DE9215287U1

DE9215287U1 - Head for laser milling and engraving machines for the processing of essentially plate-shaped material

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Publication number: DE9215287U1
Application number: DE9215287U
Authority: DE
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Current assignee: Individual
Priority date: 1992-03-31
Filing date: 1992-03-31
Publication date: 1993-03-04
Anticipated expiration: 2002-04-01

Description

13.715/kw513,715/kw5

Dipl.-Ing. Rolf Wissner, Rudolf-Wissell-Str. 16, 3400 GöttingenDipl.-Ing. Rolf Wissner, Rudolf-Wissell-Str. 16, 3400 Göttingen

Kopf für Laserfräs- und -graviermaschinen für die Bearbeitung von im wesentlichen plattenförmigen! GutHead for laser milling and engraving machines for machining essentially plate-shaped! Good

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kopf für Laserfräs- und -graviermaschinen für die Bearbeitung von im wesentlichen plattenförmigen! Gut, wie Folien, Bahnen, Platten und Blechen aus z. B. Metall, Kunststoff, Filz u. dgl. und deren Kombinationen, mit einem Düsenkörper, der einen meist kegelartigen, axial offenen Hohlraum aufweist und mit einer Halteeinrichtung für eine Linse zum Fokussieren eines Laserstrahlenbündels, wobei an den Hohlraum unterhalb der Linse eine Blasleitung für die Verbindung des Kopfs mit einer Druckluftquelle angeschlossen ist. Der Kopf ist für eineThe invention relates to a head for laser milling and engraving machines for processing essentially plate-shaped materials, such as foils, webs, plates and sheets made of, for example, metal, plastic, felt and the like and combinations thereof, with a nozzle body which has a mostly conical, axially open cavity and with a holding device for a lens for focusing a laser beam, with a blow line for connecting the head to a compressed air source being connected to the cavity below the lens. The head is designed for a

Maschine bestimmt, die mit Hilfe eines Laserstrahls arbeitet. Der Laserstrahl wird mit einer Linse in dem Düsenkörper
fokussiert und auf das plattenförmige Gut gerichtet. Dabei
können die Parameter an der Bearbeitungsmaschine so
eingestellt werden, daß nur die Oberfläche des
plattenförmigen Guts von der Bearbeitung erreicht wird, so
daß eine Lasergraviermaschine entsteht. Wenn der Laserstrahl das plattenförmige Gut durchdringt, also beispielsweise bei entsprechender Relativbewegung zerschneidet bzw. in das Gut einschneidet, entsteht eine Laserfräsmaschine.Machine that works with the help of a laser beam. The laser beam is directed by a lens in the nozzle body
focused and directed at the plate-shaped material.
the parameters on the processing machine can be
be set so that only the surface of the
plate-shaped material is reached by the processing, so
that a laser engraving machine is created. When the laser beam penetrates the plate-shaped material, for example when it cuts or cuts into the material with the corresponding relative movement, a laser milling machine is created.

Ein Kopf für eine Laserfräs- und -graviermaschine mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen ist bekannt. Der Kopf weist einen Düsenkörper auf, der axial durchgehend hohl gestaltet ist, so daß ein sich meist nach unten
kegelartig verengender Hohlraum geschaffen ist, an dessen
oberem Ende die Linse in einer Aufnahmeeinrichtung gelagert ist, so daß der Hohlraum nach oben luftmäßig abgeschlossen
ist. Nach unten ist der Hohlraum offen, so daß der über die Linse fokussierte Laserstrahl an dieser Stelle frei auf das plattenförmige Gut austreten kann. Solche Köpfe werden
zuweilen auch als Schneiddüsen bezeichnet. In dem unterhalb der Linse im Düsenkörper gebildeten und nach oben durch die Linse abgeschlossenen Hohlraum endet eine Blasleitung, die an eine Druckluftquelle anschließbar ist, so daß es im Betrieb möglich ist, auf diese Art und Weise Druckluft in den
Hohlraum zu führen, die dann in gleicher Richtung wie der
Laserstrahl aus dem nach unten offenen Hohlraum austritt.
Diese Druckluft hat die Aufgabe, Dämpfe, die bei der
Bearbeitung des plattenförmigen Guts entstehen, an einem
Aufsteigen in den Hohlraum hinein und an einem Niederschlagen an der dem Hohlraum zugekehrten Oberfläche der Linse zu
verhindern. Die Kondensation derartiger Dämpfe an der
Linsenoberfläche und die dadurch bewirkte Abscheidung würde ohne den Druckluftstrom eintreten und dazu führen, daß dieA head for a laser milling and engraving machine with the features mentioned in the preamble of claim 1 is known. The head has a nozzle body which is axially hollow throughout, so that a nozzle which is usually directed downwards
conical narrowing cavity is created, at whose
the upper end of the lens is mounted in a receiving device so that the cavity is sealed at the top
The cavity is open at the bottom so that the laser beam focused by the lens can freely exit onto the plate-shaped material at this point. Such heads are
sometimes also referred to as cutting nozzles. In the cavity formed below the lens in the nozzle body and closed at the top by the lens, a blow line ends, which can be connected to a compressed air source, so that during operation it is possible to supply compressed air into the
cavity, which then runs in the same direction as the
Laser beam emerges from the downwardly open cavity.
This compressed air has the task of removing fumes that are
Processing of the plate-shaped material, at a
Rising into the cavity and depositing on the surface of the lens facing the cavity.
The condensation of such vapors on the
lens surface and the resulting deposition would occur without the compressed air flow and lead to the

