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DE102005025119A1 - Laser welding head housing has a transverse cleaning jet mid-way between the laser lens and the crucible - Google Patents

Laser welding head housing has a transverse cleaning jet mid-way between the laser lens and the crucible Download PDF

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DE102005025119A1
DE102005025119A1 DE102005025119A DE102005025119A DE102005025119A1 DE 102005025119 A1 DE102005025119 A1 DE 102005025119A1 DE 102005025119 A DE102005025119 A DE 102005025119A DE 102005025119 A DE102005025119 A DE 102005025119A DE 102005025119 A1 DE102005025119 A1 DE 102005025119A1
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Roman Dr. Niedrig
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Highyag Lasertechnologie GmbH
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Abstract

A laser welding head has a lens unit (10) under a protective glass screen (12) and enclosed within a housing (30). The housing has a transverse cleaning jet (31) mid-way between the laser lens and the crucible and directed towards a lateral escape aperture (37) for scouring gas.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erhöhung der Standzeiten/Betriebszeit von Laserbearbeitungsoptiken, welche insbesondere zum Schweißen von Werkstücken verwendet werden.The The invention relates to a device for increasing the service lives / operating time of laser processing optics, which in particular for welding workpieces be used.

Bei der Laserbearbeitung, insbesondere dem Schweißen von Werkstücken, treten Emissionen, wie beispielsweise Spritzer aus dem Schmelzbad oder Schweißrauche, auf. Diese Emissionen lagern sich in der Umgebung der Bearbeitungsstelle ab und führen so auch zu einer Einschränkung der Funktion der Bearbeitungsoptik durch Ablagerungen auf den optischen Flächen. Durch diese Ablagerungen wird aber nicht nur die Leistungsfähigkeit der optischen Systeme eingeschränkt, sondern langfristig wird die Optik auch zerstört.at the laser processing, in particular the welding of workpieces occur Emissions, such as splashes from the molten bath or Welding fumes, on. These emissions are stored in the vicinity of the processing site off and lead so too a limitation the function of the processing optics by deposits on the optical Surfaces. These deposits are not only the performance the optical systems restricted, but in the long run, the look is also destroyed.

Die Verwendung eines Schutzglases, welches vor dem optischen System zu dessen Schutz angebracht wird, stellt die wohl einfachste aber auch gängigste Möglichkeit dar, die sehr teuren optischen Systeme vor Emissionen zu schützen. Diese Schutzmaßnahme ist aus der DE 100 60 176 A1 bekannt und wird dort mit einem Sensor kombiniert, der Verschmutzungen und Beschädigungen des Schutzglases detektiert, so dass dieses frühzeitig, um Beeinträchtigungen des Schweißvorganges zu vermeiden, gewechselt werden kann.The use of a protective glass, which is mounted in front of the optical system for its protection, is probably the simplest but also the most common way to protect the very expensive optical systems from emissions. This protective measure is from the DE 100 60 176 A1 is known and is combined there with a sensor that detects contamination and damage to the protective glass so that it can be changed early in order to avoid adverse effects on the welding process.

Aus der DE 102 26 359 A1 ist ein Laserbearbeitungskopf bekannt, bei dem zwischen Gehäuse und Lasereinrichtung eine Querstrahldüse angeordnet ist. Diese dient dazu, dass in Richtung der Laseroptik fliegende Spritzer oder Schweißrauche zur Seite abgelenkt werden.From the DE 102 26 359 A1 a laser processing head is known in which a transverse jet nozzle is arranged between the housing and the laser device. This serves to deflect flying splashes or welding fumes sideways in the direction of the laser optics.

Eine weitere aus dem Stand der Technik bekannte Methode, um eine Laseroptik zu schützen, ist aus der DE 100 47 057 A1 bekannt. Dabei umschließt eine ringförmige Schutzblende die Austrittsöffnung des Laserstrahls. Die Schutzblende hat die Form einer Tülle und die sie lässt nur die minimal notwendige Öffnung zum Austritt des Laserstrahls frei. Durch die Schutzblende sollen Spritzer und andere Emissionen von der Laseroptik ferngehalten werden.Another known from the prior art method to protect a laser optics, is from the DE 100 47 057 A1 known. In this case, an annular protective shield surrounds the outlet opening of the laser beam. The protective shield has the form of a spout and it leaves only the minimum necessary opening to the exit of the laser beam free. The protective cover is intended to keep splashes and other emissions away from the laser optics.

