DE102006048543A1 - Fangeinrichtung und Verfahren zum Auffangen des Schneidstrahls einer Wasserstrahlbearbeitungsmaschine - Google Patents

Fangeinrichtung und Verfahren zum Auffangen des Schneidstrahls einer Wasserstrahlbearbeitungsmaschine Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine bewegliche Fangeinrichtung (Catcher) und ein Verfahren zum Auffangen des Schneidstrahls (1) von Wasserstrahlbearbeitungsanlagen nach einem zu bearbeitenden Werkstück (2), mit einem Energievernichtungsgefäß (3), das im Bereich der Austrittsstelle (4) des Schneidstrahls (1) aus dem Werkstück (2) zur Absorption der Restenergie des Schneidstrahls (1) eine wassergefüllte Absorptionskammer (5) mit einer Eintrittsöffnung (24) für den Schneidstrahl (1) aufweist. Dabei wird der Eintrittsöffnung (24) gegenüberliegend in der Absorptionskammer (5) ortsfest eine gegenüber dem Schneidstrahl (1) resistente Prallplatte (26) zur Umkehrung der Strahlrichtung des Schneidstrahls (1) angeordnet. Dies bewirkt beim Bearbeiten des Werkstückes (2) ein Wasserkontakt zwischen dem abgebremsten Schneidwasser (27) der Absorptionskammer (5) und dem Werkstück (2) an der Austrittsstelle (4) des Schneidstrahls (1) aus dem Werkstück (2), was die Schallemission bedeutend reduziert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine bewegliche Fangeinrichtung (Catcher) und ein Verfahren zum Auffangen des Schneidstrahls von Wasserstrahlbearbeitungsanlagen, wie z. B. Wasserstrahlschneidmaschinen, nach einem zu bearbeitenden Werkstück, mit einem Energievernichtungsgefäß, das im Bereich der Austrittsstelle des Schneidstrahls aus dem Werkstück zur Absorption der Restenergie des Schneidstrahls eine wassergefüllte Absorptionskammer mit einer Eintrittsöffnung für den Schneidstrahl aufweist.
  • Wasserstrahlschneidmaschinen werden beispielsweise zum Schneiden von plattenförmigen Werkstücken aus den unterschiedlichsten Werkstoffen verwendet. Diese Art des mechanischen Trennens ermöglicht eine Bearbeitung des Werkstücks ohne jegliche Materialdeformation und Gefügeänderung im Randzonenbereich des Schnitts. Dabei wird das zu bearbeitende Material durch einen haarfeinen Hochdruckwasserstrahl mit einem Durchmesser von 0,2 bis 1,0 mm getrennt. Es gibt sowohl Schneidmaschinen, die mit reinem Wasser arbeiten, als auch Anlagen, die mit einem Abrasiv-Wasserstrahl schneiden. Beim Reinwasserschneiden wird lediglich die Strahlenergie des Wassers zum Schneiden ausgenutzt, während beim Abrasivschneiden dem Wasser zur Erhöhung der Schneidleistung ein scharfkantiges Schneidmittel, Abrasiv genannt, zugesetzt ist.
  • Der hinter dem Schnitt am Werkstück austretende, auch nach der geleisteten Schneidarbeit noch relativ energiereiche Schneidstrahl wird in der Regel aus Sicherheitsgründen abgefangen. Zum Abfangen des Schneidstrahls ist es bekannt, den aus dem Werkstück austretenden Wasserstrahl in einen feststehenden oder mobilen, mit Wasser gefüllten Behälter, im Weiteren als Energievernichtungsgefäß bezeichnet, zu leiten und durch das darin enthaltene Wasser abzubremsen. Während stationäre Energievernichtungsgefäße flächenüberdeckend auf der der Schneiddüse gegenüberliegenden Seite des zu schneidenden Werkstückes ortsfest angeordnet sind, bewegen sich mobile Energievernichtungsgefäße zusammen mit der Schneiddüse beim Schneiden des Werkstücks. Wegen der relativ hohen Restenergie des Schneidstrahles muss in dem Energievernichtungsgefäß ein verhältnismäßig hoher Wasserstand aufrechterhalten werden, um die im Schneidstrahl enthaltene Restenergie vollständig zu vernichten. Daher sind Energievernichtungsgefäße zumindest in der Regel mindestens 0,8 m hoch.