Linse matt oder blind wird, so daß ihre Durchlässigkeit für den Laserstrahl beeinträchtigt wäre.lens becomes dull or blind, so that its permeability to the laser beam is impaired.

Das Ausblasen von Druckluft über den Hohlraum des Düsenkörpers in Richtung auf das plattenförmige Gut ist jedoch insofern nachteilig, als die an der Oberfläche oder am Bearbeitungsspalt des Guts entstehenden Gase bei dem bekannten Kopf zwar von der Linse ferngehalten werden, sich jedoch an der Oberfläche der Platte im benachbarten Bereich zu der Bearbeitungsstelle niederschlagen. Diese Gase führen zu einem Mattiereffekt mit entsprechender Verschmutzung der Oberfläche in dem zur Bearbeitungsstelle benachbarten Bereich. Andererseits bildet sich z. B. bei der Bearbeitung bestimmter Kunststoffe, aber auch bei Metallplatten, oberhalb der Bearbeitungsstelle eine Gaswolke. Bei bestimmten Kunststoffen kann diese Gaswolke Chlor enthalten. Diese Gaswolke bleibt bzw. bildet sich auch beim Aufblasen des Spülluftstrahls des Düsenkörpers mehr oder weniger weit aus und vermindert die nutzbare Leistung des Lasers. Ein verstärktes Aufblasen von Druckluft führt zwar vorteilhaft zu einer Verkleinerung der Gaswolke, erbringt aber andererseits in nachteiliger Weise eine stärkeren Niederschlag auf dem plattenförmigen Gut. Eine Verringerung des Ausblasens von Druckluft läßt andererseits die Gaswolke wachsen, verringert die nutzbare Laserleistung und verringert den Niederschlag auf dem plattenförmigen Gut. Diese beiden gegenläufigen Forderungen bzw. Wirkung sind gleichzeitig nur bedingt zu erfüllen. Weiterhin ist nachteilig, daß das an dem plattenförmigen Gut bei seiner Bearbeitung entstehende Gas in die Umwelt abgeführt wird. Insbesondere beim Schneiden von plattenför:nigem Gut aus Kunststoff kann es beachtlichen Beeinträchtigung und Belästigungen der Bedienungspersonen kommen. Da das Material des plattenförmigen Guts durch die Bearbeitung mit dem Laserstrahl aufgeschmolzen wird, sich also zumindest in Teilbereichen in aufgeschmolzenem Zustand befindet, wirkt sich das Ausblasen von Druckluft aus demBlowing out compressed air through the cavity of the nozzle body in the direction of the plate-shaped material is, however, disadvantageous in that the gases that develop on the surface or at the processing gap of the material are kept away from the lens in the known head, but precipitate on the surface of the plate in the area adjacent to the processing point. These gases lead to a matting effect with corresponding contamination of the surface in the area adjacent to the processing point. On the other hand, when processing certain plastics, but also metal plates, a gas cloud forms above the processing point. With certain plastics, this gas cloud can contain chlorine. This gas cloud remains or forms more or less widely when the jet of flushing air from the nozzle body is blown up and reduces the usable power of the laser. Although an increased blowing of compressed air advantageously leads to a reduction in the size of the gas cloud, it also disadvantageously causes a stronger precipitation on the plate-shaped material. On the other hand, reducing the amount of compressed air blown out causes the gas cloud to grow, reduces the usable laser power and reduces the precipitation on the plate-shaped material. These two opposing requirements or effects can only be met to a limited extent at the same time. Another disadvantage is that the gas produced on the plate-shaped material during its processing is discharged into the environment. In particular, when cutting plate-shaped material made of plastic, considerable impairment and annoyance to the operators can occur. Since the material of the plate-shaped material is melted by the processing with the laser beam, i.e. is in a melted state at least in some areas, blowing out compressed air from the

Hohlraum des Düsenkörpers derart aus, daß zumindest die oberen Randbereiche an der Bearbeitungsstelle nicht die gewünschte Glattheit erhält. Beim Gravieren erfolgt dieses Blindblasen der Ränder nur in einem oberen, dem Düsenkörper zugekehrten Bereich. Beim Fräsen von plattenförmigen! Gut ist die Anfälligkeit gegen Blindblasen noch größer, weil der Druckluftstrahl das plattenförmige Gut durchdringt und damit tiefer eindringen kann als beim Gravieren.The cavity of the nozzle body is so large that at least the upper edge areas at the processing point do not achieve the desired smoothness. When engraving, this blind blowing of the edges only takes place in an upper area facing the nozzle body. When milling plate-shaped material, the susceptibility to blind blowing is even greater because the compressed air jet penetrates the plate-shaped material and can therefore penetrate deeper than when engraving.