Die DE 101 23 097 A1 offenbart eine Einrichtung zum Schutz von Laseroptiken, bei der in einen Schutztrichter aus einer Düse Gas eingeblasen wird. An der Seite eines Laserbearbeitungskopfes der DE 101 23 097 A1 befindet sich zusätzlich noch eine Absaugeinrichtung, um abgelenkte Emissionen vom Schmelzbad zu entfernen.The DE 101 23 097 A1 discloses a device for the protection of laser optics, in which a gas is blown into a protective funnel from a nozzle. At the side of a laser processing head the DE 101 23 097 A1 There is also a suction device to remove deflected emissions from the molten bath.

Problematisch beim Einsatz von quer strömendem Luft- oder Gasstrom zum Schutz der optischen Systeme ist, dass durch den starken Luft- oder Gasstrom oberhalb und unterhalb des Luftstromes ein Unterdruck entsteht, wodurch schweißrauchhaltige Luft angesaugt wird und sich diese durch Verwirbelung doch auf dem Schutzglas absetzen kann. Zudem können langsam fliegende Spritzer auch wieder oberhalb des Querstromes (Cross-Jet) angesaugt werden und so auf das Schutzglas treffen.Problematic when using transversely flowing Air or gas flow to protect the optical systems is that through the strong air or gas flow above and below the air flow Negative pressure is created, which sucked in smoke-containing air and this settle by turbulence but still on the protective glass can. In addition, you can slowly flying splashes again above the cross-flow (Cross-Jet) are sucked and thus hit the protective glass.

Das Einblasen eines Gasstromes in einen Schutztrichter ist zwar zum Schutz vor Schweißrauchen geeignet, gegen Spritzer aus dem Schweißbad ist diese Maßnahme jedoch kaum wirksam.The Although blowing a gas stream in a protective funnel is for Protection against welding smoke However, this measure is suitable against splashes from the weld pool hardly effective.

Die Verwendung eines Schutztrichters mit möglichst kleiner Austrittsöffnung für den Laserstrahl ist nicht dazu geeignet, vor Spritzern aus dem Schweißpunkt zu schützen, die direkt in Richtung Optik fliegen.The Use of a protective funnel with the smallest possible exit opening for the laser beam not suitable for splashes from the welding point protect, which fly directly towards optics.

Aus dem Stand der Technik ist somit keine Schutzmaßnahme für das optische System eines Laserbearbeitungskopfes bekannt, welches gleichermaßen wirksam ist gegen Schweißrauche als auch Spritzer aus dem Schweißpunkt.Out The prior art is thus no protective measure for the optical system of Laser processing head known, which is equally effective is against welding smoke as well as splashes from the spot weld.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Laserbearbeitungsoptik bzw. ein davor befindliches Schutzglas gleichermaßen gegen Spritzer aus dem Schmelzbad als auch gegen Schweißrauche zu schützen.outgoing From this prior art, it is the object of the present Invention, a laser processing optics or a protective glass located in front of it equally against splashes from the molten bath as well as against welding fumes to protect.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des selbständigen Anspruchs 1. Erfindungsgemäß ist danach vorgesehen eine Vorrichtung zur Erhöhung der Standzeiten von Laserbearbeitungsoptiken zur Verfügung zu stellen, welche insbesondere zum Schweißen von Werkstücken verwendet wird, mit einem unterhalb der Bearbeitungsoptik angeordneten Schutzglas und einer Einhausung des Laserstrahlenganges, welche am unteren Rand der Bearbeitungsoptik anschließt und welche wenigstens den Raum zwischen der Bearbeitungsoptik und einer Querstromdüse umschließt, wobei die Querstromdüse auf halber Höhe zwischen Laseroptik und Bearbeitungsstelle angebracht ist, und wobei diese Einhausung unmittelbar oberhalb der Querstromdüse eine Einströmöffnung aufweist und oberhalb gegenüber der Querstromdüse eine Ausnehmung sowie direkt unterhalb des Schutzglases der Laseroptik eine Vorrichtung zur Spülung des von der Einhausung umschlossenen Raumes mit einem gasförmigen Medium aufweist.Is solved This object is achieved by the features of the independent claim 1. According to the invention thereafter provided a device for increasing the service life of laser processing optics to disposal to provide, which in particular used for welding workpieces is, with a below the processing optics arranged protective glass and an enclosure of the laser beam path, which at the bottom Edge of the processing optics connects and which at least the room between the processing optics and a Querstromdüse encloses, wherein the crossflow nozzle halfway up is mounted between laser optics and processing station, and wherein this enclosure has an inflow opening immediately above the crossflow nozzle and above it cross jet nozzle a recess and directly below the protective glass of the laser optics a device for flushing of the space enclosed by the enclosure with a gaseous medium having.