  • Zur Reduzierung der Höhe des Wasserstandes ist es beispielsweise aus der Patentschrift DE 42 35 090 C2 bekannt, in solchen Energievernichtungsgefäßen unterhalb der Oberfläche des Wassers lose gehaltene Prallkörper als Strahlabfangkörper anzuordnen, die vom Schneidstrahl beaufschlagt werden und den Schneidstrahl brechen. Dabei übernehmen die Prallkörper einen Teil der Restenergie des Schneidstrahls als Bewegungsenergie, d. h. sie erfahren eine Translations- und/oder eine Rotationsbewegung. Zudem wird ihre Oberfläche durch den Schneidstrahl abgetragen, weswegen sie als austauschbares Verschleißteil vorgesehen sind.
  • Die Strahlabfangkörper absorbieren einen Großteil der Restenergie des auftreffenden Schneidstrahls, wobei die absorbierte Energie in dem Energievernichtungsgefäß nahezu vollständig in Wärme umgewandelt, wodurch sich das Energievernichtungsgefäß nach einer gewissen Schneidzeit im zweistelligen Gradbereich erwärmt. Um Schneidungenauigkeiten am Werkstück durch temperaturänderungsbedingte Materialausdehnung des Werkstücks und/oder des Aufnahmetisches für das Werkstück vorzubeugen, hat es sich als sinnvoll erwiesen, das Energievernichtungsgefäß von dem Auflagetisch und dem Werkstück zu entkoppeln.
  • Die Offenlegungsschrift DE 100 51 942 A1 lehrt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schneiden von Werkstoffplatten mittels eines Hochdruckwasserstrahls, bei dem im Bereich der Austrittsstelle des Schneidstrahls aus einer nahezu lotrecht stehenden Werkstoffplatte eine, an einen Wasserkreislauf angeschlossene, wassergefüllte Absorptionskammer eines Energievernichtungsgefäßes zur Absorption der Restenergie des in etwa horizontal aus der Werkstoffplatte austretenden Hochdruckschneidstrahls angeordnet wird. Durch den Wasserkreislauf, für den eine eigene Wassereintritts- und Wasseraustrittsöffnung in der Absorptionskammer vorgesehen ist, wird eine gleichsinnig zu dem durch eine Eintrittsöffnung in die Absorptionskammer eintretenden Schneidstrahl gerichtete Wasserströmung erzeugt. Das Energievernichtungsgefäß und eine Austrittsdüse zur Erzeugung des Schneidstrahls sind horizontal angeordnet und derart miteinander gekoppelt, dass die Absorptionskammer synchron mit der Austrittsdüse beim Verfahren der Austrittsdüse bewegt wird.
  • Beim Wasserstrahlschneiden hat der Hochdruckwasserstrahl einen Druck von bis zu 6.000 bar und Austrittsgeschwindigkeiten aus der Schneiddüse von bis zu 1.000 m/s. Bedingt durch die hohe Austrittsgeschwindigkeit des Wassers entsteht beim Schneiden ein Schalldruck von bis zu 130 dB, der extrem gehörschädigend und damit unerwünscht ist. Als nachteilig wird bei den mit Prallkörpern gefüllten Energievernichtungsgefäßen angesehen, dass sie die extreme Luftschallemission, die von der Austrittstelle des Schneidstrahl aus dem Werkstück ausgeht, nur geringfügig dämpfen. Weiterer Nachteil ist der relativ hohe Spritzwasseranteil, den der Schneidstrahl beim Eintreten in das Energievernichtungsgefäß bewirkt. Außerdem erfolgt, als Folge der geringeren Wassermenge in derartigen Catchern, die Erwärmung des Energievernichtungsgefäßes wesentlich schneller und auf höhere Temperaturen als bei größeren Energievernichtungsgefäßen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine bewegliche Fangeinrichtung zum Auffangen eines Schneidstrahls vorzuschlagen, bei der die Luftschallemission gegenüber herkömmlichen Energievernichtungsgefäßen reduziert ist. Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zu Grunde, ein entsprechendes Verfahren zum Auffangen des Schneidstrahles vorzuschlagen.
  • Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Fangeinrichtung und ein Verfahren zum Auffangen eines Schneidstrahls mit den Merkmalen der Hauptansprüche der nebengeordneten Vorrichtungs- und Verfahrensansprüche gelöst. Weitere Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den jeweiligen rückbezogenen Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Die erfindungsgemäße Fangeinrichtung weist ein beweglich geführtes Energievernichtungsgefäß mit einer wassergefüllten Absorptionskammer zur Absorption der Restenergie des Schneidstrahls auf, bei der der Eintrittsöffnung für den Schneidstrahl in die Absorptionskammer gegenüberliegend in der Absorptionskammer ortsfest eine gegenüber dem Schneidstrahl resistente Prallplatte zur Umkehr der Strahlrichtung des Schneidstrahls angeordnet ist. Die Prallplatte ist in Verlängerung des Schneidstrahles vorgesehen und erzeugt eine gegensinnig zum Schneidstrahl gerichtete Wasserströmung in der Absorptionskammer. Dadurch verlängert sich der „Bremsweg" für den Schneidstrahl im „Bremswasser" der Absorptionskammer auf das Doppelte, wodurch bei Reduzierung des Wasserstands in der Absorptionskammer um die Hälfte eine im Wesentlichen gleiche Energievernichtung erfolgt. Dementsprechend kann die Bauhöhe des Energievernichtungsgefäßes sowie dessen zu bewegende Masse deutlich reduziert werden. Zudem wird durch die gegensinnig zum Schneidstrahl gerichtete Wasserströmung des abgebremsten Schneidwassers der Schneidstrahl in die Absorptionskammer effektiver abgebremst als bei herkömmlichen Absorptionskammern.
  • Die Absorptionskammer ist prallplattenseitig geschlossen, so dass die mit dem Schneidstrahl in die Absorptionskammer eintretenden Abrasivstoffe und Werkstoffpartikel des Werkstückes sich in der Absorptionskammer auf Grund der Gravitationskraft anstauen. Durch die Konzentrationserhöhung der Feststoffanteile in dem „Bremswasser" der Absorptionskammer wird die Energievernichtung zusätzlich begünstigt. Zur gerichteten Strahlumkehr des Schneidstrahles kann die vom Schneidstrahl beaufschlagte Seite der Prallplatte mit Strahllenkungsmitteln versehen sein, die den Schneidstrahl an der Prallplatte entlang in die gewünschte Richtung, beispielsweise bogenförmig, führen.
  • Vorteilhafterweise weist das Energievernichtungsgefäß eine in einem Kühlwasserkreislauf liegende Kühlwasserkammer auf, die die Absorptionskammer umschließt. Damit kann die Temperaturerhöhung der Absorptionskammer trotz der reduzierten Masse des Energievernichtungsgefäßes sowie der geringeren Wassermenge in deren Absorptionskammer in Grenzen, d. h. im Wesentlichen im einstelligen Bereich, gehalten werden.
  • Vorzugsweise weist die Absorptionskammer einen umlaufenden Überlauf zur Kühlwasserkammer hin, an der dem Werkstück zugewandten Stirnseite auf. Über den Überlauf, der auch düsenartig ausgebildet sein kann, erfolgt die Ableitung des durch den Schneidstrahl der Absorptionskammer zugeführten, mit Werkstoffpartikeln und ggf. Abrasivstoffen befrachteten Schneidwassers. Durch die gegensinnig zum Schneidstrahl gerichtete Wasserströmung wird die Absorptionskammer über ihre gesamte Länge gespült, so dass sich keine Ablagerungen in der Absorptionskammer bilden können. Das aus der Absorptionskammer in die Kühlwasserkammer eintretende, verunreinigte Schneidwasser wird mit dem Kühlwasser einem Abscheidebecken und einem Filtersystem zugeführt, das die Feststoffanteile von dem Kühlwasser trennt.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Absorptionskammer so zum Werkstück angeordnet, dass beim Bearbeiten des Werkstückes ein Wasserkontakt zwischen dem Wasser der Absorptionskammer und dem Werkstück an der Austrittsstelle des Schneidstrahles aus dem Werkstück gegeben ist. Durch die gegensinnig in der Absorptionskammer gerichtete Wasserströmung wird das Wasser der Absorptionskammer gegen die zur Eintrittsöffnung gerichtete Seite des Werkstückes gespült und ein Spalt im Bereich des Überlaufes, zwischen der Absorptionskammer und der Austrittsseite des Schneidstrahls aus dem Werkstück abgedichtet. Abhängig vom Abstand der Absorptionskammer zu dem Werkstück kontaktiert das Wasser der Absorptionskammer das Werkstück nicht nur auf seiner Unterseite, sondern auch im Schnittspalt und durch den Schnittspalt oberhalb des Schnittspaltes. Das Schneiden am Schnittspalt erfolgt dabei unter Wasser, was die Schallemission bedeutend reduziert, d. h. eine lärmarme Bearbeitung des Werkstücks ermöglicht. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, das Energievernichtungsgefäß oder mindestens die Absorptionskammer in ihrer Entfernung zum Werkstück einstellbar auszubilden, so dass der Wasserstand im Schnittspalt beeinflussbar ist.