Um das bei der Bearbeitung entstehende Gas aufzufangen und abzusaugen, sind großvolumige Absauganlagen bekannt, die unterhalb der Auflagerung für das plattenförmige Gut vorgesehen sind. Diese Absauganlagen erfassen den gesamten Bereich der Auflagerung des plattenförmigen Guts, besitzen eines vergleichsweise großen Querschnitt und erfordern für Ihren Betrieb den Anschluß an entsprechend groß dimensionierte Gebläse. Solche Absauganlagen sind beim Gravieren nutzlos, da das gesamte erzeugte Gas auf der anderen Seite des plattenförmigen Guts anfällt.In order to collect and extract the gas produced during processing, large-volume extraction systems are known that are provided underneath the support for the plate-shaped material. These extraction systems cover the entire area of the support for the plate-shaped material, have a comparatively large cross-section and require connection to suitably large blowers in order to operate. Such extraction systems are useless when engraving, since all the gas produced is on the other side of the plate-shaped material.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kopf der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, der zur Verwendung mit Laserfräs- und -graviermaschinen geeignet ist und der die vermehrte Zufuhr von Blasluft gestattet, ohne daß die Nachteile des Niederschlags auf dem plattenförmigen Gut und das Blindblasen der Ränder des plattenförmigen Guts eintreten.The invention is based on the object of providing a head of the type described at the outset which is suitable for use with laser milling and engraving machines and which allows the increased supply of blowing air without the disadvantages of precipitation on the plate-shaped material and blind blowing of the edges of the plate-shaped material occurring.

Erfindungsgemäß wird dies bei dem Kopf mit den eingangs genannten Merkmalen dadurch erreicht, daß der Kopf einen «isi^grainn aufweist, .ipr &ggr;&ogr;&tgr; dem nügenkörper in Ausströmrichtung des Hohlraums angeordnet und über eine Saugleitung an eine Saugquelle anschließbar ist, und daß der Saugraum von dem Düsenkörper, dem plattenförmigen Gut und einer dazwischen vorgesehenen nachgiebigen Dichtung begrenzt ist.According to the invention, this is achieved in the head with the features mentioned at the outset in that the head has a nozzle body which is arranged in the outflow direction of the cavity and can be connected to a suction source via a suction line, and that the suction chamber is delimited by the nozzle body, the plate-shaped material and a flexible seal provided between them.

Bei dem neuen Kopf wird gleichzeitig geblasen und gesaugt, d. h. über die Blasleitung und den Hohlraum des Düsenkörpers wird Druckluft in Richtung auf das plattenförmige Gut ausgeblasen. Dieses Ausblasen erfolgt in einen Saugraum hinein, aus dem andererseits gezielt abgesaugt wird. Damit entsteht im Saugraum eine definierte Strömung dergestalt, daß die einzelnen Strömungspfade bogenförmig nach oben verlaufen, wobei die ausgeblasene Druckluft nach oben umgelenkt wird, bevor sie die Oberfläche des plattenförmigen Guts erreicht. Diese definierte Strömung im Saugraum verhindert bzw. vermindert nicht nur den beschriebenen Mattiereffekt, sondern bricht gleichzeitig eine entstehende Gaswolke über der Bearbeitungsstelle nach allen Seiten auf, so daß die Ausdehnung dieser Gaswolke erheblich geringer als im Stand der Technik ist. Besonders wirkungsvoll ist die beschriebene Wirkung, wenn mehr gesaugt als geblasen wird, also pro Zeiteinheit mehr Gas abgeführt als zugeführt wird. Dies läßt sich besonders einfach dadurch realisieren, daß die Saugleitung einen größeren freien Querschnitt als die Blasleitung aufweist. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, die Saugquelle anders zu dimensionieren als die Druckluftquelle.The new head blows and sucks at the same time, i.e. compressed air is blown out towards the plate-shaped material via the blow line and the cavity of the nozzle body. This blowing out takes place into a suction chamber, from which the suction is also carried out in a targeted manner. This creates a defined flow in the suction chamber in such a way that the individual flow paths run upwards in an arc, with the compressed air blown out being diverted upwards before it reaches the surface of the plate-shaped material. This defined flow in the suction chamber not only prevents or reduces the described matting effect, but at the same time breaks up a gas cloud that is formed above the processing point on all sides, so that the expansion of this gas cloud is considerably smaller than in the prior art. The described effect is particularly effective when more suction is carried out than blown, i.e. more gas is removed per unit of time than is supplied. This can be achieved particularly easily by ensuring that the suction line has a larger free cross-section than the blowing line. It is of course also possible to dimension the suction source differently than the compressed air source.

