WO2009033497A1 - Strahlfangvorrichtung für eine bearbeitungsmaschine - Google Patents

Strahlfangvorrichtung für eine bearbeitungsmaschine Download PDF

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WO2009033497A1
WO2009033497A1 PCT/EP2007/007908 EP2007007908W WO2009033497A1 WO 2009033497 A1 WO2009033497 A1 WO 2009033497A1 EP 2007007908 W EP2007007908 W EP 2007007908W WO 2009033497 A1 WO2009033497 A1 WO 2009033497A1
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WO
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rotary body
housing
catching device
opening
medium
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/007908
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Carsten Stegemann
Martin Blaser
Original Assignee
Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co.Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co.Kg filed Critical Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co.Kg
Priority to EP07802263.9A priority Critical patent/EP2190621B1/de
Priority to PCT/EP2007/007908 priority patent/WO2009033497A1/de
Publication of WO2009033497A1 publication Critical patent/WO2009033497A1/de
Priority to US12/720,944 priority patent/US8222563B2/en

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702—Auxiliary equipment
    • B23K26/704—Beam dispersers, e.g. beam wells

Definitions

  • the invention relates to a beam-catching device for a processing machine according to the preamble of claim 1.
  • a beam-catching device for a processing machine which has a housing with a line-shaped opening pointing to the cutting beam.
  • the cutting jet emerging from an underside of a workpiece enters the housing through the opening.
  • a circulating belt for energy absorption of the cutting beam is provided in the housing. Through this circulating band in the housing, a removal of burn-up, slag, dust and additionally entrained energy is made possible.
  • the circulating band also provides a continuous energy absorption allows the entering into the opening of the housing cutting beam.
  • Such beam-catching devices are increasingly exposed to high stress.
  • the performance of the cutting jet is increased to cut thicker workpieces. This results in an increased heat input into the beam-catching device as well as an increased accumulation of slag, dust and burn-up.
  • the invention is therefore the object of developing a beam-catching device for such processing machines that meet the increased requirements for processing workpieces with a cutting jet.
  • the beam-catching device wherein at least one rotary body is arranged in the housing below the opening, an increased energy absorption of the cutting beam is achieved.
  • This rotational body achieves a circumferential line-shaped energy absorption as well as deflection or deflection of slag, sparks and processing gases with respect to the direction of entry of the cutting jet.
  • the at least one rotational body is rotationally driven about its axis of rotation.
  • the at least one rotational body can be moved back and forth along its axis of rotation. This translational movement of the rotating body also makes it possible to absorb energy. the.
  • the rotational movement of the rotational body is superimposed about its axis of rotation of the translational movement along the axis of rotation.
  • the rotary body is formed as a roller, which extends in particular at least along the length of the opening of the housing.
  • a structurally simple configuration can be made possible by, for example, a roller being mounted on the respective front sides of the housing and an outer circumferential surface of the roller crossing the cutting beam entering the opening.
  • the rotary body is preferably arranged eccentrically to the cutting beam entering the opening of the housing.
  • the at least one rotational body in the housing in its outermost position is changeable and at least in the X direction movable.
  • the rotational body can be adjusted with respect to the off-center position to the opening of the housing.
  • a displacement movement in the Y direction and / or in the Z direction of the rotational body in the housing may be provided to the rotational body in its position within the housing or to the opening of the housing or the incoming Scheidstrahles adjust.
  • an expansion of the reflected radiation can be achieved, thereby achieving a large spread of the reflected radiation with significantly reduced energy density.
  • a lateral surface tapers conically towards an end face of the rotary body.
  • the roller is preferably made of a solid material.
  • the absorbed heat can be dissipated quickly and large volume into the rotating body.
  • the roller is designed as a hollow roller and preferably at least one end face a connection for the supply of a medium is provided in the hollow roller.
  • a connection for the supply of a medium is provided in the hollow roller.
  • a cooling medium can be introduced into the interior of the hollow cylinder in order to allow additional cooling and thus improved energy absorption.
  • a connection for a medium is provided on each end face of the hollow cylinder, a passage of the medium can take place.
  • the medium may be a gaseous or liquid medium. In particular, a water passage is provided.
  • a further alternative embodiment of the rotary body advantageously provides for the formation of a double-walled roller which can be filled with a medium in the intermediate space between an outer tube and an inner tube.
  • This double-walled roller can be filled with a medium and emptied in a one-sided connection or at a two-sided connection. each end face also flows through.
  • a connection for the supply of a medium is provided.
  • the interior space and the intermediate space can each be filled or flooded with a particularly different medium in order to achieve high energy and heat absorption.
  • the outer tube and the inner tube are arranged rotatably relative to each other.
  • a fixed inner tube may be provided around which the outer tube rotates.
  • turbulence of the medium provided in the intermediate space between the inner and outer tubes takes place, as a result of which improved heat transfer is achieved.
  • a further medium is provided, which is preferably also replaced.
  • a second, alternative embodiment provides that the inner tube is set in a rotational movement, which can be rotationally driven in the same direction or in opposite directions to the outer tube.
  • an inner tube is arranged eccentrically to the outer tube.
  • the rotary body as a double-walled roller is provided that a forced guidance of a medium takes place through a gap between the inner and outer tubes and then through an inner space of the inner tube.
  • a uniform cooling of the roller can be achieved.
  • the inlet and outlet connection is provided on an end face of the roller, so that the roller is simplified in construction.
  • the rotary body is mounted in the housing on one side.
  • the rotary body can receive a cooling unit designed as a cartridge, in particular with the positive guidance of the medium, wherein the cooling unit protrudes into the tubular roller.
  • the storage of the roller takes place on or outside the housing, as well as the storage of the cooling unit. As a result, the risk of contamination of the storage by slag, dust or sparks is reduced or prevented.
  • the rotational body is made of a good thermal conductivity material, in particular of copper or copper-containing materials.
  • a good thermal conductivity material in particular of copper or copper-containing materials.
  • such materials enable a high heat dissipation and, on the other hand, these materials are difficult to weld or bond to other materials, so that a permanent adhesion to the surface of the rotational body is considerably reduced.
  • an outer circumferential surface of the rotary body has a machined, in particular roughened surface.
  • a targeted adhesion of the slag can be achieved, whereby a faster removal is possible.
  • a reflection of the dirt in the direction of the opening of the housing is thereby significantly reduced, whereby the underside of the workpiece to be machined is not affected by sparks or slag.
  • the rotationally driven rotary body further makes it possible for larger growing layer thicknesses to achieve an independent release by the centrifugal forces.
  • a cleaning device for removing adhering to the rotary body slag, burn-off and impurities, a cleaning device is provided, which is associated with an outer circumferential surface of the at least one rotational body.
  • a cleaning process can be carried out by such a cleaning device with each revolution of the rotary body, whereby an improved heat dissipation is given.
  • the cleaning device is preferably designed as a brush, in particular a rotating brush, as a scraper, scratches or as a rotating roller. Depending on the installation conditions, the individual cleaning devices can be provided.
