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Die Erfindung bezieht sich auf ein Wandprofil einer Laserschutzeinrichtung.
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Die
EP 2 153 931 B1 offenbart eine Vorrichtung zum Schutz vor Laserstrahlung mit wenigstens einer Schutzwand aus Metall, Kunststoff oder einem Faserverbundwerkstoff, wobei auf der Schutzwand flächig eine aus Textil, Folie, Schaum und/oder Papier bestehende Lage vorgesehen ist. Diese Lage eignet sich besonders gut, um diese flächig auf die Schutzwand aufzubringen und an oder in dieser zu befestigen. Demzufolge ist es erforderlich, zusätzlich zu der Lage eine Schutzwand vorzusehen, wobei die Lage in erster Linie als Träger eines metallischen Leiters zum Detektieren einer Verformung der Schutzwand, die einen sandwichartigen Aufbau aufweist, dient. Demnach ist es auch zwingend erforderlich, die Schutzwand formstabil auszubilden. Im Weiteren ist es fraglich, welche Textilien, Folien, Schäume und/oder Papiere einer Laserstrahlung derart standhalten, dass sie im Zusammenhang mit einer Schutzwand auf deren der Laserstrahlung ausgesetzten Oberfläche verwendet werden können.
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Darüber hinaus sind aus der Praxis Einhausungen zum Schutz vor Laserstrahlung, insbesondere beim Laserschweißen, bekannt, die Schutzwände aus Metallblechen aufweisen, wobei jede Schutzwand in der Regel mehrere parallel und beabstandet zueinander angeordnete Metallbleche umfasst, die insgesamt eine relativ große Wandstärke aufweisen. Als Metalle finden bevorzugt Aluminiumlegierungen oder Stähle, insbesondere Chrom-Nickel-Stähle, Verwendung.
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Ferner offenbart die
DE 41 13 668 A1 eine Laserschutzvorrichtung in Form eines flächigen Raumteilers. Zur Erzielung einer Schutzwirkung sind mehrere Lagen eines Carbonfaser-Vlieses vorgesehen, zwischen denen Aluminiumfolie angeordnet ist, wobei Decklagen aus einem nichtbrennbaren Gewebe vorgesehen und alle Lagen längs der Außenränder miteinander verbunden sind.
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Des Weiteren beschreibt die
DE 198 55 793 A1 eine Laserschutzwand, die mindestens eine metallische Blechwandung umfasst, wobei die Blechwandung aus einem eloxierten oder chromatierten Leichtmetall besteht.
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Aus der
DE 10 2018 115 387 A1 ist eine Vorrichtung zum Schutz vor Laserstrahlung bekannt, die mindestens eine Schutzwandung umfasst, die zur Bildung ihrer Wandungsfläche aus mehreren unmittelbar aufeinanderliegenden Kohlefasermatten besteht, wobei die Kohlefasermatten miteinander verbunden und randseitig an zumindest zwei gegenüberliegenden Seiten mittels Keder gefasst sind. In einer alternativen Ausgestaltung besteht die Schutzwandung zur Bildung ihrer Wandungsfläche aus mehreren randseitig gefassten Kohlefasermatten, zwischen denen jeweils eine Schicht Ruß vorhanden ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wandprofil der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei einer relativ hohen mechanischen Stabilität einer verhältnismäßig leistungsstarken Laserstrahlung zur Vermeidung von Unfällen, insbesondere beim automatisierten Laserschweißen mittels Schweißrobotern, standhält.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung dar.
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Ein Wandprofil einer Laserschutzeinrichtung umfasst mindesten eine Hohlkammer, die mit Kohlefaser, Asche, Kohle und/oder Ruß gefüllt ist.
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Alternativ umfasst ein Wandprofil einer Laserschutzeinrichtung mindestens eine Trägerplatte, auf der Kohlefaser festgelegt ist, wobei die Trägerplatte in eine Hohlkammer des Wandprofils eingeschoben oder als eine Wandplatte ausgebildet ist.
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Die Füllstoffe Kohlefaser, Asche, Kohle und/oder Ruß sind nicht oder schlecht brennbar und weisen aufgrund ihrer relativ hohen Verdampfungstemperatur unter der Einwirkung eines Lasers, wie er beispielsweise beim Schweißen Verwendung findet, auch nach dem Versagen des Wandprofils, das beispielsweise in üblicher Weise mindestens ein Metallblech umfasst, noch eine verhältnismäßig große Standzeit auf, so dass auch dann noch eine Schutzwirkung besteht, nachdem das Wandprofil bereits partiell durch die Einwirkung des Laserstrahls aufgeschmolzen ist. Bei der Asche handelt es sich um Oxydationsrückstände kohlenstoffhaltiger oder kohlenstofffreier organischer oder anorganischer Werkstoffe.