Ein weiterer Vorteil des neuen Kopfs besteht darin, daß er gleichzeitig einen Schutz gegen Berührung darstellt. Auch ein Strahlenschutz wird mit ihm verwirklicht, denn es ist bei manchen Materialien nicht ausgeschlossen, daß Reflexionen des Laserstrahls stattfinden. Wenn der neue Kopf in Verbindung mit einer Laserfräsmaschine Verwendung findet, kann die unterhalb der Auflagevorrichtung für das pidtLeiifürmiye Gut vorgesehene Absauganlage erheblich geringer dimensioniert werden als im Stand der Technik, da der neue Kopf bereits eine wesentlichen Absaugfunktion erfüllt, die gezielt an der Bearbeitungsstelle erbracht wird. Durch das Absaugen im Bereich des Kopfs wird schließlich auch ein Niederschlag derAnother advantage of the new head is that it simultaneously provides protection against contact. It also provides protection against radiation, as it is not impossible for some materials to reflect the laser beam. If the new head is used in conjunction with a laser milling machine, the extraction system provided beneath the support device for the laser-cut goods can be significantly smaller than in the state of the art, as the new head already fulfills an essential extraction function, which is carried out specifically at the processing point. Finally, the extraction in the area of the head also prevents precipitation of the laser beam.

Dämpfe bzw. des Gases an der äußeren Oberfläche des Düsenkörpers verhindert.Vapors or gas on the outer surface of the nozzle body.

Der Düsenkörper kann vorzugsweise doppelwandig ausgebildet sein und einen an die Saugleitung angeschlossenen Saramelraum aufweisen, der über achssymmetrisch angeordnete Durchbrechungen mit dem Saugraum in Verbindung steht. Damit wird achssymmetrisch um den Laserstrahl herum gleichmäßig und gezielt abgesaugt, so daß sich die beschriebene definierte Strömung im Saugraum ebenfalls achssymmetrisch ausbildet.The nozzle body can preferably be double-walled and have a suction chamber connected to the suction line, which is connected to the suction chamber via axially symmetrically arranged openings. This ensures that suction is carried out evenly and in a targeted manner axially symmetrically around the laser beam, so that the defined flow in the suction chamber described above is also axially symmetrical.

Die Durchbrechungen mit ihren Achsen können etwa parallel zur Achse des Hohlraums des Düsenkörpers, jedoch gegensinnig zu diesem durchströmt vorgesehen sein. Auch damit wird die Strömung im Saugraum gerichtet und beeinflußt.The openings and their axes can be arranged approximately parallel to the axis of the cavity of the nozzle body, but with the flow passing through them in the opposite direction. This also directs and influences the flow in the suction chamber.

Die nachgiebige Dichtung ist zweckmäßig als Bürstenreihe ausgebildet, damit eine Anpassung an den Abstand zwischen dem freien unteren Ende des Düsenkörpers und der Oberfläche des plattenförmigen Guts eingestellt bzw. angepaßt werden kann. Hinsichtlich der nachgiebigen Dichtung kommt es nicht unbedingt darauf an, daß diese auf der Oberfläche des plattenförmigen Guts aufliegt. Da ohnehin mehr abgesaugt als aufgeblasen wird, ist es nicht nachteilig, wenn in diesem Bereich ein Spalt besteht, durch den Fremdluft mit angesaugt wird.The flexible seal is designed as a row of brushes so that it can be adjusted to the distance between the free lower end of the nozzle body and the surface of the plate-shaped material. With regard to the flexible seal, it is not absolutely important that it rests on the surface of the plate-shaped material. Since more is sucked out than inflated anyway, it is not disadvantageous if there is a gap in this area through which external air is sucked in.

Mit besonderem Vorteil ist ein zweiter Saugraum um den ersten Saugraum herum vorgesehen und der zweite Saugraum ist von einer zweiten nachgiebigen Dichtung begrenzt. Diese beiden Saugräüme, die somit kaskctdenrürmiy angeordnet sind, können vorteilhaft mit unterschiedlicher Saugintensität betrieben werden, wobei es sich empfiehlt, die Hauptabsaugung im ersten inneren Saugraum vorzusehen und den zweiten Saugraum nur vergleichsweise vermindert abzusaugen. Der zweite Saugraum bildet dabei gleichsam einen Schutzraum für den erstenIt is particularly advantageous to provide a second suction chamber around the first suction chamber and the second suction chamber is delimited by a second flexible seal. These two suction chambers, which are thus arranged in a cascade, can advantageously be operated with different suction intensities, whereby it is recommended to provide the main suction in the first inner suction chamber and to only vacuum the second suction chamber to a comparatively reduced extent. The second suction chamber thus forms a protective space for the first

Saugraum· Der zweite Saugraum kann dabei über Verbindungsleitungen an den Sammelraum angeschlossen sein, so daß der Sammelraum und die dort angeschlossene Saugleitung die Absaugung von Gasen aus beiden Saugräumen gemeinsam gestattet.Suction chamber· The second suction chamber can be connected to the collection chamber via connecting lines, so that the collection chamber and the suction line connected there allow the extraction of gases from both suction chambers together.