  • the housing has at least one suction opening, to which a suction device can be connected and at least one suction opening is provided laterally or at the bottom of the housing and that between the opening of the housing and the rotary body, a supply for a Medium is provided, which preferably has an inflow direction which is aligned transversely to the longitudinal extent of the at least one rotary body or the opening of the housing.
  • a gaseous or liquid medium in particular air
  • a gaseous or liquid medium in particular air
  • the supply for the medium preferably extends according to the length of the opening of the housing and is preferably actuated in segments. As a result, that segment is driven to introduce the medium, in the area of which the cutting jet is located.
  • the supply is switched on. As a result, the area in front of and behind the cutting beam in and against the direction of movement of the cutting jet can be adjusted and adjusted individually.
  • At least lateral wall sections in the housing have an anti-adhesion coating.
  • the deflected by the rotary body due to its rotational movement impurities, slag and sparks are deflected in the direction of the lateral wall sections.
  • an anti-adhesion coating is applied.
  • a cleaning process for example. By shaking the housing, already allow for loosening or spalling possibly attaching to it soiling.
  • FIG. 1 shows a perspective illustration of a processing machine with a beam-catching device according to the invention in a built-in position
  • FIG. 2 shows a perspective view of the beam-catching device according to the invention
  • FIG. 3 shows a schematic cross section of the beam-catching device according to FIG. 2
  • FIG. 4 shows a schematic longitudinal section of the beam-catching device according to FIG. 2,
  • FIG. 5a and b show a schematic view in cross-section and in a longitudinal section of a rotation body in the beam-catching device according to FIG. 2, FIG.
  • FIG. 6a and b show a schematic view in cross section and in a longitudinal section of an alternative embodiment of the rotational body according to FIG. 2, FIG.
  • Figure 7a and b is a schematic view in cross section and in longitudinal section of an alternative embodiment of the rotary body according to Figure 2 and
  • FIG. 8 shows a schematic view in longitudinal section of an alternative embodiment of the rotational body according to FIG. 2.
  • a processing machine 11 is shown in perspective.
  • This processing machine 11 is preferably designed as a laser cutting machine.
  • a processing machine can be provided with a plasma jet or jet.
  • a machine bed 12 comprises a workpiece support 14 which, for example according to FIG. 1, is formed by a support belt 16, which is held stationary in the machine bed 12.
  • this support belt can also be driven and take on additional transport functions.
  • Via a linear axis 21, a cutting head 22 is movable in the Y direction and forms a working region of the cutting head 22.
  • a linear axis can be provided, which can be moved in and against an X direction.
  • a movable in height linear axis can be provided. From the cutting Head 22 from a cutting beam 24 is directed to the workpiece 17 to perform a processing.
  • a beam-catching device 26 is provided in the processing region of the cutting head 22, which is positioned between deflection rollers 28 of the support belt 16.
  • the beam-catching device 26 may be movable in a particular embodiment on a guide 36 in and against the X-direction, wherein the beam-catching device 26 is coupled to the movement of the cutting head 22, for example, by its own drive or without its own drive is carried.
  • the beam-catching device 26 has an opening 31 which is directed towards the cutting head 22 and preferably extends along the entire processing region of the cutting head 22 in the Y-direction.
  • the cutting jet 24, which exits on the underside of the workpiece 17 after introduction of a cutting gap 32, can be caught by the opening 31 of a housing 34 of the beam-catching device 26.
  • FIG. 2 shows a perspective view of the beam-catching device 26. This has a substantially closed housing 34 which comprises the opening 31 at an end face 38 facing the workpiece 17.
  • FIG. 3 shows a schematic view in cross section of the beam-catching device 26 according to FIG.
  • FIG. 4 shows the beam-catching device 26 according to FIG. 2 in longitudinal section.
  • a rotary body 41 is arranged, which is formed according to a first embodiment as a roller.
  • This rotary body 41 is rotatably received in each case by a bearing 42 ( Figure 2) on end faces 43 of the housing 34.
  • a drive shaft 44 is led out, which is offset by a drive 46 in rotation.
  • the rotary body 41 is formed according to the embodiment in Figure 3 and 4 as a circular rotary body or as a cylinder with a circular base.
  • the rotary body 41 is formed, for example, as a roller made of a solid material or as a hollow roller.
  • the rotary body 41 is arranged eccentrically to the cutting beam 24, so that the cutting beam 24 does not occur on the lateral surface of the rotary body lying closest to the opening in order to avoid a total directing of the incident cutting beam 24. Rather, it is achieved by the eccentric arrangement that allows by the law, according to which the angle of incidence is equal to the exit angle, a lateral deflection of the cutting beam 24 and the cutting beam 24 through the opening 31 in the housing 34 registered spark, slag and dirt. In addition, the incident cutting beam is reflected scattered.
  • a linear energy absorption of the rotary body 41 is rotated by the drive 46 in rotation.
  • a linear energy absorption is achieved on the peripheral surface of the rotating body 41.
  • a translational movement of the rotary body 41 may be provided along its axis of rotation 48, or in and against the Y direction.
  • a combination of the rotational movement about the axis of rotation 48 and a translational reciprocating movement along the axis of rotation 48 for the energy absorption can be controlled.
  • heating of the rotary body 41 takes place via the linear energy absorption taking place in the circumference of the rotary body 41, which effects a change in length only in the longitudinal direction, which can be accommodated in a constructively simple manner by, for example, fixed-lot storage.
  • the housing 34 has immediately adjacent to the end face 38 adjacent wall portions 49, 50, which widen the interior of the housing 34. This is followed by preferably parallel aligned wall sections 51, which merge into a bottom 52. Due to the eccentric arrangement of the rotary body 41, a wall portion 49 reinforced with reflected radiation and slag and dirt is applied.
  • This wall section 49 is preferably formed with a jet or baffle plate 54, which is cooled in particular by a cooling medium, preferably water.
  • a feed 57 is provided in the wall section 50, which preferably extends along the wall section 50 over the entire housing length.
  • the feed 57 preferably consists of a plurality of nozzles, in particular slot dies, which are positioned next to one another in a row, for example, in order to introduce a medium into the housing 34.
  • a liquid or gaseous medium can be introduced.
  • air is used.
  • the feed 57 is oriented such that the incident cutting beam or the thus incident through the opening 31 in the housing 34 sparks, slag and impurities are deflected and deflected in the direction of the baffle plate 54.
  • an exhaust opening 59 is provided below the wall portion 49 in the wall portion 51, which is surrounded by a suction nozzle 60. At the suction nozzle 60 shown by way of example in FIG.
  • a suction device (not shown) is connected, whereby the introduced medium is discharged via the feed 57. is sucked.
  • sparks, slag and the like which are reflected on the one hand by the rotary body 41 and on the other hand by the feed 57, are deflected out of the housing 34 via the suction nozzle 60.
  • the direction of rotation of the rotary body 41 is provided such that the reflective radiation, slag, sparks and impurities in an opposite direction to the off-center offset of the axis of rotation 48 to the cutting beam 24 takes place.
  • a drip pan 61 is provided for small parts, slag and other impurities.
  • This drip pan 61 may preferably be formed perforated and connected to the suction device, so that sparks, slag and impurities can be sucked through the bottom 52.