  • Grundsätzlich kann das Energievernichtungsgefäß und/oder die Absorptionskammer eine beliebige geometrische Form aufweisen. Stationäre Energievernichtungsgefäße sind häufig entsprechend der Rechteckform des Auflagetisches als quaderförmiges Becken ausgebildet. Es sind auch mobile Energievernichtungsgefäße bekannt, die eine längliche eckige oder eine kubische Form aufweisen. Derartige Ausführungsformen sind jedoch nur aufwändig herstellbar und für eine Wasserströmung strömungstechnisch unvorteilhaft. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Energievernichtungsgefäß eine längliche zylindrische Form auf, wobei die Absorptionskammer und/oder die Kühlwasserkammer von koaxialen Rohrwänden begrenzt ist und die Achse des Energievernichtungsgefäßes zumindest annähernd mit dem Schneidstrahl zusammenfällt. Dies ermöglicht einerseits eine einfache und kostengünstige Herstellung der Fangeinrichtung sowie andererseits eine vorteilhafte Wasserströmung in dem Absorptions- und in dem Kühlwassergefäß, so dass sich dort keine Ablagerungen bilden können.
  • Die zur Umkehr der Strahlrichtung des Schneidstrahls verwendete, gegenüber dem Schneidstrahl resistente Prallplatte ist als Hochleistungskeramik, insbesondere aus Siliciumnitrid hergestellt. Als Folge davon ist die Oberseite der Prallplatte extrem resistent gegen die Beaufschlagung durch den Schneidstrahl, was eine ortsfeste Befestigung der Prallplatte in der Absorptionskammer ermöglicht. Die Prallplatte wird bei der Bearbeitung des Werkstückes nur unwesentlich abgenutzt, was gegenüber bekannten Maßnahmen zu erheblich längeren Wartungsintervallen bei der Fangeinrichtung führt.
  • Das Energievernichtungsgefäß der erfindungsgemäßen Fangeinrichtung für den Schneidstrahl einer Wasserstrahlbearbeitungsanlage ist beweglich an der Wasserstrahlanlage geführt, wobei die Position des Schneidstrahls und des Energievernichtungsgefäßes miteinander gekoppelt sind. Das Energievernichtungsgefäß wird beim Bearbeiten des Werkstückes synchron mit dem Schneidstrahl bewegt. Damit ist sichergestellt, dass sich die Absorptionskammer immer gegenüberliegend dem Schneidstrahl befindet und die Prallplatte in der Absorptionskammer immer in Verlängerung des Schneidstrahls angeordnet ist.
  • Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Strahlrichtung des Schneidstrahls mittels einer gegenüber dem Schneidstrahl resistenten Prallplatte, die einer Eintrittsöffnung der Absorptionskammer für den Schneidstrahl gegenüberliegend in der Absorptionskammer ortsfest angeordnet ist, in der Absorptionskammer umgekehrt. Durch den von der Prallplatte umgekehrten Schneidstrahl wird eine gegensinnig zum eintretenden Schneidstrahl gerichtete Wasserströmung in der Absorptionskammer erzeugt. Mit der zum Werkstück hin gerichteten Wasserströmung wird das Schneidwasser des Schneidstrahls in einem Bereich um die Austrittstelle des Schneidstrahls aus dem Werkstück gegen das Werkstück gespült. Dabei wird ein Wasserkontakt zwischen dem abgebremsten Schneidwasser der Absorptionskammer und dem Werkstück an der Austrittsstelle des Schneidstrahles an dem Werkstück hergestellt, wobei durch den Wasserkontakt die Entstehung und Ausbreitung von Schallwellen beim Austreten des Schneidstrahls aus dem Werkstück und/oder beim Eintreten des Schneidstrahls in die Absorptionskammer reduziert wird. Das durch den Schneidstrahl der Absorptionskammer zugeführte Schneidwasser wird an einem umlaufenden Überlauf der Absorptionskammer über eine die Absorptionskammer umschließende Kühlwasserkammer einem Kühlwasserkreislauf zugleitet. Durch die Kühlwasserkammer wird die Absorptionskammer gekühlt. Das Energievernichtungsgefäß wird an der Wasserstrahlbearbeitungsanlage beweglich geführt, wobei die Positionen des Schneidstrahles und des Energievernichtungsgefäßes miteinander gekoppelt werden, wodurch das Energievernichtungsgefäß synchron mit dem Schneidstrahl bewegt wird.
  • Zusammenfassend weist die erfindungsgemäße Fangeinrichtung gegenüber bekannten Fangeinrichtungen eine Vielzahl von Vorteilen auf. Dies sind zum Beispiel:
    • • Wegfall des großen Wasserbeckens
    • • geringe Wasserverdunstung im Raum
    • • keine wärmebedingte Plattenausdehnung
    • • geringe Lärmbelästigung, da Wasserkontakt am Schneidobjekt durch Quelltopffunktion des Catchers
    • • erhöhter Feststoffanteil in der Catcher-Röhre und damit höhere Bremswirkung
    • • Gewichtsersparnis
    • • Möglichkeit der externen Kühlung
    • • automatischer Abtransport der Abrasivstoffe und der Werkstoffschneidrückstände
    • • keine Absetzung des Abrasivs im Becken
    • • leichteres Be- und Entladen mit Werkstücken, da kein Wasserbecken stört
    • • geringere Bauhöhe der Maschine durch die reduzierte Bauhöhe des Catchers
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den Ansprüchen und der beigefügten Zeichnung. Die einzelnen Merkmale können für sich allein oder zu mehreren bei unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht sein. Es zeigen:
  • 1 ein Energievernichtungsgefäß mit einer topfförmigen Absorptionskammer in schematischer Darstellung; und
  • 2 ein Energievernichtungsgefäß mit flaschenartiger Absorptionskammer in schematischer Darstellung.
  • Die 1 und 2 zeigen eine Fangeinrichtung zum Auffangen des Schneidstrahls 1 einer in der Zeichnung nicht dargestellten Wasserstrahlbearbeitungsmaschine nach einem zu bearbeitenden Werkstück 2, mit einem Energievernichtungsgefäß 3, das im Bereich einer Austrittsstelle 4 aus dem Werkstück 2 unterhalb des Werkstücks 2 angeordnet ist. Das Energievernichtungsgefäß 3 weist eine im Wesentlichen zylindrisch ausgebildete Absorptionskammer 5 auf, die koaxial von einer Kühlwasserkammer 6 umschlossen ist. Die Kühlwasserkammer 6 ist topfförmig ausgebildet und mit Dichtelementen 7 an ihrer ringförmigen Stirnfläche 8 dichtend an dem Werkstück 2 in Anlage.
  • Die Kühlwasserkammer 6 ist mit Kühlwasser 11 gefüllt. Sie liegt in einem Kühlwasserkreislauf, der ein Absetz-/Filterbecken 9 sowie einen luftgekühlten Kühler 10 umfasst. Zur Kreislaufführung ist eine Ringleitung 12 vorgesehen, die von einem trichterförmigen Boden 13 der Kühlwasserkammer 6 ausgeht und an dem gegenüberliegenden Ende 14 in die Kühlwasserkammer 6 mündet. Über dem Werkstück 2 ist eine Austrittsdüse 14 für den Schneidstrahl 1 angeordnet, die eine die Austrittdüse 14 übergreifenden Dichtglocke 15 aufweist. Die Dichtglocke 15 ist topfförmig ausgebildet und zum Werkstück 2 hin offen. Sie ist mittels Dichtelementen 16 zur Oberseite 17 des Werkstücks 2 abgedichtet, so dass an der Oberseite 17 des Werkstücks 2 kaum Spritzwasser beim Schneiden des Werkstückes 2 austreten kann.