Zweckmäßig ist es, wenn die Durchbrechungen zum ersten Saugraum einen größeren freien Querschnitt als die Verbindungsleitungen zum zweiten Saugraum aufweisen. In diesem Fall ergibt sich mit recht einfachen Mitteln eine vergleichsweise größere Saugwirkung im ersten Saugraum.It is useful if the openings to the first suction chamber have a larger free cross-section than the connecting lines to the second suction chamber. In this case, a comparatively greater suction effect is achieved in the first suction chamber using very simple means.

Der Düsenkörper kann von einem scheibenartigen Tellerkörper umgeben sein, der die beiden Dichtungen trägt und die Durchbrechungen zum ersten Saugraum und die Verbindungsleitungen zum zweiten Saugraum aufweist. Dieser scheibenartige Tellerkörper stellt dann gleichzeitig auch eine Begrenzung für den ersten Saugraum und den zweiten Saugraum dar. Der scheibenartige Tellerkörper kann auch drehbar am Düsenkörper gelagert sein, wobei die Verbindungsleitungen teilweise im Düsenkörper und teilweise im Tellerkörper angeordnet sind. Durch die drehbare Lagerung kann eine Schnittkantensteuerung zwischen den Teilen der Verbindungsleitungen erreicht werden, so daß es durch Verdrehen des Tellerkörpers möglich ist, den freien Querschnitt in den Verbindungsleitungen zum zweiten Saugraum relativ zu dem freien Querschnitt der Durchbrechungen einzustellen.The nozzle body can be surrounded by a disk-like plate body that carries the two seals and has the openings to the first suction chamber and the connecting lines to the second suction chamber. This disk-like plate body then simultaneously represents a boundary for the first suction chamber and the second suction chamber. The disk-like plate body can also be rotatably mounted on the nozzle body, with the connecting lines being arranged partly in the nozzle body and partly in the plate body. The rotatable mounting enables cutting edge control between the parts of the connecting lines to be achieved, so that by rotating the plate body it is possible to adjust the free cross-section in the connecting lines to the second suction chamber relative to the free cross-section of the openings.

Bevorzugte Ausführungsformen des neuen Kopfs sind in den Ze.ichm.mqen daraestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:Preferred embodiments of the new head are shown in the figures and are described in more detail below. They show:

Figur 1 einen Vertikalschnitt durch eine erste Ausführungsform des Kopfs undFigure 1 is a vertical section through a first embodiment of the head and

Figur 2 einen Vertikalschnitt durch eine zweite Ausführungsform des Kopfs.Figure 2 shows a vertical section through a second embodiment of the head.

In Figur 1 ist ein Kopf &Pgr; dargestellt, der mit senkrechter Achse 2 an der Laserfräs- und -graviermaschine angeordnet ist und betrieben wird. Der Kopf 1 weist einen Düsenkörper 3 auf, der konzentrisch zu der Achse 2 einen meist kegelstumpfartigen Hohlraum 4 aufweist, der oben und unten axial durchgehend offen gestaltet ist. Im oberen Bereich des Düsenkörpers, der im Durchmesser entsprechend groß gestaltet ist, ist eine Aufnahmeeinrichtung 5 vorgesehen, mit deren Hilfe eine Linse 6 im Düsenkörper 3 gelagert ist. Die Linse dient der Fokussierung eines hier nicht dargestellten Laserstrahls bzw. Laserstrahlenbündels, welches von einem Laser erzeugt von oben vermittels der Linse 6 fokussiert durch den Hohlraum 4 in Richtung nach unten auf ein plattenförmiges Gut 7 gerichtet ist. Je nach den dabei angewendeten Parametern, insbesondere der Intensität des Laserstrahls und den gewählten Abständen sowie den zeitlichen Parametern der Relativbewegung dringt der Laserstrahl entweder nur in die Oberfläche des plattenförmigen Guts 7 ein, was hier durch eine gepunktet wiedergegebene Vertiefung 8 angedeutet ist. In diesem Fall wird die Maschine als Lasergraviermaschine betrieben. Andererseits ist es möglich, den Laserstrahl so einwirken zu lassen, daß er die gesamte Dicke des plattenförmigen Guts durchdringt, was durch eine gestrichelte Durchbrechung 9 angedeutet ist.Figure 1 shows a head Π which is arranged and operated with a vertical axis 2 on the laser milling and engraving machine. The head 1 has a nozzle body 3 which, concentric with the axis 2, has a mostly truncated cone-shaped cavity 4 which is axially open at the top and bottom. In the upper area of the nozzle body, which is designed to be correspondingly large in diameter, a receiving device 5 is provided, with the aid of which a lens 6 is mounted in the nozzle body 3. The lens serves to focus a laser beam or laser beam bundle (not shown here), which is generated by a laser and is focused from above by means of the lens 6 and directed downwards through the cavity 4 onto a plate-shaped material 7. Depending on the parameters used, in particular the intensity of the laser beam and the selected distances as well as the temporal parameters of the relative movement, the laser beam either only penetrates the surface of the plate-shaped material 7, which is indicated here by a dotted depression 8. In this case, the machine is operated as a laser engraving machine. On the other hand, it is possible to allow the laser beam to act in such a way that it penetrates the entire thickness of the plate-shaped material, which is indicated by a dashed opening 9.