  • a cleaning device 65 is provided, which is preferably arranged on the bottom 52 or on a wall portion 51 near the bottom 52.
  • the cleaning device 65 is designed as a brush strip, which acts on the rotating rotary body 41.
  • an adjusting device may be provided between the housing 34 and the rotary body 41 to adjust an off-center position of the rotary body 41 for entering the opening 31 of the housing 34 cutting beam 24.
  • the rotational body 41 is aligned with its axis of rotation preferably parallel to a wall portion 51 or to a linear opening 31.
  • the rotation axis 48 of the rotation body 41 is at an acute angle to the Y-travel direction of the cutting wheel. is aligned.
  • the rotation body 41 may moreover taper conically towards an end face, wherein the above-described arrangements also apply in their position and orientation to conical rotation bodies 41.
  • a plurality of shorter rollers are provided, which are arranged in a common axis of rotation or offset from one another so that they have an overlap region in the respective edge region, in order to prevent passage of the cutting jet 24 and impingement on the bottom 52.
  • a plurality of rotational bodies 41 it is preferably provided that their rotational axes extend parallel to the Y-axis or at an acute angle thereto.
  • a plurality of rotary bodies 41 comprise an axis of rotation which is aligned in the X direction. Even with such an arrangement, the individual rotation bodies 41 may, for example, be associated with one another along a standing zigzag line, so that the cutting beam 24 always occurs on a rotation body 41 in the case of a travel path along the Y axis.
  • FIG. 5 a shows a schematic view in cross section
  • FIG. 5 b shows a schematic view in longitudinal section of a first embodiment of the rotary body 41.
  • the rotary body 41 is formed as a tube or hollow shaft, which has at least one end face a port 72 for supplying a medium.
  • a medium For example, water is filled into the hollow shaft for cooling.
  • a flow through the hollow shaft with the medium can be made possible. Due to this structural design that the rotary body 41 can be cooled, a small thermal distortion of the hollow shaft is achieved. This also increases the load capacity. In addition, higher energy absorption can be achieved.
  • FIG. 5 a shows a schematic view in cross section
  • FIG. 5 b shows a schematic view in longitudinal section of a first embodiment of the rotary body 41.
  • the rotary body 41 is formed as a tube or hollow shaft, which has at least one end face a port 72 for supplying a medium.
  • water is filled into the hollow shaft for cooling.
  • a two-sided connection With
  • FIG. 6 a shows a schematic view in cross section and FIG. 6 b shows a schematic view in longitudinal section of a further alternative embodiment of a rotary body 41, which is formed from an outer tube 74 and an inner tube 75.
  • a gap 76 is formed, which in turn can be filled with a medium.
  • the inner tube 75 may be provided with a connection 72 in order to be filled or flowed through as well.
  • a fixed inner tube 75 and a contrast rotating outer tube 74 is provided.
  • the mutually associated surface portions of the moving outer tube 74 and the stationary inner tube 75 are preferably provided with a seal.
  • FIG. 7 a shows a schematic view in cross section and FIG. 7 b shows a schematic view in longitudinal section of a further alternative embodiment of a rotary body 41.
  • an outer tube 74 and an inner tube 75 is provided, wherein the inner tube 75 also rotates.
  • the inner and outer tubes 75, 74 are driven in the same direction and at the same peripheral speed.
  • deviating angular speeds can be provided as well as a drive in opposite directions.
  • the intermediate space 76 is preferably filled with water and the interior of the inner tube 75 is preferably filled with air.
  • FIG. 8 shows a further alternative embodiment of the invention.
  • the rotary body 41 is designed as a hollow shaft or tube into which a cartridge-shaped cooling unit 78 can be inserted on one side.
  • This cooling unit 78 comprises an outer tube 81 and an inner tube 82, wherein a gap 83 at one end allows access for the supplied medium into an inner space of the inner tube 82. This gives a forced guidance of the medium.
  • This cooling unit 78 is inserted into the hollow shaft.
  • a one-sided storage or a so-called flying storage is provided.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Strahlfangvorrichtung für eine Bearbeitungsmaschine mit einem Gehäuse (34), welche eine zum Schneidstrahl (24) weisende linienförmige Öffnung (31) aufweist und der beim Bearbeiten eines Werkstücks (17) aus der Unterseite des Werkstücks (17) austretenden Schneidstrahl (24) durch die Öffnung (31) in das Gehäuse (34) eintritt und mit einem relativ zur Öffnung (31) des Gehäuses (34) bewegten festen Medium, das zur Energieabsorption den Schneidstrahl (24) kreuzt, wobei das bewegte Medium als Rotationskörper (41) ausgebildet ist und zumindest ein Rotationskörper (41) unterhalb der Öffnung (31) in dem Gehäuse (34) vorgesehen ist.

Description

Strahlfangvorrichtung für eine Bearbeitungsmaschine
Die Erfindung betrifft eine Strahlfangvorrichtung für eine Bearbeitungsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der WO 2007/028403 Al ist eine Strahlfangvorrichtung für eine Bearbeitungsmaschine bekannt geworden, welche ein Gehäuse mit einer zum Schneidstrahl weisenden linienförmigen Öffnung aufweist. Der aus einer Unterseite eines Werkstücks austretende Schneidstrahl tritt durch die Öffnung in das Gehäuse ein. In dem Gehäuse ist ein umlaufendes Band zur Energieabsorption des Schneidstrahles vorgesehen. Durch dieses umlaufende Band im Gehäuse wird ein Abtransport von Abbrand, Schlacke, Staub und zusätzlich mitgeführter Energie ermöglicht. Durch das umlaufende Band wird auch eine fortwährende Energieabsorption des in die Öffnung des Gehäuses eintretenden Schneidstrahles ermöglicht.
Solche Strahlfangvorrichtungen werden zunehmend einer hohen Beanspruchung ausgesetzt. Beispielsweise werden die Leistungen des Schneidstrahles erhöht, um dickere Werkstücke zu schneiden. Dadurch erfolgt ein verstärkter Wärmeeintrag in die Strahlfangvorrichtung sowie ein erhöhter Anfall von Schlacke, Staub und Abbrand.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Strahlfangvorrichtung für solche Bearbeitungsmaschinen weiterzubilden, die den erhöhten Anforderungen zur Bearbeitung von Werkstücken mit einem Schneidstrahl genügen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Strahlfangvorrichtung, bei der zumindest ein Rotationskörper in dem Gehäuse unterhalb der Öffnung angeordnet ist, wird eine erhöhte Energieabsorption des Schneidstrahles erzielt. Durch diesen Rotationskörper wird eine über den Umfang erfolgende linienförmige Energieabsorption als auch Umlenkung oder Ablenkung von Schlacke, Funken und Bearbeitungsgasen gegenüber der Eintrittsrichtung des Schneidstrahles erzielt.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der zumindest eine Rotationskörper um seine Rotationsachse drehangetrieben ist. Dadurch kann eine linienförmige Energieabsorption in Umfangsrichtung des Rotationskörpers für eine gute Aufnahme der E- nergie bzw. Ableitung der Wärme erfolgen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der zumindest eine Rotationskörper längs seiner Rotationsachse hin und her verfahrbar ist. Auch durch diese translatorische Bewegung des Rotationskörpers kann eine Energieabsorption ermöglicht wer- den. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass der Drehbewegung des Rotationskörpers um seine Rotationsachse der translatorische Bewegung längs der Rotationsachse überlagert wird.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Strahlfangvorrichtung ist vorgesehen, dass der Rotationskörper als Walze ausgebildet ist, der sich insbesondere zumindest entlang der Länge der Öffnung des Gehäuses erstreckt. Dadurch kann eine konstruktiv einfache Ausgestaltung ermöglicht werden, indem bspw. eine Walze an den jeweiligen Stirnseiten des Gehäuses gelagert ist und eine äußere Mantelfläche der Walze den in die Öffnung eintretenden Schneidstrahl kreuzt.