Ferner ist vorgesehen, dass die Einströmöffnung oberhalb der Querstromdüse in einen Hohlkanal mündet, der parallel zur Optik nach oben ragt und nach oben geöffnet ist.It is further provided that the inlet opening above the cross-flow nozzle opens into a hollow channel which projects parallel to the optics upwards and is open to the top.

In einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das gasförmige Medium zur Spülung der Einhausung Druckluft. Dabei kann die Vorrichtung zur Spülung der Einhausung an die Druckluftzufuhr der Querstromdüse angeschlossen und aus dieser mit Druckluft versorgt werden. Die Versorgung der Vorrichtung zur Spülung der Einhausung kann dabei über eine Drossel, eine enge Bohrung oder eine Bohrung mit regulierbarem Querschnitt erfolgen.In a preferred embodiment the device according to the invention is the gaseous Medium for rinsing the enclosure compressed air. In this case, the device for flushing the Housing connected to the compressed air supply of the cross-flow nozzle and out of this be supplied with compressed air. The supply of the device for flush the enclosure can be over a throttle, a narrow bore or a bore with adjustable Cross-section.

In dem Durchbruch, der sich oberhalb gegenüber der Querstromdüse befindet, ist in einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Leitblech angebracht.In the breakthrough located above the cross-flow nozzle, is in a preferred embodiment the device according to the invention a baffle attached.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient dazu, die Optik bzw. das der Optik vorgelagerte Schutzglas einer Laserbearbeitungsoptik vor Verschmutzung zu schützen. Quelle der Verschmutzung ist die Laserbearbeitung selbst; dabei entstehen Spritzer und Schweißrauche, die sich in der Umgebung der Bearbeitungsstelle ablagern. Die beim Schweißen entstehenden Spritzer (ausgeworfene Schmelze) können einen Durchmesser von bis zu einem Millimeter und Geschwindigkeiten von bis zu 5 m/s oder noch höher haben; die kinetische Energie eines Spritzerteilchens kann also erheblich sein.The inventive device serves to the optics or the protective glass upstream of the optics a laser processing optics to protect against contamination. source the pollution is the laser processing itself; thereby arise Splashes and welding fumes, which deposit in the vicinity of the processing station. The at Welding arising Splashes (ejected melt) can have a diameter of up to a millimeter and speeds of up to 5 m / s or more have higher; The kinetic energy of a spatter particle can thus considerably be.