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Das Wandprofil kann aus beliebigen Profilelementen oder Trägerplatten gefertigt sein, insbesondere kann es sich um stranggepresstes Profil handeln, das in Wesentlichen zwei parallel und beabstandet zueinander angeordnete Wanddeckplatten umfasst, die beispielsweise durch Distanzelemente zueinander beabstandet sind. Um die Füllung, also die mit Kohlefaser, Asche, Kohle und/oder den Ruß, zwischen den Deckplatten zu halten und ein Herausrieseln oder Herausfallen oder dergleichen zu verhindern, kann das Wandprofil umfangsseitig geschlossen sein. Beispielsweise können auch innerhalb der Deckplatten mittels Trennstegen Hohlkammern geschaffen werden, die mit Kohlefaser, beispielsweise in Form einzelner Filamente, die insbesondere mittels eines Schlichtebindemittels miteinander verbunden sind, Asche, Kohle und/oder Ruß zu befüllen sind. Hierbei können die vorgenannten Füllstoffe auch durch ein in dem Wandprofil zwischen den Deckplatten gebildetes Labyrinth eingefüllt werden.
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Selbstverständlich können die Füllstoffe beispielsweise auch in einer verpressten und/oder gebundenen Form vorliegen und zwischen den Deckplatten beispielsweise kraftschlüssig gehalten sein. Insbesondere die Kohle kann als Pellet oder Tablette oder in Plattenform gepresst sein.
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In Ausgestaltung liegen die Kohlefasern, die Asche, Kohle und/oder der Ruß als Schüttung in der Hohlkammer vor.
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Alternativ ist Kohlefaser auf der Trägerplatte festgelegt. Die Trägerplatte kann mit den Kohlefaserplatten oder -abschnitten oder der Kohle verbunden und in den Hohlraum eines Wandprofils eingeschoben werden oder selbst eine Wandplatte bilden. Beispielsweise kann auf die Kohlefaserschicht auch eine weitere Platte aufgelegt und mit der Trägerplatte verbunden werden.
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Vorzugsweise liegt die Kohlefaser in einem Gewebe oder Gewirke oder mittels eines Schlichtebindemittels gebunden oder als Mahlgut vor und Abschnitte bilden das Schüttgut sind oder auf der Trägerplatte aufgeklebt. Zum Aufkleben auf die Trägerplatte können die Abschnitte oder Granulat oder dergleichen lose auf die mit Klebstoff beschichtete Trägerplatte geschüttet werden. Überschüssige Kohlefaserabschnitte werden entfernt. Sonach liegt zwischen den verklebten Kohlefaserabschnitten Luft vor, die eine isolierende Wirkung entfaltet. Alternativ können die aufgeschütteten Kohlefaserabschnitte auch auf die Trägerplatte gepresst werden, so dass die Abschnitte verdichtet zusammen kleben.
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In Ausgestaltung ist die Kohle als Aktivkohle ausgebildet und in Form von Granulat oder Presslingen vorliegt und liegt als Schüttgut in den Hohlkammern vor oder ist auf die Trägerplatte aufgeklebt ist. Bei den Presslingen kann es sich um Pellets, Tabletten oder Platten handeln.
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Nach einer Weiterbildung ist die Hohlkammer zwischen zwei Deckplatten, die durch Stege zueinander beabstandet sind, gebildet. Insgesamt kann das derart gestaltete Wandprofil in einem Strangguss- bzw. Strangpressverfahren gefertigt werden, Mehrere solcher Wandprofile werden miteinander verbunden und bilden eine Wand einer sogenannten Einhausung für eine Laserschweißanlage bzw. einen Laserschweißroboter.
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Zur Fertigung einer Wand mit einer verhältnismäßig großen Wandstärke bzw. Dicke mit einer relativ großen Schutzwirkung sind mehrere Wandprofile mit Ihren Deckplatten unmittelbar übereinander angeordnet.
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Selbstverständlich kann zur Bereitstellung mehrerer Kammern in Dickenrichtung des Wandprofils parallel zu den beiden Deckplatten mindestens eine Zwischenplatte angeordnet sein. Bei der Zwischenplatte kann es sich auch um die Trägerplatte mit aufgeklebten Kohlefaserabschnitten handeln.
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Um eine verhältnismäßig hohe Stabilität mit einem relativ geringen Gewicht zu erzielen, sind die Deckplatten und/oder die Stege und/oder die Trägerplatte aus Aluminium ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich sind die Deckplatten oder die Trägerplatte aus einem Kohlefasergewebe gebildet oder umfassen ein Kohlefasergewebe oder sind mit einer Kohlefaser beschichtet.
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Selbstverständlich kann aus dem zuvor erläuterten Wandprofil auch ein bewegbares Türelement gefertigt werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigt:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines Wandprofils nach der Erfindung,
- 2 eine Vorderansicht des Wandprofils nach 1,
- 3 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie III-III nach 2,
- 4 eine perspektivische Darstellung eines alternativen Wand profils,
- 5 eine Teildarstellung einer Vorderansicht des Wandprofils nach 4,
- 6 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie VI-VI nach 5 und eine
- 7 schematische Seitenansicht einer Trägerplatte.