Der Rotationskörper ist bevorzugt zu dem in die Öffnung des Gehäuses eintretenden Schneidstrahls außermittig angeordnet. Dadurch wird eine gezielte Umlenkung bzw. Ablenkung von Funken, Schlacke und Abbrand ermöglicht, so dass eine Rückrefflektion der Funken, der Schlacke und des Abbrandes in Richtung auf die Öffnung bzw. zur Unterseite des bearbeiteten Werkstückes verhindert ist.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der zumindest eine Rotationskörper in dem Gehäuse in seiner außenmittigen Position veränderbar und zumindest in X-Richtung verfahrbar ist. Dadurch kann der Rotationskörper hinsichtlich der außermittigen Position zur Öffnung des Gehäuses eingestellt werden. Zusätzlich zur Verschiebebewegung des Rotationskörpers in X-Richtung kann auch eine Verschiebebewegung in Y-Richtung und/oder in Z- Richtung des Rotationskörpers im Gehäuse vorgesehen sein, um den Rotationskörper in seiner Lage innerhalb des Gehäuses bzw. zur Öffnung des Gehäuses oder des eintretenden Scheidstrahles einzustellen. Des Weiteren kann durch die Einstellung der Lage innerhalb des Gehäuses im Hinblick auf den einfallenden Schneidstrahl eine Aufweitung der reflektierten Strahlung erzielt werden, um dadurch eine große Streubreite der reflektierten Strahlung mit erheblich reduzierter Energiedichte zu erzielen. Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Rotationskörpers ist vorgesehen, dass eine Mantelfläche sich zu einer Stirnseite des Rotationskörpers hin konisch verjüngt. Dadurch kann bspw. ein Teileabtransport begünstigt werden. Durch die konische Ausgestaltung wird beim Auftreffen eines Bau- oder Restteils auf den Rotationskörper dieses Teil aufgrund der Konizität in eine vorbestimmte Richtung weitergeleitet. Dadurch kann ein Teileabtransport begünstigt werden.
Nach einer ersten Ausführungsform des Rotationskörpers ist die Walze vorzugsweise aus einem Vollmaterial hergestellt. Dadurch kann die absorbierte Wärme schnell und großvolumige in den Rotationskörperabgeleitet werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Rotationskörpers ist vorgesehen, dass die Walze als Hohlwalze ausgebildet ist und vorzugsweise an zumindest einer Stirnseite ein Anschluss für die Zuführung eines Mediums in die Hohlwalze vorgesehen ist. Dadurch kann eine gewichtsreduzierte Ausgestaltung eines Rotationskörpers erzielt werden. Zusätzlich kann durch den vorzugsweise an zumindest einer Stirnseite vorgesehenen Anschluss insbesondere ein Kühlmedium in den Innenraum der Hohlwalze eingeleitet werden, um eine zusätzliche Kühlung und somit eine verbesserte Energieabsorption zu ermöglichen. Sofern bspw. an jeder Stirnseite der Hohlwalze ein Anschluss für ein Medium vorgesehen ist, kann eine Durchführung des Mediums erfolgen. Bei dem Medium kann es sich um ein gasförmiges oder flüssiges Medium handeln. Insbesondere ist eine Wasserdurchführung vorgesehen.
Eine weitere alternative Ausgestaltung des Rotationskörpers sieht vorteilhafterweise die Ausbildung einer doppelwandigen Walze vor, welche im Zwischenraum zwischen einem Außenrohr und einem Innenrohr mit einem Medium befüllbar ist. Dadurch kann die Energieabsorption und Wärmeableitung erhöht werden. Diese doppelwandige Walze kann bei einem einseitigen Anschluss mit einem Medium befüllt und entleert werden oder bei einem beidseitigen Anschluss an. jeder Stirnseite auch durchströmt werden. Nach einer weiteren alternativen Ausgestaltung der doppelwandigen Walze als Rotationskörper ist vorgesehen, dass an zumindest einer Stirnseite des Innenrohres ein Anschluss für die Zuführung eines Mediums vorgesehen ist. Dadurch kann der Innenraum und der Zwischenraum jeweils mit einem insbesondere unterschiedlichen Medium befüllt oder durchflutet werden, um eine hohe Energie- und Wärmeabsorption zu erzielen.
Nach einer weiteren alternativen Ausgestaltung der doppelwandig ausgebildeten Walze als Rotationskörper ist vorgesehen, dass das Außenrohr und das Innenrohr relativ zueinander drehbar angeordnet sind. Dabei kann gemäß einer ersten Ausführungsform ein feststehendes Innenrohr vorgesehen sein, um welches das Außenrohr rotiert. Dadurch kann eine Verwirbelung des im Zwischenraum zwischen dem Innen- und Außenrohr vorgesehenen Mediums erfolgen, wodurch ein verbesserter Wärmeübergang erzielt wird. Dies ist vorteilhafterweise dann gegeben, wenn im Innenraum des Innenrohres ein weiteres Medium vorgesehen ist, welches vorzugsweise auch ausgetauscht wird. Eine zweite, alternative Ausführungsform sieht vor, dass das Innenrohr in eine Drehbewegung versetzt wird, welche gleichsinnig oder gegensinnig zum Außenrohr drehangetrieben sein kann.
Des Weiteren kann alternativ vorgesehen sein, dass bei einem Rotationskörper, der als doppelwandige Walze ausgebildet ist, ein Innenrohr außermittig zum Außenrohr angeordnet ist. Dadurch kann bei der Rotation des Außenrohres und/oder des Innenrohres eine Zwangumwälzung von einem in dem Zwischenraum zwischen dem Innen- und Außenrohr vorhandenen Medium erfolgen, wodurch eine verbesserte Kühlung erzielt wird.
