CN201183172Y - 加工室隔离装置和加工室 - Google Patents

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Abstract

具有位于加工室内部(2)中的激光加工装置(3)的加工室借助于加工室隔离装置(7)相对加工室周围环境(8)屏蔽。该加工室隔离装置(7)在其向着激光加工装置(3)的内侧上具有激光射线反射装置(12)，借助于所述表面能反射入射到该激光射线反射装置(12)上并且来自激光加工装置(3)的激光射线的绝大部分。在此，该激光射线反射装置(12)被构造为分散反射的。用于所述加工室(1)的加工室隔离装置(7)以及用于这种加工室隔离装置(7)的激光射线反射装置(12)被相应地构成。

Description

加工室隔离装置和加工室
技术领域
本发明涉及一种具有位于加工室内部中的激光加工装置以及具有位于加工室内部与加工室周围环境之间的加工室隔离装置的加工室。本发明还涉及一种所述类型的加工室隔离装置以及一种用于此的激光射线反射装置。
背景技术
加工室(激光加工装置在其中运行)尤其是出于工作安全的原因必须相对其周围环境被屏蔽。根据相关的安全规定，必须保证即使在激光加工装置的非正常运行状态时并且至少对于一个有限的时间段不会发生有害的激光射线从加工室内部逸出到加工室周围环境中的危险。加工室隔离装置、即所谓的“激光保护壁”用于该目的。
在US 4,650,287A中公开了一种所述类型的加工室及所述类型的加工室隔离装置。在该现有技术中，激光加工机位于其中的加工室被一个吸收光线的激光保护壁包围。该在先公开的激光保护壁是由背离激光加工机的壁外侧以及由吸收光线的涂层组成的组合结构，该涂层被施加在金属板的向着激光加工机的内侧上。该吸收光线的涂层由金属氧化物、例如氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化镁和/或氧化铬构成。这些用于吸收激光射线的金属氧化物涂层的能力在US 4,650,287A中被认为是杰出的。
因此，由US 4,650,287A公开的激光保护壁用作射线降低装置(Strahlungsfalle)，它们吸收待被阻止离开加工室内部的激光射线的绝大部分能量。合乎逻辑的是，在该在先公开文件中吸收光线的金属氧化物涂层的特别的耐热性没有被强调。
耦合入该在先公开的激光保护壁中的射线能量的大小对于处于射线负载下的激光保护壁的寿命有负面影响。这一点又对该在先公开的激光保护壁作为工作保护的装置的合适性有不良影响。
发明内容
本发明的任务在于，在开头所述类型的加工室上保证最大的工作保护，同时保证设置在该加工室中的激光加工装置的最大运行安全性。
根据本发明，提出了一种在加工室周围环境与加工室的设有激光加工装置的加工室内部之间的加工室隔离装置，其特征在于：该加工室隔离装置在其向着激光加工装置的内侧上具有激光射线反射装置，后者直接由反射装置本体的设有粗糙表面结构的表面构成，该反射装置本体由铝板制成，借助于所述表面可散射反射入射到该激光射线反射装置上及来自激光加工装置的激光射线的绝大部分。
根据本发明，还提出了一种具有位于加工室内部中的激光加工装置以及具有位于加工室内部与加工室周围环境之间的加工室隔离装置的加工室。
在本发明的情况下，在加工室隔离装置的内侧上设置了一个激光射线反射装置，后者反射待被阻止离开加工室内部的射线的绝大部分。本发明激光射线反射装置的高反射率防止了：入射到激光射线反射装置上的射线能量以这样的程度耦合到加工室隔离装置中，使得在较短时间内就导致过热及加工室隔离装置的与此相关的损坏。就此而言，本发明的特征保证了最大的工作保护。
同时，入射的激光射线被本发明的激光射线反射装置不是定向地而是散射反射。由于该散射，被反射的激光射线具有仅很小的能量密度并且因此不能在加工室内部、尤其是在设置在那里的的激光加工装置上导致损坏。就此而言，本发明用于激光加工装置的运行安全性的最大化。可放弃在其他情况下在激光加工装置上使用的保护装置、例如用于波纹管的保护罩。