Um solche Teilchen, die von der Bearbeitungsstelle in Richtung Optik fliegen, abzulenken, wird üblicherweise ein Druckluft-Querstrom (sog. Cross-Jet) eingesetzt, in dem die Jet-Geschwindigkeit durchaus Überschall-Geschwindigkeit erreichen kann. Die alleinige Verwendung eines Cross-Jets birgt jedoch einige Schwierigkeiten in sich, die zu überwinden Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist. Wichtig ist die Positionierung des Cross-Jets. Je weiter der Cross-Jet von der Optik entfernt ist, desto geringere Ablenkwinkel werden benötigt, um Teilchen von der Optik fernzuhalten. Andererseits erzeugt der Cross-Jet starke Sogwirkung und Verwirbelungen, wodurch z.B. die Schutzgas-Atmosphäre über der Bearbeitungsstelle gestört wird. Deshalb sollte der Cross-Jet auch möglichst weit von der Bearbeitungsstelle entfernt sein. Beides gleichzeitig geht nicht, deshalb ist eine bevorzugte Position der Querstrom-Düse, die den Cross-Jet erzeugt, auf halber Höhe zwischen Bearbeitungsstelle und Optik.Around such particles moving from the processing point towards optics Flying, distracting, is becoming common a compressed air cross-flow (so-called cross-jet) is used, in which the Jet speed quite supersonic speed can reach. The sole use of a cross-jet harbors However, there are some difficulties in itself to overcome the task of the present Invention is. Important is the positioning of the cross-jet. ever further the cross jet is removed from the optics, the lower Deflection angles are needed to keep particles away from the optics. On the other hand, the cross-jet generates strong suction and turbulence, causing e.g. the protective gas atmosphere above the processing point disturbed becomes. Therefore, the cross-jet should also be as far as possible from the processing point be distant. Both are not possible at the same time, so one is preferred position of the cross flow nozzle that generates the cross jet, halfway up between processing point and optics.

Durch die Sogwirkung des Jets und der dadurch verursachten Luftbewegungen fliegen allerdings praktisch alle Spritzer auf gekrümmten Bahnen. So können Spritzer, die seitlich am Cross-Jet vorbeifliegen und die Optik eigentlich nicht treffen würden, wieder in Richtung Optik gesaugt werden. Als weitere Maßnahme wird deshalb eine Einhausung des Laserstrahlengangs zwischen Optik und Querstromdüse vorgeschlagen, die solche „Querschläger" von der Optik fernhält. Diese Einhausung wiederum ist noch nicht ausreichend, um Schweißrauche fernzuhalten, da diese durch die vom Cross-Jet verursachten starken Verwirbelungen immer noch in die Einhausung gelangen können. Weiterhin kann durch die Einhausung der Unterdruck oberhalb des Cross-Jets nicht mehr ausgeglichen werden, was die Verwirbelung der Luftströmung unterstützt und die Effizienz des Jets deutlich senkt.By the suction effect of the jet and the resulting air movements However, virtually all splashes fly on curved paths. So can Splashes flying past the side of the cross-jet and the optics actually would not meet be sucked again in the direction of optics. As another measure will Therefore, an enclosure of the laser beam path between optics and Querstromdüse proposed which keeps such "ricochets" away from the optics Housing, in turn, is not sufficient to weld smoke keep away, as this caused by the strong cross-jet Turbulences can still get into the enclosure. Farther can by enclosing the negative pressure above the cross-jet no longer be balanced, which supports the turbulence of the air flow and significantly reduces the efficiency of the jet.

Deswegen erhält die Einhausung an speziellen Stellen Durchbrüche und Ausnehmungen, wodurch der Unterdruck ausgeglichen werden kann. Ein Durchbruch der Einhausung ist unmittelbar oberhalb der Querstromdüse positioniert. Die hierdurch angesaugte Luft kann jedoch stark schweißrauchhaltig sein, weswegen eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung einen Hohlkanal vorsieht, der vom Durchbruch parallel zur Optik nach oben ragt und dadurch Luft angesaugt wird, die sehr viel weiter von der Bearbeitungsstelle entfernt ist und daher sauberer ist. Die Ausnehmung oberhalb gegenüber der Querstromdüse ist notwendig, damit energiereiche Teilchen, die nur schwach abgelenkt werden, nicht den Innenraum der Einhausung verschmutzen, sondern die Einhausung verlassen können. Dies erleichtert die Absaugung der Luft, in der die Teilchen mitgerissen werden, erheblich.therefore receives the enclosure in special places breakthroughs and recesses, thus the negative pressure can be compensated. A breakthrough of the enclosure is positioned immediately above the crossflow nozzle. The result however, sucked air can be very sweaty, which is why a further advantageous embodiment provides a hollow channel, which protrudes from the breakthrough parallel to the optics upwards and thereby Air is sucked in, which is much further from the processing point is removed and therefore is cleaner. The recess above the cross jet nozzle is necessary to allow high-energy particles that are only slightly deflected be, not pollute the interior of the enclosure, but leave the enclosure. This facilitates the extraction of the air in which the particles are entrained be, considerably.