  • Das Werkstück 2 liegt dabei auf Auflageflächen 18, 19 einer Auflagevorrichtung 20 auf, die einen Maschinenrahmen 31 aufweist, zwischen dem sich die Auflageflächen 18, 19 befinden. Die Auflageflächen 18, 19 sind horizontal voneinander beabstandet und bestimmen einen Spalt 21, an dem die Austrittsdüse 14 für den Schneidstrahl 1 und das Energievernichtungsgefäß 3 angeordnet sind, wobei das Energievernichtungsgefäß 3 und die Austrittsdüse 14 miteinander gekoppelt und beweglich zum Maschinenrahmen 31 geführt sind. Das Werkstück 2 wird im Bereich des Spaltes 21 mit dem Schneidstrahl 1 bearbeitet, wobei die Austrittsdüse 14 und das Energievernichtungsgefäß 3 in Verlängerung zueinander angeordnet sind und sich entlang des Spaltes 21 synchron bewegen.
  • Die Auflageflächen 18, 19 sind Teil eines Gliederbandes 22, das über Umlenkrollen 23 geführt ist und dessen Enden an dem Maschinenrahmen 31 befestigt sind. Die Umlenkrollen 22 sind mechanisch miteinander verbunden und können gemeinsam bezüglich dem Maschinenrahmen 31 quer zum Spalt 21 hin und her bewegt werden. Durch die Bewegung verschiebt sich der Spalt 21 in Bewegungsrichtung der Umlenkrollen 23. Dabei wird das Werkstück 2, das auf den Auflageflächen 18, 19 des Gliederbandes 22 aufliegt, in seiner Lage zum Spalt 21 synchron mit der entsprechenden Bewegung der Austrittsdüse 14 und dem Energievernichtungsgefäß 3 verändert, was die Bearbeitung des Werkstücks 2 quer zum Spalt 21 ermöglicht.
  • Die Absorptionskammer 5 zur Vernichtung der Restenergie des Schneidstrahls 1 ist in 1 topfförmig und in 2 flaschenförmig ausgebildet. Eine Eintrittsöffnung 24 für den Schneidstrahl 1, an dem dem Werkstück 2 zugeordneten Ende der Absorptionskammer 5, ist nach oben zum Werkstück 2 ausgerichtet. In Verlängerung des Schneidstrahls 1 ist an einem Boden 25 der Absorptionskammer 5 eine für den Schneidstrahl 1 resistente Prallplatte 26 ortsfest befestigt. Diese kehrt die Strahlrichtung des Schneidstrahls 1 um 180° um. Damit wird eine in Richtung zur Eintrittsöffnung 24 und gegensinnig zum eintretenden Schneidstrahl 1 gerichtete Wasserströmung erzeugt, die einen Wasserkontakt des Schneidwassers 27 in der Absorptionskammer 5 mit einer Unterseite 28 des Werkstückes 2 bewirkt. Das überschüssige Schneidwasser 27 wird an einem Überlauf 29 von der Absorptionskammer 5 in die Kühlwasserkammer 6 abgeleitet.
  • Bei der flaschenförmigen Absorptionskammer 5 des Energievernichtungsgefäßes 3 aus 2 ist die Eintrittsöffnung 24 gegenüber dem Kammerdurchmesser reduziert. Die Verjüngung 30 am oberen Ende der Absorptionskammer 5 wirkt als Düse für das in Richtung der Eintrittsöffnung 24 rückströmende abgebremste Schneidwasser 27 und erhöht dessen Energie beim Durchtritt durch die Eintrittsöffnung 24. Damit wird ein besserer Wasserkontakt zu dem Werkstück 2 hergestellt, was wiederum eine Verbesserung der Lärmreduktion bewirkt.