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Das Wandprofil 1 ist als ein Hohlkammerprofil 2 ausgebildet, das zwei parallel zueinander ausgerichtete Deckplatten 3 umfasst, die durch Stege 4 zueinander beabstandet sind. Derart ist zumindest eine Hohlkammer 5 gebildet, die mit Kohlefasern, Asche, Kohle bzw. Aktivkohle und/oder Ruß befüllt sind, um die Schutzwirkung des Wandprofils 1 insbesondere bei einem unbeabsichtigten Beschuss mittels eines zum Schweißen geeigneten Laserstrahls und damit die Arbeitssicherhit zu erhöhen. Die Kohlefasern, Asche, Aktivkohle und/oder der Ruß können in einer gebundenen oder ungebundenen Form, also insbesondere als Schüttgut, in der Hohlkammer 5 vorliegen.
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Kohlefaser, die auch als Carbonfaser bezeichnet wird, wird beispielsweise in Form von Gewirke oder Gewebe verbunden oder kommt als mittels eines Schlichtebindemittels gebundener Einzelfilamente oder als Mahlgut oder Granulat zum Einsatz und Abschnitte 6, die auch als Schnipsel bezeichnet werden, in die Hohlkammer gefüllt. Bei den Abschnitten 6 kann es sich auch um Reststücke von Kohlefasermatten oder dergleichen handeln.
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Eine bevorzugte Carbonfaser weist bei eine Dichte von ca. 1,8 g/cm3 und einen Durchmesser von ca. 0,007 mm auf. Die Schüttdichte beträgt etwa 300 bis 500 g/dm3. Die Kohlefasern sind mittels eines geeigneten Schlichtebindemittels miteinander verbunden und bilden derart die Abschnitte 6. Im Zusammenhang mit der Erfindung verwendete Kohlefasern werden beispielsweise unter der Marke „SI-GRAFIL“ von SGL Carbon SE, Wiesbaden, Deutschland, hergestellt und vertrieben.
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Die Hohlkammern 5 können durch zwischen den Stegen 4 verlaufenden Querstegen, die hier nicht dargestellt sind, oder durch stirnseitig die Wandprofile 1 begrenzende Abschlusselemente 8 begrenzt bzw. verschlossen sein.
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Es ist selbstverständlich auch möglich, in die Hohlkammern 5 einen Klebstoff bzw. ein Matrixmaterial zu füllen, das die Abschnitte 6 der Kohlefasern miteinander und mit den Deckplatten 3 und/oder den Stegen 4 verbindet und derart ein Herausfallen der Abschnitte 6 der Kohlefasern aus den Hohlkammern 5 verhindert.
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In gleicher Weisen können insbesondere Abschnitte 6 der miteinander verbundenen Kohlefasern mittels eines Klebstoffs bzw. Matrixmaterials auf einer Trägerplatte 7 angeordnet werden, wobei der Klebstoff bzw. das Matrixmaterial, das eine Verbindung der Abschnitte 6 mit der Trägerplatte 7 schafft, so dass zwischen den Abschnitten 6 Luft vorliegt, die eine isolierende Wirkung entfaltet. Es ist auch möglich, die Abschnitte 6 auf der Trägerplatte 7 in den Klebstoff bzw. das Matrixmaterial einzubetten.
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Die Trägerplatte 7 kann aus einem Metallblech oder einem sonstigen Material gefertigt sei und entweder unmittelbarer Bestandteil einer Wand einer Laserkabine bzw. Laserschutzkabine sein, ebenso das Wandelement, oder die Trägerplatte 7 ist mit den darauf angeordneten Abschnitten 6 der gebundenen Kohlefasern in die Kohlkammer 5 zwischen den Deckplatten 3 und den Stegen 4 eingeschoben.
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Selbstverständlich ist es zur Gestaltung einer relativ dicken Wand beispielsweise einer Einhausung für einen Laserschweißroboter möglich, einen relativ großen Abstand zwischen zwei Deckplatten 4 durch eine entsprechende Dimensionierung der Stege 3 zu schaffen und in die Hohlräume die Abschnitte 6 der Kohlefaser einzufüllen, eine Art Sandwichkonstruktion mit mehreren übereinander angeordneten und mit Abschnitten 6 der Kohlefaser verbundenen Trägerplatten 7 bereitzustellen oder mehrere Wandprofile 1 derart miteinander zu verbinden, dass zwei benachbarte Deckplatten 4 unmittelbar aufeinander liegen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wandprofil
- 2
- Hohlkammerprofil
- 3
- Deckplatte
- 4
- Steg
- 5
- Hohlkammer
- 6
- Abschnitt
- 7
- Trägerplatte
- 8
- Abschlusselement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2153931 B1 [0002]
- DE 4113668 A1 [0004]
- DE 19855793 A1 [0005]
- DE 102018115387 A1 [0006]