Hierfür ist ein entsprechend geformtes Rohr vorgesehen. Da der Luftstrom am unteren Rohransatz stark umgelenkt werden muss, werden wiederum mehr Störungen in der Luftströmung erzeugt, die zu minimieren sind.This is a provided correspondingly shaped tube. Because the airflow at the bottom Tube approach must be strongly diverted, in turn, more interference in the air flow generated, which are to be minimized.

Dazu ist im Bereich der Ausnehmung ein Leitblech vorgesehen. Dieses Leitblech verläuft oberhalb der Luftströmung, beginnt an der Begrenzung des Laserstrahls, verläuft zunächst parallel zur Luftströmung und ist dann mit einer geringen Krümmung nach oben gebogen. Der Radius der Krümmung sollte mindestens 10 mm betragen; der Winkel des nach oben gebogenen Blechansatzes liegt zwischen 45 und 70 Grad. An der Unterseite legt sich die Luftströmung an und folgt der Blechkrümmung, wodurch eine weitgehend störungsfreie Ablenkung erzielt wird.To is provided in the region of the recess a guide plate. This baffle extends above the air flow, begins at the boundary of the laser beam, runs first parallel to the air flow and is then with a slight curvature bent up. The radius of curvature should be at least 10 mm; the angle of the upturned Blechansatzes is between 45 and 70 degrees. At the bottom lays the air flow and follows the sheet curvature, causing a largely trouble-free Distraction is achieved.

Schließlich kann die Einhausung zusätzlich mit Druckluft gespült werden, um die über den Druckausgleichshohlkanal eingesaugte, möglicherweise schwach schweißrauchhaltige Luft vom Schutzglas fernzuhalten. Hier kommt es darauf an, dass die Einströmung des Spülgases möglichst laminar erfolgt und ein möglichst undurchlässiger Luftvorhang vor dem Schutzglas entsteht. Hierzu werden mehrere vorteilhafte Ausführungen angegeben: Eine Ausführung besteht in einer schmalen, komplett umlaufenden Ringdüse, wodurch die Luft parallel zum Schutzglas radial nach innen strömt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Ringkanal, der hinter der Ringdüse sitzt, von einer Bohrung mit Druckluft versorgt wird, die tangential in den Ringkanal mündet. Dadurch strömt die Luft in dem Ringkanal in einer einheitlichen Umlaufrichtung, wodurch auch der erzeugte Luftvorhang einen Drall bekommt, wo durch das Abströmen der Spülluft nach unten in einem stabilen Wirbel erfolgen kann. Eine andere, einfachere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, die Spülluft aus mindestens einer, besser zwei tangential in die zylindrische oder kegelige Einhausung mündenden Bohrungen einströmen zu lassen. Ebenfalls kann die Ringdüse auch relativ breit gestaltet sein; in dem breiten umlaufenden Schlitz der Ringdüse kann man dann einen Ring aus porösem Material einlassen, so das die Spülluft sehr gleichmäßig und laminar ausströmt und gleichzeitig noch gefiltert wird.Finally, the enclosure can additionally be flushed with compressed air in order to keep the possibly weakly fume-containing air sucked in via the pressure compensation hollow channel away from the protective glass. Here, it is important that the inflow of the purge gas is as laminar as possible and creates a possible impermeable air curtain in front of the protective glass. For this purpose, several advantageous embodiments are given: One embodiment consists in a narrow, completely circumferential annular nozzle, whereby the air flows parallel to the protective glass radially inwardly. Especially advantageous It is when the annular channel, which sits behind the annular nozzle, is supplied by a bore with compressed air, which opens tangentially into the annular channel. As a result, the air flows in the annular channel in a uniform direction of rotation, whereby the generated air curtain gets a twist, which can be done by the outflow of purging air down in a stable vortex. Another, simpler advantageous embodiment is to allow the purging air to flow from at least one, better two tangentially opening into the cylindrical or conical enclosure holes. Likewise, the annular nozzle can also be made relatively wide; In the wide circumferential slot of the annular nozzle, one can then take in a ring of porous material so that the purging air flows out very uniformly and laminarly and at the same time is still filtered.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen und bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben; die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen und der nachfolgenden Figuren näher beschrieben; es zeigt:Further advantageous measures and preferred embodiments are in the subclaims described; The invention will be described with reference to embodiments and the following Figures closer described; it shows:

1 Schematische, stark vereinfachte Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Laserbearbeitungskopfes 1 Schematic, greatly simplified sectional view of a laser processing head according to the invention

1 zeigt eine schematische, stark vereinfachte Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Laserbearbeitungskopfes. Die Einhausung 30 umschließt wenigstens den Raum zwischen der Laseroptik und der Querstromdüse 31. Auf der unteren Seite weist die Einhausung 30 eine Blende mit Loch 32 für den Laserstrahl auf. Unterhalb und oberhalb der Querstromdüse 31 befinden sich Durchbrüche 35, 36, die in einen Einsaug-Hohlkanal 38 münden, der über die Zuleitung 52 mit Druckluft zur Spülung versehen ist. Die Querstromdüse ist so angeordnet, dass sie sich während der Bearbeitung eines Werkstückes auf halber Höhe zwischen der Fokussierlinse 11 der Laseroptik und der Bearbeitungsstelle 22 befindet. Die Versorgung der Querstromdüse 31 mit Gas oder Druckluft erfolgt über die Druckluftzufuhr 50. 1 shows a schematic, highly simplified sectional view of a laser processing head according to the invention. The enclosure 30 at least encloses the space between the laser optics and the crossflow nozzle 31 , On the lower side has the enclosure 30 a panel with hole 32 for the laser beam. Below and above the crossflow nozzle 31 there are breakthroughs 35 . 36 into an intake hollow channel 38 lead through the supply line 52 is provided with compressed air for flushing. The crossflow nozzle is arranged to be halfway between the focusing lens during machining of a workpiece 11 the laser optics and the processing station 22 located. The supply of the crossflow nozzle 31 with gas or compressed air via the compressed air supply 50 ,

Oberhalb gegenüber der Querstromdüse ist eine Ausnehmung 37 angeordnet, die nach unten mit einem Leitblech 33 abgeschlossen wird. An die Ausnehmung 37 der Einhausung 30 anschließend befindet sich ein Abluft-Hohlkanal 34, durch den die verschmutze Abluft 54 abgeführt wird.Above the crossflow nozzle is a recess 37 arranged downwards with a baffle 33 is completed. To the recess 37 the enclosure 30 then there is an exhaust air hollow channel 34 through which the polluted exhaust air 54 is dissipated.

Unterhalb der Fokussierlinse 11 der Laserbearbeitungsoptik 10 befindet sich ein wechselbares Schutzglas 12, welches mittels der Einschübe 13 befestigt ist. Direkt unterhalb des Schutzglases 12 ist eine schmale komplett umlaufende Ringdüse 41 angeordnet, welche Luft parallel zum Schutzglas radial nach innen einbläst. Hinter der Ringdüse 41 befindet sich ein Ringkanal 40 der über eine Bohrung mit Drosselblende 42 mit Luft versorgt wird.Below the focusing lens 11 the laser processing optics 10 there is a replaceable protective glass 12 , which by means of the inserts 13 is attached. Directly below the protective glass 12 is a narrow completely encircling ring nozzle 41 arranged, which air blows in parallel to the protective glass radially inward. Behind the ring nozzle 41 there is a ring channel 40 the via a bore with orifice 42 is supplied with air.