当在激光加工装置上用具有高功率的激光射线工作时，本发明的特征不仅对于工作保护的视点而且对于激光加工装置的运行安全性的观点都具有特别的优点。
在其他描述中给出本发明的特别的优点。
一个优点在于，激光射线反射装置在材料方面与待被反射的激光射线的波长相协调。通过这种方式方法也能保证实际地反射入射到激光射线反射装置上的激光射线的绝大部分。待被反射的激光的波长取决于光源的结构形式。大概在由铝制成的激光射线反射装置上可反射99％的CO2激光、90％的NdYAG激光。一般，优选的是，本发明的激光射线反射装置具有至少90％的反射率。在激光射线反射装置的这种反射率的情况下可保证加工室隔离装置的足够的使用寿命。
实践中特别合适的是散射反射的金属表面形式的激光射线反射装置。这种激光射线反射装置可比较简单地制成并且由于其稳固性即使在恶劣的使用条件下及长的使用时间下也能显示出所需的反射能力。
根据本发明，可考虑不同的金属作为用作激光射线反射装置的金属表面的材料。在本发明情况下，优选将一个散射反射的铝表面作为激光射线反射装置。这种激光射线反射装置尤其是成本低。此外，由于铝的相对低(例如与铜相比)的导热性及由于其小的重量，推荐使用铝作为反射装置材料。最后，用铝——如前所述——可在待被反射的激光的不同波长的情况下始终实现高的反射率。
为了简单起见、尤其是当想尽可能简单并且成本低的加工时，在本发明情况下优选一个光亮表面、必要时一个光亮的金属表面作为构成激光射线反射装置的分散反射的表面。
激光射线反射装置、必要时构成激光射线反射装置的金属表面可由一个施加在一个载体上的涂层构成。作为涂层方法例如可考虑火焰喷涂或金属剪切方法。
出于特别简单及成本低的加工的兴趣，推荐：直接将一个反射装置本体的表面设为激光射线反射装置。在该情况下，多余的是，将用作本体的表面涂层施加在载体上。
在本发明的一个特别优选的构型中，金属本体、尤其是金属板被设置为其表面构成本激光射线反射装置的反射装置本体。根据本发明，铝板是优选的，该铝板用一光亮的及分散反射的铝表面构成激光射线反射装置。
根据本发明，通过激光射线反射装置实现的入射激光的分散反射可通过不同的方式方法实现。
由于加工技术的原因，值得推荐的是：激光射线反射装置设置一个相应的立体的表面结构。在此，通过不规则地成型的表面结构可实现反射激光的特别强的散射。但尽管如此也可考虑具有规则地成型的表面结构的激光射线反射装置。例如通过压制加工可尤其是在金属板(该金属板直接用其表面构成激光射线反射装置)产生本发明的表面结构。
商业上惯常的并且因此能有利地自由得到的是粒面的表面结构。
本发明的激光射线反射装置的最佳的功能能力以其形状稳定性为前提。为了保证该形状稳定性，在本发明的结构形式的情况下，在设有分散反射的涂层的载体上或在其上构造有分散反射的表面的反射装置本体上设置了起加强作用的变形。当激光射线反射装置设置在加工室或加工室隔离装置的顶区域上时，所述类型的加强尤其是符合目的的。
有利的是，激光射线反射装置是加工室隔离装置的一部分，该加工室隔离装置还包括一外层，该外层本身设置在激光射线反射装置的背离激光加工装置的一侧上。合乎目的的是，激光射线反射装置与加工室隔离装置的外层可拆卸地连接。由于该可拆卸的连接，可例如将一个故障的或者说磨损了的激光射线反射装置通过简单的方式方法更换为一个功能齐全的激光射线反射装置。该激光射线反射装置也可为了实施维护、尤其是清洗工作而无问题地从加工室隔离装置的所属的外层上取下并且在维护或清洗后再安装在该外层上。
有利的是，出于加工室隔离装置的外层与激光射线反射装置的热绝缘的兴趣起见，在本发明结构形式的情况下在激光射线反射装置与加工室隔离装置的外层之间保留一个中间空间。
附图说明