In den Hohlraum 4 unterhalb der Linse 6 mündet eine Blasleitung 10, über die Druckluft von einer schematisch diiyfcidtiüufc;^Ji_fciii Dl ucklaTLqutiile Ii xii Riuhtuny eines Pfeils 12 in den Hohlraum 4 eingeführt wird, so daß diese Druckluft nach unten aus dem Hohlraum 4 in gleicher Richtung und parallel zu dem Laserstrahl austritt.A ^blow line 10 opens into the cavity 4 below the lens 6, via which compressed air is introduced into the cavity 4 in a schematically shown direction of an arrow 12, so that this compressed air exits downwards from the cavity 4 in the same direction and parallel to the laser beam.

Unterhalb des Düsenkörpers 3 bzw. zwischen seinem freien unteren Ende um den Hohlraum 4 herum und der dem Kopf zugekehrten Oberfläche des plattenförmigen Guts ist ein erster Saugraum 13 geschaffen, der von einem Teil des Düsenkörpers 3, einem mit dem Düsenkörper 3 verbundenen Tellerkörper 14 und einer Dichtung 15 begrenzt ist. Es versteht sich, daß der Düsenkörper 3 und der Tellerkörper auch einstückig ausgebildet sein können. Der Tellerkörper weist Durchbrechungen 16 auf, die mit ihren Achsen 17 zweckmäßig parallel zu der Achse 2 vorgesehen sind. Die Durchbrechungen 16 verbinden den Saugraum 13 mit einem Sammelraum 18 am Düsenkörper 3, der oberhalb des Sammelraums 18 vorgesehen ist. Zur Bildung des Sammelraums 18 kann der Düsenkörper 3 auch doppelwandig, wie in Figur 1 dargestellt, ausgebildet sein. Vom Sammelraum 18 führt eine Saugleitung zu einer Saugquelle 20, die wiederum nur schematisch angedeutet ist. Die Saugleitung 19 kann einen erheblich größeren freien Durchtrittsquerschnitt als die Blasleitung aufweist, damit auf einfache Weise eine vergleichmäßigte Strömung insbesondere im Bereich des Saugraums 13 entsteht und auf diese Art und Weise mehr Luft bzw. Gas abgesaugt als aufgeblasen wird.A first suction chamber 13 is created beneath the nozzle body 3 or between its free lower end around the cavity 4 and the surface of the plate-shaped material facing the head, which is delimited by a part of the nozzle body 3, a plate body 14 connected to the nozzle body 3 and a seal 15. It goes without saying that the nozzle body 3 and the plate body can also be designed as one piece. The plate body has openings 16, which are expediently provided with their axes 17 parallel to the axis 2. The openings 16 connect the suction chamber 13 to a collecting chamber 18 on the nozzle body 3, which is provided above the collecting chamber 18. To form the collecting chamber 18, the nozzle body 3 can also be designed with double walls, as shown in Figure 1. A suction line leads from the collecting chamber 18 to a suction source 20, which is again only indicated schematically. The suction line 19 can have a considerably larger free passage cross-section than the blow line, so that a uniform flow is easily created, particularly in the area of the suction chamber 13, and in this way more air or gas is sucked out than is blown in.

Im Saugraum 13 entsteht eine definierte Strömung, deren Strömungspfade durch Pfeile 21 verdeutlicht ist. Man erkennt, daß die Strömungspfade hier bogenförmig verlaufen und ihre Strömungsrichtung, die zunächst von oben nach unten gerichtet ist, wieder nach oben umkehren, so daß die dem Saugraum 13 zugekehrte Oberfläche des plattenförmigen Guts von dieser Strömung möglichst wenig tangiert wird. Damit wird zugleich ein Mattiersffekt im Bereich dieser Oberfläche vermieden. Die abgesaugte Luft und die Dämpfe und Gase, die durch die Wärmeeinwirkung des Laserstrahls am plattenförmigen Gut 7 entstehen, werden mit der Strömung im Saugraum 13 erfaßt und durch die Durchbrechungen 16 in den Saugraum abgeleitet, in welchem die Strömung etwa gemäß PfeilenA defined flow is created in the suction chamber 13, the flow paths of which are indicated by arrows 21. It can be seen that the flow paths here are curved and their flow direction, which is initially directed from top to bottom, reverses back up so that the surface of the plate-shaped material facing the suction chamber 13 is affected as little as possible by this flow. This also avoids a matting effect in the area of this surface. The extracted air and the vapors and gases that arise from the heat effect of the laser beam on the plate-shaped material 7 are captured with the flow in the suction chamber 13 and discharged through the openings 16 into the suction chamber, in which the flow is approximately as shown by arrows

