用於一種藉助射束使工件表面結構化的裝置的抽吸裝置的製作方法
2023-05-16 23:17:16
專利名稱：用於一種藉助射束使工件表面結構化的裝置的抽吸裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於一種藉助射束、尤其藉助雷射束使工件-尤其是印版、例如柔版印刷凸版-的表面結構化的裝置的抽吸裝置。
藉助射束、尤其藉助雷射束在工件表面中進行浮雕的雕刻尤其應用於製造柔版印刷印版，其中藉助雷射束直接在一個柔版印刷元件的浮雕形成層上雕刻出印刷浮雕圖形，由此可不用如在曝光方法中所需的、柔版印刷元件的顯影。在雷射雕刻時藉助雷射束這樣地加載待凹入的區域，以便在那裡去除毛坯的材料。在此情況下待去除的組成部分被蒸發和/或分解，使得其刻下物或分解產物以蒸汽、熱氣體、煙、帶有懸浮顆粒的氣體和/或小顆粒的形式出現。
尤其當待雕刻的柔版印刷印版毛坯是一個圓柱體或一個為了雕刻被固定在一個圓柱形載體上的板及該圓柱體在雕刻時以高速轉動時，則需要這些分解產物由它們形成的區域中儘可能完全地被導走，以防止它們沉積在已雕刻的區域中及在那裡對雕刻圖形的精細度產生不利影響。此外分解的產物也可能沉積在未雕刻的區域上及在那裡幹擾雕刻過程，或汙染雷射束導向的部件，這也導致對雕刻質量的不利影響。
由DE 299 80 010 U1已公開了一種用於雷射雕刻或切割裝置的加工頭，其中一個保持聚焦透鏡的噴嘴狀透鏡架由一個抽吸罩包圍，該抽吸罩通過一個抽吸導管連接到一個相應的抽吸裝置上。加工頭設有至少兩個氣體噴嘴，其中一個噴嘴將氣體射束傾斜地對準雷射束與待雕刻的衝頭板之間的相互作用區的一個區域中，而另一個噴嘴也將一個傾斜的氣體射束對準待雕刻的衝頭板，它入射在加工點與抽吸罩邊緣之間的區域中，以便在衝頭板加工期間阻止塵屑或其它分解產物的徑向擴散，以致這些產物可通過抽吸罩被吸走而不通過罩的邊緣縫隙漏出。
由EP 0 427 004 A2公開了用於藉助雷射器加工空心圓柱體、尤其是絲網印刷模版的裝置，其中待加工的空心圓柱體在其軸向上在雷射束與空心圓柱體之間的相互作用區的前與後、即在雕刻點的前與後通過輥或錐形支撐滾子支撐。在該裝置中在雷射加工頭的前面支承著一個真空殼體，它被這樣構成，以致雷射加工頭的嘴件被真空殼體包圍。由此構成具有開口的真空室，它的邊緣與雕刻圓柱體構成一個縫隙，該縫隙包圍雕刻區域、即雷射束與模版之間的相互作用區域。因為通過該縫隙續流的空氣持續由真空室吸走，因此維持周圍大氣與真空室的內部之間的一個壓力差，該壓力差迫使模版持續地接觸在輥或錐形支撐滾子上。
由真空室抽吸空氣用於保證使模版可靠地接觸在支撐部件上的壓力差，但它不能滿足刻下的和/或分解的產物的排走。
EP 0 562 149 A1還公開了藉助雷射束來加工薄壁空心圓柱體的裝置，其中除可圍繞其縱向軸線轉動地支承的空心圓柱體-例如用於絲網印刷模版或類似物的毛坯外，還在一個滑板上設有雷射加工頭，該滑板可平行於待加工空心圓柱體的縱向軸線移動。除雷射加工頭外，在該滑板上還固定安裝了用於空心圓柱體的止推軸承，由此該軸承可與滑板一起在空心圓柱體的軸向上運動。
支撐裝置包括一個基本上半圓形的下支承彎形件及一個可擺動地支承的、四分之一圓形的上支承彎形件，以便允許一個空心圓柱體的自動置入。
可裝有多個支承滾子的下支承彎形件具有一個基本上U形的輪廓，該輪廓在其端面上是閉合的，由此構成一個抽吸槽，該抽吸槽通過一個相應的抽吸接管可連接到一個合適的抽吸裝置上，以便在抽吸槽中產生輕微的負壓，該負壓用於空心圓柱體與支撐裝置的下支承彎形件保持可靠的接觸，以便保證空心圓柱體在其相應的加工區域中可靠地、無振動地導向，以致可作到精密的雷射加工。