下面根据示例性的及非常示意性的示图详细说明本发明。
附图表示：
图1：激光保护室形式的加工室，具有激光加工装置及工作时隔理装置，
图2：图1中的细节II，
图3：图1中的细节III，
图4：从加工室内部观察图1中的加工室隔离装置的部分区域的示图，
图5：图1中的加工室隔离装置的剖视图，
图6：第二结构方式的加工室隔离装置的剖视图。
具体实施方式
根据图1，一个作为激光保护室构成的加工室1在加工室内部2掩藏着一个激光加工装置3，后者在所示实施例中被构造为用于3D加工工件4的激光切割装置。在正常的切割运行中，激光射线6从该激光切割装置3的激光头5定向在待被加工的工件4上。
如图1所示，激光射线6在工件4的表面上部分地反射。由工件4的表面射出的激光射线到达加工室隔离装置7的内侧。该加工室隔离装置罩式地包围该激光加工装置3并且相对加工室周围环境8屏蔽该加工室内部2。操作人员9逗留在加工室周围环境8中。
该加工室隔离装置7包括竖直的壁区域10以及水平的顶区域11。不仅在壁区域10而且在顶区域11中，加工室隔离装置7在其向着激光加工装置3的内侧具有激光射线反射装置12。该激光射线反射装置12由一些下料(Zuschnitt)的表面构成，所述下料由1mm厚的铝板制成。在加工室隔离装置7的顶区域11中，设置梯形金属板作为金属板下料。不仅在加工室隔离装置7的壁区域10中而且在顶区域11中，金属板下料与该加工室隔离装置7的外层或者说外壳13通过螺钉拧紧。加工室隔离装置7的外壳13由2mm厚的钢板制成。
激光射线反射装置12的铝板是商业上惯常的。大概在建筑领域中它主要用作房屋正面-或房顶罩。被构造为激光射线反射装置12的金属板表面是光亮的并且具有立体的表面结构，在图2及图3中示意性示出这些表面结构。为了简单起见，在图1中该激光射线反射装置12作为平坦的表面示出。
用于激光射线反射装置12的铝板的立体表面结构是不规则的并且大致相应于粒面皮革的表面结构。在商店中这些表面结构能以名称“装饰画(stucco dessiniert)”得到。替代地，也可考虑使用具有规则地结构化的表面的铝板、例如具有球形结构。
金属板的反射特性是决定性的。一方面必须保证：来自激光加工装置3的激光射线绝大部分地在形成激光射线反射装置12的金属板表面上反射。该前提条件很大程度上由所示实施例的形成激光射线反射装置12的光亮的铝板表面满足。例如，该激光射线反射装置12将入射到其上的激光射线的大约99％反射掉。在所示实施例中到达激光射线反射装置12的激光的波长的情况下，能达到该特别高的反射率。激光的波长又取决于光源的结构形式。做了产生激光射线6，使用一个CO2发生器。如果入射到激光射线反射装置12上的激光借助于一个NdYAG激光器来产生，则用本实施例的光亮铝板表面能实现大约90％的反射率。由于激光射线反射装置12的所选择的表面结构，甚至在激光射线反射装置12的在激光切割装置的附近区域通常的污染的情况下也能实现所述数量级的反射率。
由于激光射线反射装置12的高反射能力，在入射到激光射线反射装置12上的激光的作用下仅导致激光射线反射装置12的很小的变热，并且因此仅导致整个加工室隔离装置7的很小的变热。
同时，激光射线反射装置12的表面结构用于入射的激光的分散的反射，如在图2及图3中所示。因此，由激光射线反射装置12射出的激光中的能量密度仅位于低水平。尤其是所述能量密度太小，以致它在加工室内部2中、尤其是在激光加工装置3上不能导致损坏。因此，例如可放弃在其他情况下必需的、用于激光加工装置3的波纹管的保护罩。
甚至在激光加工装置3的非正常的运行状态中，激光射线反射装置12也能发挥所述向内及向外的保护功能，例如当激光射线6被激光头5无意地定向在激光射线反射装置12上时就是这种情况。
图4示出从加工室内部2观察加工室隔离装置7的外壳13上的激光射线反射装置12的视图。所示的壁区域设有窗槽(Fensterauschnitt)。可明显地看到激光射线反射装置12的表面结构。