Nach einer weiteren alternativen Ausgestaltung des Rotationskörpers als doppelwandige Walze ist vorgesehen, dass eine Zwangsführung eines Mediums durch einen Zwischenraum zwischen dem Innen- und Außenrohr und anschließend durch einen Innenraum des Innenrohres erfolgt. Dadurch kann eine gleichmäßige Kühlung der Walze erzielt werden. Be- vorzugt ist an einer Stirnseite der Walze der zu- und abführende An- schluss vorgesehen, so dass die Walze im Aufbau vereinfacht ist.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rotationskörper in dem Gehäuse einseitig gelagert ist. Dadurch kann eine Art fliegende Lagerung ermöglicht werden. Der Rotationskörper kann eine als Patrone ausgebildete Kühleinheit, insbesondere mit der Zwangsführung des Mediums aufnehmen, wobei die Kühleinheit in die rohrförmige Walze hineinragt. Die Lagerung der Walze erfolgt an oder außerhalb dem Gehäuse, ebenso wie die Lagerung der Kühleinheit. Dadurch ist die Gefahr von Verschmutzung der Lagerung durch Schlacke, Staub oder Funken verringert oder verhindert.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rotationskörper aus einem gut wärmeleitfähigen Material, insbesondere aus Kupfer oder kupferhaltigen Materialien hergestellt ist. Solche Materialien ermöglichen zum einen eine hohe Wärmeableitung und zum anderen sind diese Materialien schwer mit weiteren Materialien zu verschweißen oder zu verbinden, so dass ein dauerhaftes Anhaften an der Oberfläche des Rotationskörpers erheblich reduziert ist.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine äußere Mantelfläche des Rotationskörpers eine bearbeitete, insbesondere aufgeraute Oberfläche aufweist. Dadurch kann ein gezieltes Anhaften der Schlacke erzielt werden, wodurch ein schneller Abtransport ermöglicht ist. Eine Reflektion der Verschmutzungen in Richtung auf die Öffnung des Gehäuses wird dadurch erheblich reduziert, wodurch die Unterseite des zu bearbeitenden Werkstückes durch Funken oder Schlacke nicht beeinträchtigt wird. Durch den rotierend angetriebenen Rotationskörper wird des Weiteren ermöglicht, dass bei größeren anwachsenden Schichtdicken ein selbständiges Lösen durch die Fliehkräfte erzielt wird.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zum Entfernen von an dem Rotationskörper anhaftender Schlacke, Abbrand und Verunreinigungen eine Reinigungsvorrichtung vorgesehen ist, welche einer äußeren Mantelfläche des zumindest einen Rotationskörpers zugeordnet ist. Dadurch kann ein Zuwachsen oder ein Schichtaufbau von an dem Rotationskörper anhaftender Schlacke, Ab- brand oder Verschmutzung entgegengewirkt werden. Darüber hinaus kann durch eine solche Reinigungsvorrichtung bei jeder Umdrehung des Rotationskörpers ein Reinigungsvorgang erfolgen, wodurch auch eine verbesserte Wärmeableitung gegeben ist.
Die Reinigungsvorrichtung ist bevorzugt als Bürste, insbesondere rotierende Bürste, als Schaber, Kratzer oder als rotierende Walze ausgebildet. In Abhängigkeit der Einbauverhältnisse können die einzelnen Reinigungsvorrichtungen vorgesehen sein.
Nach einer weitem bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse zumindest eine Absaugöffnung aufweist, an die eine Absaugvorrichtung anschließbar ist und zumindest eine Absaugöffnung seitlich oder am Boden des Gehäuses vorgesehen ist und dass zwischen der Öffnung des Gehäuses und dem Rotationskörper eine Zuführung für ein Medium vorgesehen ist, welches vorzugsweise eine Einströmrichtung aufweist, die quer zur Längserstreckung des zumindest einen Rotationskörper oder der Öffnung des Gehäuses ausgerichtet ist. Durch die an das Gehäuse angeschlossene Absaugvorrichtung können die durch die Öffnung eingedrungenen und aufgrund des Schneidprozesses entstehenden Gase, Funken und Stäube abgesaugt werden. Gleichzeitig kann durch die angeschlossene Absaugung ein Kühleffekt erzielt werden. Zusätzlich können die durch den Rotationskörper umgelenkten Verunreinigungen und Schlackepartikel abgesaugt werden.
Durch eine Zuführung kann gleichzeitig ein gasförmiges oder flüssiges Medium, insbesondere Luft, zugeführt werden, um eine seitlich Ablenkung der von dem Rotationskörper reflektierenden Verunreinigungen, Schlacke und Funken zu erzielen und zusätzlich der Absaugung zu führen, so dass eine Rückrefflektion der durch den Schneidstrahl in das Gehäuse eingetragenen Partikel verhindert wird. Die Zuführung für das Medium erstreckt sich bevorzugt entsprechend der Länge der Öffnung des Gehäuses und ist vorzugsweise segmentweise ansteuerbar. Dadurch wird dasjenige Segment zum Einleiten des Mediums angesteuert, in dessen Bereich sich der Schneidstrahl befindet. Alternativ kann vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit der Position des in die Öffnung des Gehäuses eintretenden Schneidstrahls die Zuführung zuschaltbar ist. Dadurch kann der Bereich vor und hinter dem Schneidstrahl in und entgegen der Bewegungsrichtung des Schneidstrahls eingestellt und individuell angepasst werden.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest seitliche Wandabschnitte im Gehäuse eine Anti- Haftbeschichtung aufweisen. Die durch den Rotationskörper aufgrund dessen Rotationsbewegung umgelenkten Verunreinigungen, Schlacke und Funken werden in Richtung auf die seitlichen Wandabschnitte umgelenkt. Zur Vermeidung von einer Verschmutzung der Seitenwände oder einem Zuwachsen der Seitenwände wird eine Anti-Haftbeschichtung aufgebracht. Darüber hinaus kann ein Reinigungsvorgang, bspw. durch Rütteln des Gehäuses, bereits zum Lösen oder Abplatzen von sich ggf. daran anlagernden Verschmutzungen ermöglichen.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Darstellung einer Bearbeitungsmaschine mit einer erfindungsgemäßen Strahlfangvorrichtung in einer eingebauten Position,
Figur 2 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Strahlfangvorrichtung, Figur 3 einen schematischen Querschnitt der Strahlfangvorrichtung gemäß Figur 2,
Figur 4 einen schematischen Längsschnitt der Strahlfangvorrichtung gemäß Figur 2,
Figur 5a und b eine schematische Ansicht im Querschnitt und im Längsschnitt eines Rotationskörpers in der Strahlfangvorrichtung gemäß Figur 2,
Figur 6a und b eine schematische Ansicht im Querschnitt und im Längsschnitt einer alternativen Ausführungsform des Rotationskörpers gemäß Figur 2,
Figur 7a und b eine schematische Ansicht im Querschnitt und im Längsschnitt einer alternativen Ausführungsform des Rotationskörpers gemäß Figur 2 und
Figur 8 eine schematische Ansicht im Längsschnitt einer alternativen Ausführungsform des Rotationskörpers gemäß Figur 2.