1010
Laser-Bearbeitungs-OptikLaser processing optics
1111
Fokussierlinse der Bearbeitungs-Optikfocusing lens the machining optics
1212
Schutzglasprotective glass
1313
Einschub mit Aufnahme für Schutzglasinsertion with recording for protective glass
2020
Laserstrahllaser beam
2121
Werkstückworkpiece
2222
Bearbeitungsstelle (Schmelzbad)processing site (Melt)
2323
Emissionen (u.a. Spritzer und Rauch)emissions (including splashes and smoke)
3030
Einhausunghousing
3131
Querstrom-SchlitzdüseCrossflow slit
3232
Unterer Abschluss der Einhausung mit Loch für Laserstrahllower Completing the enclosure with hole for laser beam
3333
Leitblechbaffle
3434
Abluft-HohlkanalExhaust hollow channel
3535
Unterer Durchbruch zur Einströmunglower Breakthrough to the inflow
3636
Oberer Durchbruch zur EinströmungOberer Breakthrough to the inflow
3737
Ausnehmungrecess
3838
Einsaug-HohlkanalEinsaug hollow channel
3939
Blende mit Loch für Laserstrahlcover with hole for laser beam
4040
Ringkanalannular channel
4141
Ringdüsering nozzle
4242
Drosselblendeorifice
5050
Druckluft-Zufuhr für QuerstromdüsePressure air supply for crossflow nozzle
5151
Gas-Zufuhr für Spülung der EinhausungGas supply for flushing the housing
5252
Druckluft-Zufuhr für Spülung des Einsaug-HohlkanalsPressure air supply for flushing the Einsaug hollow channel
5353
Druckluft-Querstrom (Cross-Jet)Compressed air crossflow (Cross-Jet)
5454
Verschmutzte Abluft zur Absaugungcontaminated Exhaust air for suction

Claims (14)

