DE29906139U1 - Strahlenschutzbalg für Laserstrahlbearbeitungsmaschinen - Google Patents

Strahlenschutzbalg für Laserstrahlbearbeitungsmaschinen

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/12Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
    • B23K26/127Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an enclosure
    • B23K26/128Laser beam path enclosures

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Description

* · · · · · ···· * ··· ·»» PATENTANWÄLTE " * **' ··'gADDERBAUMER STRASSE 20
DIPL.- ING. BODO THIELKING
DIPL.- ING. OTTO ELBERTZHAGEN telefax: (0521) 178725
POSTGIROKONTO HANNOVER (BLZ 25010030) 3091 93-302
ANWALTSAKTE: 18
Datum: 09.04.1999 / r
Anmelder: Möller Werke GmbH,
Auf dem Kupferhammer, 3364 9 Bielefeld
Strahlenschutzbalg für Laserstrahlbearbeitungsmaschinen
Die Erfindung betrifft einen Strahlenschutzbalg nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei bekannten Laserstrahlschneidmaschinen ist der Schneidkopf über zwei Achsen verfahrbar. Der stationär erzeugte Laserstrahl wird über entsprechende Laseroptikeinrichtungen in den verfahrbaren Schneidkopf geführt. Die einzelnen Strahlengänge müssen also mit längenveränderlichen Abdekkungen umschlossen werden. Hierzu werden umlaufend geschlossene Faltenschutzbälge eingesetzt.
Der Schneidstrahl wird insbesondere bei reflektierenden zu schneidenden Materialien, wie beispielsweise Aluminium, beim Schneidvorgang in den Strahlenschutzbalg reflektiert. Bei der Reflexion kann die Streuung so groß werden, daß bei entsprechender Länge des Faltenbalgs dieser an seiner Innenkontur, welche entweder durch die Innenfalten und/oder durch Stützrahmen bestimmt wird, von reflektierenden Strahlen getroffen wird.
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Hierdurch kann das Faltenbalgmaterial abgetragen werden. Der Strahlenschutzbalg kann dadurch zerstört werden und die beim partiellen Verbrennungsprozeß entstehenden Produkte können die Schneidleistung- und qualität bis zum Abbruch des Prozesses stören.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Strahlenschutzbalg der als bekannt vorausgesetzten Art so auszubilden, daß er gegen eine Beaufschlagung durch Laserstrahlen, insbesondere durch den reflektierenden Schneidstrahl, geschützt ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1.
Das Vorsehen von Blendrahmen, deren Blendöffnung gegenüber der Innenkontur des Balgmaterials und gegebenenfalls den Innenkanten der Stützrahmen in Richtung auf das Zentrum vorsteht, führt zu einer Abschirmung des Strahlenschutzbalgs gegen Streustrahlung. Als besonders wirksam haben sich Blendrahmen aus Metall erwiesen.
Vorzugsweise sind die Blehdöffnungen kreisrund ausgebildet.
Bevorzugte weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen beschrieben.
Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen:
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Figur 1 - eine schematische perspektivische Ansicht der Laserstrahlführung und Schutzbalganordnung an einer Laserstrahlschneidmaschine,
Figur 2 - einen schematischen vertikalen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Faltenschutzbalg,
Figur 3 - eine perspektivische Teilansicht eines erfindungsgemäßen Faltenschutzbalgs,
Figur 4 - eine Ansicht einer Ausführungsform mit Stützrahmen und angenietetem Blendrahmen,
Figur 5 - eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Blendrahmens mit Stützrahmen,
Figur 6 - eine zu Figuren 4 und 5 analoge Darstellung einer dritten Ausführungsform,
Figur 7 - einen in Längsrichtung des Strahlenschutzbalgs geführten Teilschnitt durch einen Stützrahmen, der in die Faltenspitze des Balgmaterials eingesetzt ist und an dem ein Blendrahmen befestigt ist,
Figur 8 - eine perspektivische Teildarstellung, welche eine weitere Verbindung zwischen einem Blendrahmen und einem Stützrahmen zeigt.
Der an einer nicht dargestellten Station erzeugte Laserstrahl 10 gelangt durch einen ersten Strahlenschutzbalg 1 auf eine laseroptische Einrichtung 11, welche den Strahl zu einer zweiten laseroptischen Einrichtung 12 umlenkt. Der Laserstrahl tritt dann als Schneidstrahl aus dem Schneidkopf aus. Der Schneidkopf ist in Richtung zweier zu einander senkrechter Achsen verfahrbar, die als Doppfeipfeile angedeutet sind.