In Figur 1 ist perspektivisch eine Bearbeitungsmaschine 11 dargestellt. Diese Bearbeitungsmaschine 11 ist bevorzugt als Laserschneidmaschine ausgebildet. Alternativ kann eine Bearbeitungsmaschine mit einem Plasma-Strahl oder Brennstrahl vorgesehen sein. Ein Maschinenbett 12 umfasst eine Werkstückauflage 14, die beispielsweise gemäß Figur 1 durch ein Auflageband 16 ausgebildet ist, welches ruhend im Maschinenbett 12 gehalten ist. In einer alternativen Ausführungsform kann dieses Auflageband auch angetrieben sein und zusätzliche Transportfunktionen übernehmen. Über eine Linearachse 21 ist ein Schneidkopf 22 in Y- Richtung bewegbar und bildet einen Arbeitsbereich des Schneidkopfes 22. Zusätzlich kann eine Linearachse vorgesehen sein, die in und entgegen einer X-Richtung verfahrbar ist. Darüber hinaus kann auch eine in der Höhe verfahrbare Linearachse vorgesehen sein. Von dem Schneid- köpf 22 aus wird ein Schneidstrahl 24 auf das Werkstück 17 gerichtet, um eine Bearbeitung durchzuführen.
Auf einer Unterseite des Werkstückes 17 ist im Bearbeitungsbereich des Schneidkopfes 22 eine Strahlfangvorrichtung 26 vorgesehen, die zwischen Umlenkrollen 28 des Auflagebandes 16 positioniert ist. Die Strahlfangvorrichtung 26 kann in einer besonderen Ausführungsform auf einer Führung 36 in und entgegen der X-Richtung verfahrbar sein, wobei die Strahlfangvorrichtung 26 an die Bewegung des Schneidkopfes 22 gekoppelt ist, beispielsweise durch einen eigenen Antrieb oder ohne eigenen Antrieb mitgeführt wird.
Die Strahlfangvorrichtung 26 weist eine Öffnung 31 auf, die zum Schneidkopf 22 gerichtet ist und sich bevorzugt entlang des gesamten Bearbeitungsbereiches des Schneidkopfes 22 in Y-Richtung erstreckt. Während der Bearbeitung des Werkstückes 17 kann der Schneidstrahl 24, der auf der Unterseite des Werkstückes 17 nach Einbringung eines Schneidspaltes 32 austritt, durch die Öffnung 31 von einem Gehäuse 34 der Strahlfangvorrichtung 26 aufgefangen werden.
In Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht der Strahlfangvorrichtung 26 dargestellt. Diese weist ein im Wesentlichen geschlossenes Gehäuse 34 auf, das an einer zum Werkstück 17 weisenden Stirnfläche 38 die Öffnung 31 umfasst.
In Figur 3 ist eine schematische Ansicht im Querschnitt der Strahlfangvorrichtung 26 gemäß Figur 2 dargestellt. Figur 4 zeigt die Strahlfangvorrichtung 26 gemäß Figur 2 im Längsschnitt.
Im Gehäuse 34 unterhalb der Öffnung 31 ist ein Rotationskörper 41 angeordnet, der gemäß einer ersten Ausführungsform als Walze ausgebildet ist. Dieser Rotationskörper 41 wird jeweils durch ein Lager 42 (Figur 2) an Stirnseiten 43 des Gehäuses 34 drehbar aufgenommen. An einer Stirnseite 43 ist eine Antriebswelle 44 herausgeführt, welche von einem Antrieb 46 in Drehung versetzt wird. Der Rotationskörper 41 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel in Figur 3 und 4 als kreisrunder Rotationsköper bzw. als Zylinder mit einer kreisrunden Grundfläche ausgebildet. Der Rotationskörper 41 ist beispielsweise als Walze aus einem Vollmaterial oder als Hohlwalze ausgebildet. In dem Gehäuse 34 ist der Rotationskörper 41 außermittig zum Schneidstrahl 24 angeordnet, so dass der Schneidstrahl 24 nicht auf die am nächsten zur Öffnung liegenden Mantelfläche des Rotationskörpers auftritt, um eine Totalrefflektion des einfallenden Schneidstrahls 24 zu vermeiden. Vielmehr wird durch die außermittige Anordnung erzielt, dass durch die Gesetzmäßigkeit, wonach der Eintreffwinkel gleich dem Austrittswinkel ist, eine seitliche Ablenkung des Schneidstrahls 24 und der vom Schneidstrahl 24 durch die Öffnung 31 in das Gehäuse 34 eingetragene Funken, Schlacke und Verschmutzungen ermöglicht. Zusätzlich wird der einfallende Schneidstrahl reflektiert gestreut.
Zur Erhöhung der linienförmigen Energieabsorption wird der Rotationskörper 41 durch den Antrieb 46 in Drehung versetzt. Dadurch wird eine linienförmige Energieabsorption auf der umlaufenden Mantelfläche des Rotationskörpers 41 erzielt. Zusätzlich oder alternativ zur Drehbewegung des Rotationskörpers 41 um seine Rotationsachse 48 kann eine translatorische Bewegung des Rotationskörpers 41 entlang seiner Rotationsachse 48, bzw. in und entgegen der Y-Richtung vorgesehen sein. Des Weiteren kann eine Kombination der Rotationsbewegung um die Rotationsachse 48 und eine translatorische Hin- und Herbewegung entlang der Rotationsachse 48 für die Energieabsorption angesteuert werden.
Durch die Ausgestaltung des Rotationskörpers 41 kann eine robuste sowie einfache und somit kostengünstige Konstruktion für die Energieabsorption, insbesondere im Vergleich zum umlaufenden Band gegenüber dem eingangs genannten Stand der Technik, erzielt werden. Zusätzlich kann ein geringere Lärmbelästigung als auch eine erhöhte Arbeitssicherheit beim Betrieb dieser Strahlfangvorrichtung 26 erzielt werden. Durch die Ausgestaltung eines Rotationskörpers 41 zur Energieabsorption kann eine Aufweitung der reflektierten Strahlungsanteile des Schneidstrahles 24 ermöglicht sein, so dass auf einen zusätzlichen Absorptionskörper wie bspw. eine Strahlfalle verzichtet werden kann. Gleichzeitig wird durch die außermittig auf den Rotationskörper 41 auftreffenden Schneidstrahl 24 nicht nur eine effektivere Einkopplung bzw. Energieabsorption des Schneidstrahles 24 erreicht, sondern auch eine gerichtete Reflektion der nicht absorbierten Strahlungsanteil innerhalb des Gehäuses 34 ermöglicht. Des Weiteren erfolgt über die im Umfang des Rotationskörpers 41 erfolgende linienförmige Energieabsorption eine Erwärmung des Rotationskörpers 41, die nur in Längsrichtung eine Längenänderung bewirkt, welche konstruktiv einfach durch eine beispielsweise Fest-Los-Lagerung aufgenommen werden kann.
Das Gehäuse 34 weist unmittelbar an die Stirnfläche 38 angrenzend Wandabschnitte 49, 50 auf, welche den Innenraum des Gehäuses 34 aufweiten. Daran schließen sich bevorzugt parallel zueinander ausgerichtete Wandabschnitte 51 an, welche in einen Boden 52 übergehen. Durch die außermittige Anordnung des Rotationskörpers 41 wird ein Wandabschnitt 49 verstärkt mit reflektierter Strahlung als auch Schlacke und Schmutz beaufschlagt. Dieser Wandabschnitt 49 ist bevorzugt mit einer Strahl- oder Prallplatte 54 ausgebildet, die insbesondere durch ein Kühlmedium, vorzugsweise Wasser gekühlt ist. Diesem Wandabschnitt 49 gegenüberliegend ist im Wandabschnitt 50 eine Zuführung 57 vorgesehen, welche sich bevorzugt entlang dem Wandabschnitt 50 über die gesamte Gehäuselänge erstreckt.