fließt. Die definierte Strömung gemäß den Pfeilen 21 im Saugraum 13 führt auch dazu, daß eine sich über der Bearbeitungsstelle bildende Gas- bzw. Dampfwolke gleichsam symmetrisch zur Achse 2 von der Strömung aufgerissen und abgeführt wird, so daß diese Wolke eine erheblich geringere Ausdehnung bekommt als im Stand der Technik. Damit wird der Laserstrahl besser und wirkungsvoller genutzt.flows. The defined flow according to the arrows 21 in the suction chamber 13 also means that a gas or vapor cloud that forms above the processing point is torn open and carried away by the flow in a manner symmetrical to the axis 2, so that this cloud has a considerably smaller expansion than in the prior art. This means that the laser beam is used better and more effectively.

Um den ersten Saugraum 13 herum kann ein zweiter Saugraum 23 vorgesehen sein, dem eine Dichtung 24 zugeordnet ist, die ähnlich wie die Dichtung 15 ebenfalls als Bürstenleiste ausgebildet sein kann. Die Dichtungen 15 und 24 müssen nachgiebig ausgestattet sein, damit eine Veränderung des Abstands zwischen dem plattenförmigen Gut 7 und dem freien Ende des Düsenkörpers 3 möglich ist. Der zweite Saugraum 23 ist über Verbindungsleitungen 25 ebenfalls an den Sammelraum angeschlossen. Die Verbindungsleitungen 25 weisen insgesamt einen kleineren freien Querschnitt als die Durchbrechungen auf. Es findet also hier eine Drosselwirkung Verwendung, dergestalt, daß die Intensität der Absaugung im ersten Saugraum 13 erheblich größer als im zweiten Saugraum 23 ist. Dies ist darin begründet, daß die wesentlichen Dämpfe und Gase über der Bearbeitungsstelle, also im Saugraum 13, entstehen. Der Saugraum 23 hat eine gewisse Schutz- und Ergänzungsfunktion für den ersten Saugraum 13. Zur Verwirklichung unterschiedlicher Querschnitte kann die Anzahl der Durchbrechungen 16 größer als die Anzahl der Verbindungsleitungen 25 sein; darüberhinaus können unterschiedliche Durchmesser Verwendung finden. In einer bevorzugten Ausführungsform sind acht Durchbrechungen 16 über Jen Umfang konzentrisch zur Achse 2 gleichmäßig verteilt angeordnet, während der zweite Saugraum 23 nur über vier gleichmäßig verteilte Verbindungsleitungen 25 angeschlossen ist.A second suction chamber 23 can be provided around the first suction chamber 13, to which a seal 24 is assigned, which can also be designed as a brush strip, similar to the seal 15. The seals 15 and 24 must be flexible so that a change in the distance between the plate-shaped material 7 and the free end of the nozzle body 3 is possible. The second suction chamber 23 is also connected to the collecting chamber via connecting lines 25. The connecting lines 25 have a smaller free cross-section overall than the openings. A throttling effect is therefore used here, such that the intensity of the suction in the first suction chamber 13 is considerably greater than in the second suction chamber 23. This is due to the fact that the main vapors and gases arise above the processing point, i.e. in the suction chamber 13. The suction chamber 23 has a certain protective and supplementary function for the first suction chamber 13. To achieve different cross-sections, the number of openings 16 can be greater than the number of connecting lines 25; in addition, different diameters can be used. In a preferred embodiment, eight openings 16 are arranged evenly distributed over the circumference concentrically to the axis 2, while the second suction chamber 23 is only connected via four evenly distributed connecting lines 25.