Claims (13)

  1. Bewegliche Fangeinrichtung (Catcher) zum Auffangen des Schneidstrahls (1) von Wasserstrahlbearbeitungsanlagen nach einem zu bearbeitenden Werkstück (2), mit einem Energievernichtungsgefäß (3), das im Bereich der Austrittsstelle (4) des Schneidstrahls (1) aus dem Werkstück (2) zur Absorption der Restenergie des Schneidstrahls (1) eine wassergefüllte Absorptionskammer (5) mit einer Eintrittsöffnung (24) für den Schneidstrahl (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Eintrittsöffnung (24) gegenüberliegend in der Absorptionskammer (5) ortsfest eine gegenüber dem Schneidstrahl (1) resistente Prallplatte (26) zur Umkehrung der Strahlrichtung des Schneidstrahls (1) angeordnet ist.
  2. Fangeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Energievernichtungsgefäß (3) eine in einem Kühlwasserkreislauf liegende Kühlwasserkammer (6) aufweist, die die Absorptionskammer (5) umschließt.
  3. Fangeinrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorptionskammer (5) einen umlaufenden Überlauf (29) zur Kühlwasserkammer (6) an der dem Werkstück (2) zugewandten Stirnseite aufweist.
  4. Fangeinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Bearbeiten des Werkstückes (2) ein Wasserkontakt zwischen dem abgebremsten Schneidwasser (27) der Absorptionskammer (5) und dem Werkstück (2) an der Austrittsstelle (4) des Schneidstrahls (1) aus dem Werkstück (2) gegeben ist.
  5. Fangeinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Energievernichtungsgefäß (3) eine längliche zylindrische Form aufweist, wobei die Absorptionskammer (5) und/oder die Kühlwasserkammer (6) von koaxialen Rohrwänden begrenzt ist und die Achse des Energievernichtungsgefäßes (3) zumindest annähernd mit dem Schneidstrahl (1) zusammenfällt.
  6. Fangeinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallplatte (26) als Hochleistungskeramik, insbesondere aus Siliciumnitrid, hergestellt ist.
  7. Fangeinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass des Energievernichtungsgefäß (3) an der Wasserstrahlbearbeitungsanlage beweglich geführt ist, wobei die Positionen des Schneidstrahls (1) und des Energievernichtungsgefäßes (3) miteinander gekoppelt sind.
  8. Verfahren zum Auffangen des Schneidstrahls (1) einer Wasserstrahlbearbeitungsmaschine nach einem zu bearbeitenden Werkstück (2), mit einer Fangeinrichtung (Catcher), die ein Energievernichtungsgefäß (3) mit einer wassergefüllten Absorptionskammer (5) im Bereich der Austrittsstelle (4) des Schneidstrahls (1) aus dem Werkstück (2) zur Absorption der Restenergie des Schneidstrahls (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlrichtung des Schneidstrahls (1) mittels einer gegenüber dem Schneidstrahl (1) resistenten Prallplatte (26), die einer Eintrittsöffnung (24) der Absorptionskammer (5) für den Schneidstrahl (1) gegenüberliegend in der Absorptionskammer (5) ortsfest angeordnet ist, in der Absorptionskammer (5) umgekehrt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass durch den von der Prallplatte (26) umgekehrten Schneidstrahl (1) eine gegensinnig zum eintretenden Schneidstrahl (1) gerichtete Wasserströmung in der Absorptionskammer (5) erzeugt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass durch die zum Werkstück (2) hin gerichtete Wasserströmung ein Wasserkontakt zwischen dem abgebremsten Schneidwasser (27) der Absorptionskammer (5) und dem Werkstück (2) an der Austrittsstelle (4) des Schneidstrahls (1) aus dem Werkstück (2) hergestellt wird.
  11. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das durch den Schneidstrahl (1) der Absorptionskammer (5) zugeführte Schneidwasser (27) an einem umlaufenden Überlauf (29) über eine die Absorptionskammer (5) umschließende Kühlwasserkammer (6) einem Kühlwasserkreislauf zugeleitet wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorptionskammer (5) durch die Kühlwasserkammer (6) gekühlt wird.
  13. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Energievernichtungsgefäß (3) an der Wasserstrahlbearbeitungsanlage beweglich geführt wird, wobei die Position des Schneidstrahls (1) und des Energievernichtungsgefäßes (3) miteinander gekoppelt werden, so dass das Energievernichtungsgefäß (3) synchron mit dem Schneidstrahl (1) bewegt wird.
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