Die Zuführung 57 besteht bevorzugt aus mehreren Düsen, insbesondere Breitschlitzdüsen, die beispielsweise in einer Reihe nebeneinander positioniert sind, um ein Medium in das Gehäuse 34 einzuleiten. Hierbei kann ein flüssiges oder gasförmiges Medium eingeleitet werden. Bevorzugt wird Luft verwendet. Die Zuführung 57 ist derart ausgerichtet, dass der einfallende Schneidstrahl bzw. die damit durch die Öffnung 31 in das Gehäuse 34 einfallenden Funken, Schlacke und Verunreinigungen abgelenkt und in Richtung auf die Prallplatte 54 umgelenkt werden. Bevorzugt ist unterhalb des Wandabschnittes 49 in dem Wandabschnitt 51 eine Absaugungsöffnung 59 vorgesehen, die von einem Absaugstutzen 60 umgeben ist. An dem beispielhaft in Figur 3 dargestellten Absaugstutzen 60 ist eine nicht näher dargestellte Absaugvorrichtung angeschlossen, wodurch das eingeleitete Medium über die Zuführung 57 ab- gesaugt wird. Dadurch können Funken, Schlacke und dergleichen, die einerseits durch den Rotationskörper 41 reflektiert und andererseits durch die Zuführung 57, über den Absaugstutzen 60 aus dem Gehäuse 34 abgelenkt werden. Die Rotationsrichtung des Rotationskörpers 41 ist derart vorgesehen, dass die reflektierende Strahlung, Schlacke, Funken und Verunreinigungen in eine entgegengesetzte Richtung gegenüber dem außermittigen Versatz der Rotationsachse 48 zum Schneidstrahl 24 erfolgt.
Am Boden 52 ist eine Auffangwanne 61 für Kleinteile, Schlacke und für weitere Verunreinigungen vorgesehen. Diese Auffangwanne 61 kann bevorzugt perforiert ausgebildet und an die Absaugungsvorrichtung angeschlossen sein, so dass Funken, Schlacke und Verunreinigungen über den Boden 52 abgesaugt werden können.
Zur Reinigung des Rotationskörpers 41 ist eine Reinigungsvorrichtung 65 vorgesehen, welche bevorzugt am Boden 52 oder an einem Wandabschnitt 51 nahe dem Boden 52 angeordnet ist. Im Ausführungsbeispiel ist die Reinigungsvorrichtung 65 als Bürstenleiste ausgebildet, welche an dem rotierenden Rotationskörper 41 angreift. Dadurch wird auf der Mantelfläche des Rotationskörpers 41 anhaftende Schlacke, Funken oder Verunreinigungen entfernt und gelangen in die Auffangwanne 61, um diese anschließend zu entsorgen. Durch eine zusätzliche auf der Mantelfläche des Rotationskörpers 41 aufgebrachte Hochtemperatur-Anti- Haftbeschichtung kann der Ablöseeffekt von der Oberfläche des Rotationskörpers 41 zusätzlich unterstützt werden.
Zur Einstellung der Lage des Rotationskörpers 41 in dem Gehäuse 34 kann eine Verstelleinrichtung zwischen dem Gehäuse 34 und dem Rotationskörper 41 vorgesehen sein, um eine außermittige Position des Rotationskörpers 41 zum in die Öffnung 31 des Gehäuses 34 eintretenden Schneidstrahls 24 einzustellen. Der Rotationskörper 41 ist mit seiner Rotationsachse vorzugsweise parallel verlaufend mit einem Wandabschnitt 51 oder zu einer linienförmigen Öffnung 31 ausgerichtet. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Rotationsachse 48 des Rotationskörpers 41 in einem spitzen Winkel zur Y-Verfahrrichtung des Schneidwin- kels ausgerichtet ist. Der Rotationskörper 41 kann darüber hinaus sich zu einer Stirnseite hin konisch verjüngen, wobei die vorbeschriebenen Anordnungen in seiner Lage und Ausrichtung auch für konisch ausgebildete Rotationskörper 41 gilt.
Alternativ zum Rotationskörper 41 gemäß den Figuren 3 und 4, der als Walze ausgebildet ist, welche sich über die gesamte Länge des Gehäuses 34 erstreckt, kann alternativ vorgesehen sein, dass mehrere kürzere Walzen vorgesehen sind, die in einer gemeinsamen Rotationsachse oder versetzt zueinander angeordnet sind, so dass diese im jeweiligen Randbereich ein Überlappungsbereich aufweisen, um ein Durchtreten des Schneidstrahls 24 und Auftreffen auf dem Boden 52 zu vermeiden. Bei mehreren Rotationskörpern 41 ist bevorzugt vorgesehen, dass deren Rotationsachse parallel zur Y-Achse oder in einem spitzen Winkel hierzu verlaufen. Des Weiteren kann alternativ vorgesehen sein, dass mehrere Rotationskörper 41 eine Rotationsachse umfassen, welche in X-Richtung ausgerichtet ist. Auch bei einer solchen Anordnung können die einzelnen Rotationskörper 41 bspw. entlang einer stehenden Zickzacklinie einander zugeordnet sein, so dass der Schneidstrahl 24 bei einem Verfahrweg entlang der Y-Achse immer auf einen Rotationskörper 41 auftritt.
In Figur 5a ist eine schematische Ansicht im Querschnitt und in Figur 5b eine schematische Ansicht im Längsschnitt einer ersten Ausführungsform des Rotationskörpers 41 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist der Rotationskörper 41 als Rohr oder Hohlwelle ausgebildet, welches an zumindest einer Stirnseite einen Anschluss 72 zum Zuführen eines Mediums aufweist. Beispielsweise wird zur Kühlung Wasser in die Hohlwelle eingefüllt. Bei einem beidseitigen Anschluss kann eine Durchströmung der Hohlwelle mit dem Medium ermöglicht werden. Aufgrund dieser konstruktiven Ausgestaltung, dass der Rotationskörper 41 gekühlt werden kann, wird ein geringer thermischer Verzug der Hohlwelle erzielt. Dadurch steigt auch die Belastungsfähigkeit. Zusätzlich kann eine höhere Energieabsorption erzielt werden. Durch eine solche Ausgestaltung wird eine robuste, einfache und kostengünstige Konstruktion mit freier Materialauswahl ermöglicht. In Figur 6a ist eine schematische Ansicht im Querschnitt und in Figur 6b eine schematische Ansicht im Längsschnitt einer weiteren alternativen Ausführungsform eines Rotationskörpers 41 dargestellt, welcher aus einem Außenrohr 74 und einem Innenrohr 75 ausgebildet ist. Dazwischenliegend ist ein Zwischenraum 76 ausgebildet, der wiederum mit einem Medium befüllbar ist. Zusätzlich kann das Innenrohr 75 mit einem An- schluss 72 versehen sein, um ebenfalls befüllt oder durchströmt zu werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein feststehendes Innenrohr 75 und ein demgegenüber rotierendes Außenrohr 74 vorgesehen. Dadurch wird in dem Zwischenraum 76 ein stark bewegtes Medium erzeugt, wodurch eine verbesserte Wärmeübertragung erzielt wird. Die einander zugeordneten Flächenabschnitte des bewegten Außenrohres 74 und des stehenden Innenrohres 75 sind bevorzugt mit einer Dichtung versehen.
