据权利要求3的抽吸装置，其特征在于：C形盖环的用于缩小所述自由内径的装置包括一个片式密封装置(30)。
5.根据权利要求4的抽吸装置，其特征在于：片式密封装置(30)的各个片(31)可摆动地固定在盖环(13)的侧壁(18)上。
6.根据权利要求3的抽吸装置，其特征在于：C形盖环的用于缩小所述自由内径的装置包括多个可更换的侧向部件，尤其是侧板。
7.根据以上权利要求中一项的抽吸装置，其特征在于：C形盖环(13)在圆周上被划分成至少两个环段(13a，13b，13c)，这些环段可摆动地彼此固定。
8.根据权利要求7的抽吸装置，其特征在于：C形盖环(13)在圆周上被划分成三个不同圆周长度的环段(13a，13b，13c)，其中一个上环段(13c)的圆周长度约相应于盖环(13)的圆周长度的一半，而下环区段具有两个短的环段(13a，13b)。
9.根据以上权利要求中一项的抽吸装置，其特征在于：在位于流动方向上罩(11)前面的、罩与C形盖环(13)的一个圆周端部之间的中间空间中设有一个抽吸嘴(14)。
10.根据以上权利要求中一项的抽吸装置，其特征在于：罩(11)具有
-一个背面，在该背面上可连接一个抽吸导管(38)，
-两个侧壁(32)，它们具有前边缘(33)，这些前边缘在罩(11)的工作位置上位于工件(24)对面，及
-两个在这些侧壁(32)之间横向于这些侧壁延伸的导壁(27，34)，它们与两个侧壁(32)一起在罩(11)中构成所述抽吸通道(12)的边界，其中两个导壁中的一个(34)在罩的工作位置中以一个棱边(36)位于工件的对面，而另一导壁(27)具有一个在罩的工作位置中位于工件表面对面的凸圆柱形弯拱及在该弯拱的区域中具有至少一个孔(40)，用于加工工件表面的射束穿过该孔。
11.根据以上权利要求中一项的抽吸装置，其特征在于：罩(11)具有
-一个背面，在该背面上可连接一个抽吸导管(38)，
-两个具有前边缘(33)的侧壁(32)，这些前边缘具有与一个待加工工件(24)的表面轮廓相适配的轮廓，这样，当前边缘(33)在罩(11)的工作位置上位于工件(24)对面时构成相应的缝隙密封，及
-两个在这些侧壁(32)之间横向于这些侧壁延伸的导壁(27，34)，它们与两个侧壁(32)一起在罩(11)中构成抽吸通道(12)的边界，其中在罩(11)中设有一个孔(40)，用于加工工件表面的射束穿过该孔。
12.根据权利要求11的抽吸装置，其特征在于：两个导壁的一个(34)在罩的工作位置中以一个棱边(36)位于所述工件的对面，而另一个导壁(27)具有一个在罩的工作位置上位于工件表面对面的凸的圆柱形弯拱，并且该至少一个孔(40)设置在该另一个导壁(27)的弯拱的区域中，用于加工工件表面的射束穿过所述孔。
13.根据权利要求10或12的抽吸装置，其特征在于：弯拱形的导壁(27)的弯拱圆弧形地弯曲。
14.根据权利要求13的抽吸装置，其特征在于：弯拱形的导壁(27)的弯拱的曲率大于工件(24)的表面的曲率。
15.根据权利要求10或12的抽吸装置，其特征在于：弯拱形的导壁(27)的弯拱指数(曲线)地弯曲。
16.根据权利要求10或12至15的抽吸装置，其特征在于：用于加工工件(24)的射束所穿过的所述一个或多个孔(40)被设置在弯拱形导壁(27)的一个区域中，该区域在罩(11)的工作位置中最靠近工件(24)的表面。
17.根据权利要求10的抽吸装置，其特征在于：侧壁(32)的这些前边缘(33)具有轮廓，该轮廓适配于待加工工件(24)的表面的轮廓，使得构成相应的缝隙密封。
18.根据权利要求10，11或17的抽吸装置，其特征在于：侧壁(32)的前边缘(33)的轮廓是一个适配工件表面的轮廓的多边折线。
19.根据权利要求10，11或17的抽吸装置，其特征在于：侧壁(32)的这些前边缘(33)的轮廓是一个适配工件表面的轮廓的圆弧。
20.根据权利要求11，12或17至19中一项的抽吸装置，其特征在于：在罩(11)的工作位置中侧壁(32)的前边缘(33)与工件表面之间的距离小于50mm，优选小于30mm，尤其小于10mm但大于0.5mm，及特别优选在1mm与5mm之间。
21.根据权利要求11，12或16至20中一项的抽吸装置，其特征在于：在侧壁(32)的前边缘(33)与工件表面之间构成的缝隙密封的宽度在0.1mm与30mm之间的范围中。
22.根据权利要求11，12或16至21中一项的抽吸装置，其特征在于：罩(11)可更换地被固定在一个加工头(23)上，使得在加工不同直径的圆柱形工件(24)时总可由多个罩中选择一个罩及将其固定在该加工头(23)上，罩的侧壁(32)具有带轮廓的多个前边缘(33)，该轮廓尽可能好地适配相应的待加工的工件(24)的表面轮廓。
23.根据权利要求11，12或17至22中一项的抽吸装置，其特征在于：在罩的侧壁(32)上设有装置，尤其是一些可运动的片或可更换的侧向部件，借助它们可改变侧壁(32)的位于工件(24)对面的边缘的轮廓，以便使这些边缘适配工件(24)的表面。
24.根据以上权利要求中一项的抽吸装置，其特征在于：弯拱形导壁(27)的在罩(11)的工作位置中离工件(24)的表面最近的区域中对于每个由加工头(23)输出的加工射束、尤其是激光加工射束设有一个自己的孔(40)，用于加工工件(24)的射束穿过该孔聚焦在该工件上。
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