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Der Aufbau eines Teilstücks des Strahlenschutzbalgs ist u. a. aus Figur 2 ersichtlich. Das gefaltete Balgmaterial la besitzt Außenfalten If und Innenfalten Ic. Bei der dargestellten Ausführungsform sind in die Außenfalten abwechselnd jeweils zwei Stützrahmen Ib und ein Blendrahmen 2 eingesetzt. Es sind aber auch Ausführungen möglich, bei denen die schon bei bekannten Strahlenschutzbälgen vorhandenen Stützrahmen Ib vollständig fehlen können, wie dies auch schon bei Strahlenschutzbälgen bekannt ist.
Die Innenkontur des Strahlenschutzbalgs 1 wird begrenzt bzw. gebildet durch die am weitesten ins Zentrum vorspringenden Bereiche der Innenfalten Ic des Balgmaterials bzw. durch die Innenkanten Id der Stützrahmen Ib. Es ist möglich, daß die Innenkanten Id mit den Innenfalten Ic des Balgmaterials fluchten. In diesem Fall bilden die Verbindungsebenen, welche sowohl die Innenkanten Id als auch die Innenfalten Ic enthalten, die Innenkontur des Faltenschutzbalgs 1.
Wesentlich ist es, daß neben den fakultativ vorzusehenden Stützrahmen Ib in jedem Fall Blendrahmen 2 mit einer zentralen Blendenöffnung 2a vorgesehen sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Blendenöffnung 2a kreisrund ausgebildet. Die Blendenöffnung 2a ragt gegenüber der in der beschriebenen Weise gebildeten Innenkontur des Strahlenschutzbalgs in Richtung auf das Zentrum des Strahlenschutzbalgs 1 vor. Dies führt dazu, daß die in Richtung des Pfeils 14 reflektierten Laserstrahlen 13 nicht mehr an die Innenkontur des Strahlenschutzbalgs gelangen.
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Die Befestigung der bevorzugt aus Metallblech bestehenden Blendrahmen an dem Balgmaterial kann in unterschiedlicher Weise erfolgen:
Grundsätzlich ist es möglich, die Blendrahmen 2 in der Weise mit der Innenwand der Außenfaltenspitzen zu verbinden, daß ein direkter Kontakt zwischen den äußeren ümfangskanten des Blendrahmens und dem Balgmaterial la erfolgt. Dabei ist es möglich, die Außenkanten der Blendrahmen mit Kunststoff oder Klebstoff zu umkleiden und die Verbindung über die Kunststoff- bzw. Klebstoffbereiche vorzunehmen.
Es ist aber auch möglich, den Außendurchmesser der Blendrahmen kleiner zu gestalten als die Innendurchmesser der Außenfalten und die Blendrahmen an Stützrahmen Ib zu befestigen.
Figur 4 zeigt eine entsprechende Verbindung zwischen einem Stützrahmen Ib und dem Blendrahmen 4. Der Blendrahmen 4 ist über Verbindungselemente 4a, beispielsweise Nieten, mit dem Stützrahmen Ib fest verbunden. Die Verbindung zwischen den Stützrahmen ld und damit zusammengefügten Blendrahmen kann auch auf andere Weise erfolgen, beispielsweise durch Verkleben oder Verschweißen. So zeigt Figur 7 im Schnitt eine Verbindung, bei der der Stützrahmen Ib thermoplastisch verformt ist und mit einem thermoplastisch verformten Bereich Ie eine Befestigungbohrung des Blendrahmens 4 durchsetzt.
Figur 8 zeigt eine Lösung mit einem Blendrahmen 7, der in der Weise mit dem Stützrahmen Ib verbunden ist, daß an min-
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destens zwei einander gegenüberliegenden Seiten quer zur Ebene des Blendrahmens 7 ausgestellte Klemmlaschenbereiche 7a den Innenrand des Stützrahmens Ib übergreifen.
Die Ausführungsform gemäß Figur 5 zeigt eine Lösung, bei der der Blendrahmen 5 außerhalb der Blendöffnung 2a zusätzlich durch ringsum geschlossene Durchbrüche 5a unterbrochen ist. Diese Durchbrüche, welche mit entsprechenden, dahinterliegenden Durchbrüchen der benachbarten Strahlenschutzbereiche fluchten, dienen dazu, eine Längsbelüftung des Strahlenschutzbalgs vornehmen zu können.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 6 sind ebenfalls Durchbrüche 6a vorgesehen. Diese Durchbrüche 6a sind als bis in die Umfangskanten am Außenrand des Blendrahmens 6 sich erstreckende Ausnehmungen ausgebildet.