Der in Figur 2 dargestellte Kopf 1 ist in wesentlichen Bereichen übereinstimmend zu dem in Figur 1 dargestellten Kopf ausgebildet, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet sind- Bei der Ausführung gemäß Figur 2 ist der Tellerkörper 14 jedoch drehbar an dem Düsenkörper gelagert, wobei er mit Hilfe eines Sicherungsrings 26 aufgehängt ist. Die Verbindungsleitungen 25 erstrecken sich mit einem ersten Teil 27 im Tellerkörper 14 und mit einem zweiten Teil 28 in der äußeren Schale des Düsenkörpers 3. Die jeweiligen Achsen können, wie in Figur 2 dargestellt, in einem Winkel zueinander angeordnet sein und die entsprechenden Durchmesser können unterschiedlich groß ausgebildet sein, so daß durch eine Relatiwerdrehung zwischen Tellerkörper 14 und Düsenkörper 3 im Bereich der Verbindungsleitungen eine Schnittkantensteuerung realisiert ist, um die Drosselwirkung in den Verbindungsleitungen 25 zu verändern und gegenüber der freien Durchtrittsfläche der Durchbrechungen 16 einstellbar zu machen. Damit ist es möglich, die jeweilige Saugwirkung in den Saugräumen 13 und 23 in ihren Verhältnis zueinander einzustellen.The head 1 shown in Figure 2 is designed in essential areas to match the head shown in Figure 1, whereby the same reference numerals are used for the same parts. In the design according to Figure 2, however, the plate body 14 is rotatably mounted on the nozzle body, whereby it is suspended by means of a locking ring 26. The connecting lines 25 extend with a first part 27 in the plate body 14 and with a second part 28 in the outer shell of the nozzle body 3. The respective axes can, as shown in Figure 2, be arranged at an angle to one another and the corresponding diameters can be of different sizes, so that a cutting edge control is implemented by a relative rotation between the plate body 14 and the nozzle body 3 in the area of the connecting lines in order to change the throttling effect in the connecting lines 25 and to make it adjustable relative to the free passage area of the openings 16. This makes it possible to adjust the respective suction effect in the suction chambers 13 and 23 in relation to one another.

Bezuaszeichenliste:Reference list:

1 = Kopf1 = Head

2 = Achse2 = Axis

3 = Düsenkörper3 = Nozzle body

4 = Hohlraum4 = cavity

5 = Aufnahmeeinrichtung5 = Recording device

6 = Linse6 = lens

7 = Gut7 = Good

8 = Vertiefung8 = Deepening

9 = Durchbrechung9 = breakthrough

10 = Blasleitung10 = Blow line

11 = Druckluftquelle11 = Compressed air source

12 = Pfeil12 = Arrow

13 = Saugraum13 = Suction chamber

14 = Tellerkörper14 = Plate body

15 = Dichtung15 = Seal

16 = Durchbrechung16 = breakthrough

17 = Achse17 = Axis

18 = Sammelraum18 = gathering room

19 = Saugleitung19 = Suction line

20 = Saugquelle20 = suction source

21 = Pfeil21 = Arrow

22 = Pfeil22 = Arrow

23 = Saugraum23 = suction chamber

24 = Dichtung24 = Seal

25 = Verbindungsleitung25 = connecting line

26 = Sicherungsring26 = Retaining ring

27 = erster Teil27 = first part

28 = zweiter Teil28 = second part

Claims

Protection claims:

1. Head for laser milling and engraving machines for the processing of essentially plate-shaped goods, such as films, webs, plates and sheets made of e.g. B. metal, plastic, felt and the like and combinations thereof, with a nozzle body (3) which has a mostly conical, axially open cavity (4) and with a holding device for a lens (6) for focusing a laser beam, whereby a blow line (10) for connecting the head to a compressed air source is connected to the cavity (4) below the lens (6), characterized in that the head (1) has a suction chamber (13) which is arranged in front of the nozzle body (3) in the outflow direction of the cavity (4) and can be connected to a suction source (20) via a suction line (19), and that the suction chamber (13) is delimited by the nozzle body (3), the plate-shaped material and a flexible seal (15) provided between them.

2. Head according to claim 1, characterized in that the suction line (19) has a larger free cross-section than the blow line (10).

3. Head according to claim 1 or 2, characterized in that the nozzle body (3) is double-walled and has a collecting chamber (18) connected to the suction line (19), which is connected to the suction chamber (13) via axially symmetrically arranged openings (16).

4. Head according to claim 1 or 2, characterized in that the openings (16) are provided with their axes (17) approximately parallel to the axis (2) of the cavity (4) of the nozzle body (3), but with flow through them in the opposite direction to this.

5. Head according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the flexible seal (15) is designed as a row of brushes.

6. Head according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that a second suction chamber (23) is provided around the first suction chamber (813), and that the second suction chamber (23) is delimited by a second flexible seal (24).

7. Head according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the second suction chamber (23) is connected to the collecting chamber (18) via connecting lines (25).

8. Head according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the openings (16) to the first suction chamber (13) have a larger free cross-section than the connecting lines (25) to the second suction chamber (23).

9. Head according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the nozzle body (3) is surrounded by a disk-like plate body (14) which carries the two seals (15, 24) and has the openings (16) to the first suction chamber (13) and the connecting lines (25) to the second suction chamber (23).

10. Head according to claim 9, characterized in that the disk-like plate body (14) is rotatable on the nozzle body (3) and that the connecting lines (25) are arranged in the nozzle body (3) and partially in the plate body (14).