Vorrichtung zur Erhöhung der Standzeiten von Laserbearbeitungsoptiken, welche insbesondere zum Schweißen von Werkstücken verwendet werden, mit einem unterhalb der Bearbeitungsoptik (10) angeordneten Schutzglas (12) und einer Einhausung (30) des Laserstrahlenganges, welche am unteren Rand der Bearbeitungsoptik (10) anschließt und welche wenigstens den Raum zwischen der Bearbeitungsoptik und einer Querstromdüse (31) umschließt, wobei die Querstromdüse auf halber Höhe zwischen Laseroptik und Bearbeitungsstelle angebracht ist, und wobei diese Einhausung unmittelbar oberhalb der Querstromdüse (31) eine Einströmöffnung (36) aufweist und oberhalb gegenüber der Querstromdüse (31) eine Ausnehmung (37) sowie unterhalb des Schutzglases der Laseroptik eine Vorrichtung (40, 41) zur Spülung des von der Einhausung (30) umschlossenen Raumes mit einem gasförmigen Medium aufweist.Device for increasing the service life of laser processing optics, which are used in particular for welding workpieces, with a below the processing optics ( 10 ) arranged protective glass ( 12 ) and an enclosure ( 30 ) of the laser beam path, which at the bottom of the processing optics ( 10 ) and which at least the space between the processing optics and a cross-flow nozzle ( 31 ), wherein the Querstromdüse is mounted halfway between the laser optics and processing point, and wherein this housing immediately above the cross-flow nozzle ( 31 ) an inflow opening ( 36 ) and above the cross-flow nozzle ( 31 ) a recess ( 37 ) and below the protective glass of the laser optics a device ( 40 . 41 ) for flushing the housing ( 30 ) has enclosed space with a gaseous medium. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einströmöffnung (36) oberhalb der Querstromdüse (31) in einen Hohlkanal (38) mündet, der parallel zur Optik nach oben ragt und nach oben geöffnet ist.Apparatus according to claim 1, wherein the inflow opening ( 36 ) above the crossflow nozzle ( 31 ) into a hollow channel ( 38 ), which projects parallel to the optics upwards and is open at the top. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das gasförmige Medium zur Spülung der Einhausung Druckluft ist.Apparatus according to claim 1 or 2, wherein the gaseous medium for rinsing the enclosure is compressed air. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Vorrichtung zur Spülung der Einhausung (40, 41) an die Druckluftzufuhr (50) der Querstromdüse (31) angeschlossen ist und aus dieser mit Druckluft versorgt wird.Device according to claim 3, wherein the device for flushing the enclosure ( 40 . 41 ) to the compressed air supply ( 50 ) of the crossflow nozzle ( 31 ) is connected and is supplied from this with compressed air. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Versorgung der Vorrichtung zur Spülung der inneren Einhausung (40, 41) über eine Drossel (42), eine enge Bohrung oder eine Bohrung mit regulierbarem Querschnitt erfolgt.Device according to at least one of claims 1 to 4, wherein the supply of the device for flushing the inner enclosure ( 40 . 41 ) via a throttle ( 42 ), a narrow bore or bore of adjustable cross section. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei im des Durchbruchs (37) oberhalb gegenüber der Querstromdüse (31) ein Leitblech (33) angebracht ist.Device according to one of claims 1 to 5, wherein in the breakthrough ( 37 ) above the crossflow nozzle ( 31 ) a baffle ( 33 ) is attached. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei im Bereich des Hohlkanals (38) eine weitere Druckluft-Zufuhr (52) vorhanden ist, die den Hohlkanal mit sauberer Luft spült.Device according to at least one of claims 2 to 6, wherein in the region of the hollow channel ( 38 ) another compressed air supply ( 52 ) is present, which rinses the hollow channel with clean air. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Spül-Vorrichtung (40, 41) der Einhausung (30) aus einer ringförmig um den Laserstrahl umlaufenden Düse (41) (Ringdüse) besteht, die aus einem unmittelbar dahinter umlaufenden ringförmigen Hohlkanal (40) (Ringkanal) mit einem gasförmigen Medium oder mit Druckluft versorgt wird.Device according to at least one of claims 1 to 7, wherein the flushing device ( 40 . 41 ) of the enclosure ( 30 ) from a ring around the laser beam rotating nozzle ( 41 ) (Annular nozzle), which consists of an immediately behind it encircling annular hollow channel ( 40 ) (Ring channel) is supplied with a gaseous medium or with compressed air. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Ringdüse (41) ein schmaler, ringförmig umlaufender Schlitz ist, aus dem das gasförmige Medium oder die Druckluft radial nach innen strömt.Apparatus according to claim 8, wherein the annular nozzle ( 41 ) is a narrow, annular circumferential slot from which the gaseous medium or the compressed air flows radially inward. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der ringförmig umlaufende Schlitz in einem Winkel nach unten gerichtet ist, so dass das gasförmige Medium oder die Druckluft einen sich kegelförmig nach unten zuspitzenden Strom bildet.Apparatus according to claim 9, wherein the annular encircling Slit is directed at an angle downwards, so that the gaseous medium or the compressed air is a conical downwards tapering current forms. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Ringdüse (41) ein breiter, ringförmig umlaufender Schlitz ist, in den ein Ring aus einem porösen Material eingelassen ist.Apparatus according to claim 7, wherein the annular nozzle ( 41 ) is a wide, annular circumferential slot in which a ring of a porous material is embedded. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Einhausung (30) unterhalb der Querstrom-Schlitzdüse (31) ein Durchbruch (35) aufweist, durch den Luft angesaugt werden kann.Device according to at least one of claims 1 to 11, wherein the housing ( 30 ) below the cross-flow slot nozzle ( 31 ) a breakthrough ( 35 ), can be sucked through the air. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der untere Abschluss (32) der Einhausung (30) als wechselbares Verschleißteil ausgeführt ist.Device according to one of claims 1 to 12, wherein the lower termination ( 32 ) of the enclosure ( 30 ) is designed as a replaceable wearing part. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei zusätzlich zum unteren Abschluss (32) der Einhausung (30) eine Blende (39) mit einem Loch für den Laserstrahl angeordnet ist, die auch als wechslebares Verschleißteil ausgeführt sein kann.Device according to one of claims 1 to 13, wherein in addition to the lower closure ( 32 ) of the enclosure ( 30 ) an aperture ( 39 ) is arranged with a hole for the laser beam, which can also be designed as a changeable wearing part.
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