In Figur 7a ist eine schematische Ansicht im Querschnitt und in Figur 7b eine schematische Ansicht im Längsschnitt einer weiteren alternativen Ausführungsform eines Rotationskörpers 41 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist wiederum ein Außenrohr 74 und ein Innenrohr 75 vorgesehen, wobei das innenliegende Rohr 75 ebenfalls rotiert. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Innen- und Außenrohr 75, 74 in gleicher Drehrichtung und in gleicher Umfangsgeschwindigkeit angetrieben werden. Ebenso können zueinander abweichende Winkelgeschwindigkeiten vorgesehen sein als auch ein Antrieb in entgegengesetzte Richtungen erfolgen. Der Zwischenraum 76 ist bevorzugt mit Wasser befüllt und der Innenraum des Innenrohres 75 ist bevorzugt mit Luft befüllt.
In Figur 8 ist eine weitere alternative Ausgestaltung der Erfindung dargestellt. Der Rotationskörper 41 ist als Hohlwelle oder Rohr ausgebildet, in welche einseitig eine patronenförmig ausgebildete Kühleinheit 78 einsetzbar ist. Diese Kühleinheit 78 umfasst ein Außenrohr 81 und ein Innenrohr 82, wobei ein Zwischenraum 83 an einem Ende einen Zugang für das zugeführte Medium in einen Innenraum des Innenrohres 82 ermöglicht. Dadurch ist eine Zwangsführung des Medium gegeben. Diese Kühleinheit 78 wird in die Hohlwelle eingesteckt. Bevorzugt ist eine einseitige Lagerung bzw. eine sogenannte fliegende Lagerung vorgesehen.

Claims

Ansprüche
1. Strahlfangvorrichtung für eine Bearbeitungsmaschine mit einem Gehäuse (34), welche eine zum Schneidstrahl (24) weisende linienför- mige Öffnung (31) aufweist und der beim Bearbeiten eines Werkstücks (17) aus der Unterseite des Werkstücks (17) austretenden Schneidstrahl (24) durch die Öffnung (31) in das Gehäuse (34) eintritt und mit einem relativ zur Öffnung (31) des Gehäuses (34) bewegten festen Medium, das zur Energieabsorption den Schneidstrahl (24) kreuzt, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegte Medium als Rotationskörper (41) ausgebildet ist und zumindest ein Rotationskörper (41) unterhalb der Öffnung (31) in dem Gehäuse (34) vorgesehen ist.
2. Strahlfangvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Rotationskörper (41) um seine Rotationsachse (48) zur Energieabsorption drehangetrieben ist.
3. Strahlfangvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Rotationskörper (41) längs seiner Rotationsachse (48) zur Energieabsorption hin und her verfahrbar ist.
4. Strahlfangvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskörper (41) als Walze ausgebildet ist, der sich vorzugsweise zumindest entlang der Länge der Öffnung (31) des Gehäuses (34) erstreckt.
5. Strahlfangvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Rotationskörper (41) außermittig zum Schneidstrahl (24) angeordnet ist, der durch die Öffnung (31) in das Gehäuse (34) eintritt.
6. Strahlfangvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Rotationskörper (41) in dem Gehäuse (34) in seiner außermittigen Position veränderbar und vorzugsweise zumindest in X-Richtung verfahrbar angeordnet ist.
7. Strahlfangvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Rotationskörper (41) sich zumindest zu einer Stirnseite der Walze konisch verjüngt.
8. Strahlfangvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskörper (41) als Walze aus einem Vollmaterial hergestellt ist.
9. Strahlfangvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Rotationskörper (41) als Hohlwalze ausgebildet ist, der vorzugsweise an zumindest einer Stirnseite einen Anschluss (72) für die Zuführung eines Mediums in die Hohlwalze aufweist.
10. Strahlfangvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Rotationskörper (41) als doppelwandige Walze ausgebildet ist, welche einen Zwischenraum (76) zwischen einem Außenrohr (74) und einem Innenrohr (75) bildet, der vorzugsweise mit einem Medium befüllbar ist.
ll.Strahlfangvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einer Stirnseite des Innenrohres (75) ein An- schluss (72) für die Zuführung eines Mediums vorgesehen ist.
12. Strahlfangvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (74) und das Innenrohr (75) relativ zueinander drehbar angeordnet sind.
13. Strahlfangvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskörper (41) als doppelwandige Walze ausgebildet ist und ein Innenrohr (75) außermittig zum Außenrohr (74) angeordnet ist.
14. Strahlfangvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskörper (41) als Hohlwalze ausgebildet ist und eine doppelwandig ausgebildete Kühleinheit (78) mit einer Zwangsführung eines Mediums in ein Innenraum der Hohlwalze einsetzbar ist.
15. Strahlfangvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinheit (78) einseitig gelagert ist.
16. Strahlfangvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskörper (41) aus einem gut wärmeleitenden Material, insbesondere aus Kupfer oder kupferhaltigen Materialien hergestellt ist.
17. Strahlfangvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine äußere Mantelfläche des Rotationskörpers (41) eine aufge- raute Oberfläche aufweist.
18. Strahlfangvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Entfernen an dem zumindest einen Rotationskörper (41) anhaftender Schlacke, Funken und Verunreinigungen eine Reinigungsvorrichtung (65) vorgesehen ist, welche vorzugsweise an einer äußeren Mantelfläche des Rotationskörpers (41) angreift.
19. Strahlfangvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung (65) als Bürsten, insbesondere rotierende Bürsten, als Schaber, Kratzer oder rotierende Walzen ausgebildet ist.
20. Strahlfangvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (34) zumindest eine Absaugöffnung aufweist, die an eine Absaugvorrichtung anschließbar ist und zumindest eine Absaugöffnung seitlich im Wandabschnitt (51) oder am Boden (52) des Gehäuses (34) vorgesehen ist und dass zwischen der Öffnung (31) des Gehäuses (34) und dem Rotationskörper (41) eine Zuführung (57) vorgesehen ist, welche vorzugsweise eine Einströmrichtung aufweist, die quer zur Längserstreckung des zumindest einen Rotationskörpers (41) oder der Öffnung (31) des Gehäuses (34) ausgerichtet ist.
21. Strahlfangvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung (57) sich zumindest abschnittsweise entlang dem Gehäuse (31) erstreckt und zum Einleiten des Mediums segmentweise ansteuerbar ist oder in Abhängigkeit der Position des in die Öffnung (31) des Gehäuses (34) eintretenden Schneidstrahls (24) zuschaltbar ist.
22. Strahlfangvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest seitliche Wandabschnitte (51) des Gehäuses (34) eine Anti-Haftbeschichtung aufweist.
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