但這裡未指出由加工區域、即由雷射束與空心圓柱體之間的相互作用區排走刻下物或分解產物的裝置。
本發明的任務在於，提供開始部分所述類型的一種另外的抽吸裝置，藉助它在雕刻時形成的刻下物和/或分解產物能可靠地從雷射束與工件之間的相互作用區域中導出，以致實際上可完全防止這些產物沉積在工件和/或抽吸裝置上。
該任務將通過根據權利要求1或2的抽吸裝置來解決。本發明的有利構型及進一步改進被描述在相應的從屬權利要求中。
根據本發明，在一個具有一個在其工作位置上遮蓋射束與工件表面之間的相互作用區域的罩的抽吸裝置中提出該罩具有一個背面，在該背面上可連接一個抽吸導管；兩個具有前邊緣的側壁，這些前邊緣在罩的工作位置中位於工件的對面；及兩個在這些側壁之間橫向於這些側壁延伸的導壁，它們與兩個側壁一起在罩中構成一個具有入口的抽吸通道的邊界，該入口在罩的工作位置中位於工件的對面，其中兩個導壁中的一個在罩的工作位置中以一個稜邊位於工件的對面，而另一導壁具有一個在罩的工作位置中位於工件表面對面的凸的圓柱形的彎拱及在該彎拱的區域中具有至少一個孔，用於加工工件表面的射束穿過該孔。
通過抽吸裝置的罩的本發明構型，尤其通過凸的圓柱形彎拱-抽吸通道的兩個導壁的一個用該彎拱位於射束與工件表面之間的相互作用區域的對面，在該區域中得到了一個平滑的、無渦流的、非常快速的空氣流，該空氣流將夾帶在相互作用區域或雕刻區域中由工件表面分離下的顆粒和/或分解產物及通過抽吸通道排走。以此方式來防止由工件分離下的顆粒和/或分解的產物、例如帶有懸浮顆粒的氣體或類似物沉積在工件上。因此在工件表面上可刻出非常精細的結構，如在印刷模版、尤其在柔版印刷印版上或多或少所需要的。
在製造柔版印刷印版或柔版印刷凸版時，本發明的抽吸裝置尤其允許抽吸粘性的帶有懸浮顆粒的氣體，在柔版印刷印版毛坯藉助雷射束雕刻時除煙及蒸汽外還形成該氣體。如果這種粘性的帶有懸浮顆粒的氣體沉積在雕刻區域中，它難以被清除及因此尤其顯著地影響了精細的印刷圖形結構。
根據本發明的另一方面，在一個具有一個在其工作位置上遮蓋射束與工件表面之間的相互作用區域的罩的抽吸裝置中提出該罩具有一個背面，在該背面可連接一個抽吸導管；兩個具有前邊緣的側壁，這些前邊緣具有與待加工工件的表面輪廓相適配的輪廓，由此當前邊緣在罩的工作位置上位於工件對面時構成相應的縫隙密封；及兩個在這些側壁之間橫向於這些側壁延伸的導壁，它們與兩個側壁一起在罩中限定了具有一個入口的抽吸通道，此外罩具有至少一個孔，用於加工工件表面的射束穿過該孔。
通過側壁適配於工件輪廓可使側向空氣流入區域這樣強地下降，以致實際上構成了縫隙密封，通過該縫隙密封幾乎不再吸入會干擾罩內部的氣流關係的空氣。因此可得到快速的空氣流，而不導致渦流，這樣增加了刻下產物及分解產物的排出。
在本發明的一個優選的進一步構型中提出，彎拱形的導壁的彎拱呈圓弧形地彎曲，其中彎拱形的導壁的彎拱的曲率有利地大於工件的表面的曲率。
彎拱形的導壁的彎拱也可指數(曲線)地(exponentiell)彎曲，以便調節抽吸通道中氣流的確定的速度分布。
本發明的一個合乎要求的進一步構型的特徵是，用於加工工件的射束所穿過的一個或多個孔被設置在彎拱形導壁的一個區域中，該區域在罩的工作位置中最靠近工件的表面。
為了構成儘可能有效的縫隙密封，合乎要求的是，側壁的前邊緣的輪廓是一個適配工件表面的輪廓的多角線或圓弧。
本發明的一個有利的構型的特徵是，在罩的工作位置中側壁的前邊緣與工件表面之間的距離小於50mm，優選小於30mm，尤其小於10mm但大於0.5mm，及特別優選在1mm與5mm之間，其中，在側壁的前邊緣與工件表面之間構成的縫隙密封的寬度在0.1mm與30mm之間的範圍中。