图5详细示出激光射线反射装置12与加工室隔离装置7的外壳13之间的螺钉连接。
据此，激光射线反射装置12借助于间隔套筒14与外壳13保持距离。由此得出的位于激光射线反射装置12与加工室隔离装置7的外壳13之间的中间空间用于使外壳13相对被激光射线加载的激光射线反射装置12热隔离。间隔套筒14被螺栓15贯穿，该螺栓在其配置给外壳13的纵向端部上与底板16焊接。底板16被粘接在一个由海绵橡胶制成的双面自粘的下料17上。下料17又在其背离底板16的一侧上与外壳13粘接。在螺栓15的自由端上，激光射线反射装置12被夹紧在一个螺母18与所述间隔套筒14之间。激光射线反射装置12与加工室隔离装置7的外壳13之间的相应连接在激光射线反射装置12的其余连接部位上产生。
为了拆卸激光射线反射装置12，或是拆卸螺母18或是将各固定装置的下料17与外壳13之间连接解除。在后一情况下，为了重新安装激光射线反射装置12，应将各固定装置底板16上的旧下料17通过具有还没被用过的粘接面的新下料来代替。接着可将设置在底板16上的新下料17上的激光射线反射装置12粘接在加工室隔离装置7的外壳13上。
图6示出具有激光射线反射装置20及外层或者说外壳21的加工室隔离装置19。该激光射线反射装置20在其边缘上U形地折弯(abkanten)。在激光射线反射装置20的U形折弯的两个腿与外壳21之间分别产生一个粘接连接22。为了这个目的，一方面在激光射线反射装置20上另一方面在外壳21上施加传统的胶带区段。这些粘接连接22允许激光射线反射装置20的手操作友好的安装及拆卸。
图5的激光射线反射装置12和图6的激光射线反射装置20都由铝板制下料的“装饰画”的表面构成。在图5及图6中为了简化起见没有详细示出所述表面结构。

Claims (8)

1.在加工室周围环境(8)与加工室的设有激光加工装置(3)的加工室内部(2)之间的加工室隔离装置，其特征在于：该加工室隔离装置在其向着激光加工装置(3)的内侧上具有激光射线反射装置(12，20)，后者直接由反射装置本体的设有粒状表面结构的表面构成，该反射装置本体由铝板制成，借助于所述表面可散射反射入射到该激光射线反射装置(12，20)上及来自激光加工装置(3)的激光射线的绝大部分。
2.根据权利要求1的加工室隔离装置，其特征在于：该激光射线反射装置(12，20)具有与待被反射的激光射线的波长相协调的材料。
3.根据上述权利要求之一所述的加工室隔离装置，其特征在于：设置光亮的表面作为构成激光射线反射装置(12，20)的表面。
4.根据权利要求1或2所述的加工室隔离装置，其特征在于：该由铝板制成的反射装置本体至少部分地具有起加强作用的变形结构。
5.根据权利要求1或2所述的加工室隔离装置，其特征在于：该由铝板制成的反射装置本体至少部分地构造成梯形板。
6.根据权利要求1或2所述的加工室隔离装置，其特征在于：该由铝板制成的反射装置本体与加工室隔离装置(7，19)的外层(13，21)可拆卸地连接，其中，加工室隔离装置(7，19)的该外层(13，21)设置在激光射线反射装置(12，20)的背离激光加工装置(3)的一侧上。
7.根据权利要求1或2所述的加工室隔离装置，其特征在于：该由铝板制成的反射装置本体在形成中间空间的情况下与加工室隔离装置(7，19)的外层(13，21)相连接，该中间空间位于该由铝板制成反射装置本体与加工室隔离装置(7，19)的外层(13，21)之间。
8.具有位于加工室内部(2)中的激光加工装置(3)以及具有在加工室内部(2)与加工室周围环境(8)之间的加工室隔离装置(7，19)的加工室，其特征在于：该加工室隔离装置(7，19)是根据上述权利要求之一所述的加工室隔离装置(7，19)。
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