Claims (21)

1. Strahlenschutzbalg für Laserstrahlbearbeitungsmaschinen, insbesondere Laserstrahlschneidmaschinen, mit einem umlaufend geschlossenen, gefalteten Balgmaterial (la) und gegebenenfalls Stützrahmen (Ib), die in die Außenfalten des Balgmaterials (la) eingesetzt sind, wobei die Innenfalten (Ic) des Balgmaterials (la) und gegebenenfalls die Innenkanten (Id) der Stützrahmen (Ib) die Innenkontur des Strahlenschutzbalgs bilden,
dadurch gekennzeichnet,
daß in den Strahlenschutzbalg quer zu dessen. Längsachse angeordnete Blendrahmen (2; 4; 5; 6; 7) eingesetzt sind, die eine Blendenöffnung (2a) aufweisen, deren Kontur gegenüber der Innenkontur in Richtung auf das Zentrum des Strahlenschutzbalgs vorsteht.
2. Strahlenschutzbalg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Blendrahmen (2; 4; 5; 6; 7) aus Metall bestehen.
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3. Strahlenschutzbalg nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenöffnungen (2a) kreisrund ausgebildet sind.
4. Strahlenschutzbalg nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Blendrahmen in Richtung der Längsachse des Strahlenschutzbalgs in vorgegebenen Abständen angeordnet sind.
5. Strahlenschutzbalg nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebenen Abstände gleich sind.
6. Strahlenschutzbalg nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebenen Abstände unterschiedlich sind.
7. Strahlenschutzbalg nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Blendrahmen (2) aus gut wärmeleitfähigem Metall bestehen.
8. Strahlenschutzbalg nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendrahmen (2; 4; 5/ 6; 7) aus Aluminium bestehen.
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9. Strahlenschutzbalg nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendrahmen (2; 4; 5; 6; 7) aus matt schwarz eloxiertem Aluminium bestehen.
10. Strahlenschutzbalg nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Blendrahmen (4; 5; 6; 7) in Stützrahmen (Ib) eingesetzt und fest mit diesen verbunden sind.
11. Strahlenschutzbalg nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendrahmen (4) mit den Stützrahmen (Ib) vernietet sind.
12. Strahlenschutzbalg nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Blendrahmen (4) mit den Stützrahmen (Ib) über thermoplastisch verformte Bereiche (Ie) verbunden sind.
13. Strahlenschutzbalg nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Blendrahmen (4) mit den Stützrahmen (Ib) verklebt sind.
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14. Strahlenschutzbalg nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Blendrahmen (7) mit den Stützrahmen (Ib) über ausgestellte, den Innenrand der Stützrahmen (Ib) übergreifende Klemmlaschenbereiche (7a) verbunden sind.
15. Strahlenschutzbalg nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Außenkanten der Blendrahmen (2) mit Kunststoff oder Klebstoff umkleidet sind.
16. Strahlenschutzbalg nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Blendrahmen (2) mit ihren äußeren Umfangskanten in den Spitzen der Außenfalten fixiert sind.
17. Strahlenschutzbalg nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Blendrahmen (5) Durchbrüche (5a; 6a) aufweisen.
18. Strahlenschutzbalg nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die Durchbrüche (5a) ringsum geschlossen sind.
19. Strahlenschutzbalg nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Durchbrüche (6a) als bis in die Umfangskanten am Außenrand der Blendrahmen (6) sich erstreckende Ausnehmungen ausgebildet sind.
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20. Strahlenschutzbalg nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Blendrahmen (6) an ihren äußeren Umfangskanten beabstandete Verbindungsbereiche zum Balgmaterial (la) aufweisen.
21. Strahlenschutzbalg nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Blendrahmen aus Blech in einer Dicke von ca.
0,5 bis 1,0 mm bestehen.
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