為了在不同的工件輪廓時、尤其在不同的工件直徑時可保證藉助縫隙密封的有效側向密封提出罩可更換地被固定在一個加工頭上，這樣在加工不同直徑的圓柱形工件時總可由多個罩中選擇一個罩及將其固定在該加工頭上，罩的側壁具有帶有輪廓的前邊緣，該輪廓儘可能好地適配相應的待加工的工件的表面輪廓。
本發明的一個優選構型的特徵是，在罩的側壁上設有裝置，尤其是設有一些可運動的疊片或可更換的側向部件，藉助它們可改變側壁的位於工件對面的邊緣的輪廓，以便使該邊緣適配工件的表面。
在本發明的另一構型中以有利的方式提出在彎拱形導壁的在罩的工作位置中離工件的表面最近的區域中，對於每個由加工頭輸出的加工射束、尤其是對於每個由雷射加工頭提供的雷射加工射束設有一個自身的孔，通過該孔使用於加工工件的射束聚焦在該工件上。
為了使在罩的遮蓋區域的外部形成的分解產物如煙、蒸汽及類似物也可被抽吸，還提出C形蓋環設有兩個彼此有間距地相對的圓周端部，該蓋環具有一個基本上U形的橫截面，其中罩與蓋環的兩個圓周端部的一個相鄰地布置。
在此情況下，C形蓋環可部分地或幾乎完全地圍繞圓柱形工件延伸。在後一情況下它的兩個圓周端部與罩相鄰。在前一情況下它可延伸在90°，120°，180°或任何另外的角度範圍上，該角度範圍可足以用於捕獲及抽吸菸、蒸汽、小顆粒或類似物。
此外合乎要求的是，C形蓋環是可更換的，以致當加工不同直徑的圓柱形工件時可以總是從多個蓋環中選擇出及使用一個蓋環，該蓋環的內徑儘可能好地適配相應的待加工的圓柱形工件的直徑。
但也可以是，在C形蓋環的側壁上設有用於縮小其自由內徑的裝置，以使得該自由內徑可根據相應的待加工的圓柱形工件的直徑被調節。
在此情況下，用於縮小C形蓋環的自由內徑的裝置可有利地包括一個片式密封裝置，該片式密封裝置的各個片可擺動地固定在蓋環的側壁上。
用於縮小C形蓋環的自由內徑的裝置也可由可更換的側向部件，尤其是側板構成。
本發明的一個優選構型提出C形蓋環在圓周上被劃分成至少兩個環段，這些環段可擺動地彼此固定。在此情況下C形蓋環優選地在圓周上被劃分成三個不同圓周長度的環段，其中，一個上環段的圓周長度約相應於蓋環圓周長度的一半，而下環區段具有兩個短的環段。
為了進一步改善抽吸，合乎要求的是，在位於流動方向上罩前面的、罩與C形蓋環的一個圓周端部之間的中間空間中設有一個抽吸嘴。
以下將藉助附圖來詳細描述本發明。附圖表示
圖1根據本發明的抽吸裝置的罩的一個前視透視圖；圖2根據圖1的罩的一個後視透視圖；圖3根據本發明的抽吸裝置在其相對一個待加工的圓柱形工件的工作位置中的截面圖4根據本發明第二實施例的抽吸裝置的一個截面圖，其中表示罩與一個所屬的加工頭在其相對一個大直徑的圓柱形工件的工作位置中；圖5相應於圖4的一個截面圖，其中罩與加工頭一起處在相對一個小直徑的圓柱形工件的工作位置中；圖6a用於根據圖4及5的本發明的抽吸裝置的蓋環的一個進一步構型的側視圖，具有小直徑的圓柱形工件；圖6b根據圖6a的裝置的一個透視圖；圖7根據圖4及5的本發明抽吸裝置的蓋環與一個大直徑的圓柱形工件的側視圖；圖8根據圖4及5的本發明抽吸裝置在蓋環打開時的一個透視圖；圖9根據圖4及5的抽吸裝置的一個透視圖，其中置入了小直徑的圓柱形工件，而抽吸罩處於其準備就緒的位置中；及圖10用於僅具有一個加工射束及一個一體式的固定的蓋環的雷射加工頭的另一抽吸裝置的透視圖。
在附圖的不同圖中彼此相應的部件設有相同的參考標號。
如圖1，2及3中所示地，本發明的抽吸裝置包括一個作為主要部件的罩10，在該罩的背面11裝有一個用於在圖3中僅概要表示的抽吸導管13的接管12。一個抽吸通道14穿過罩10地延伸，該抽吸通道從一個入口15一直延伸到接管12及由兩個側壁16及兩個在側壁16之間橫向於側壁延伸的導壁17，18構成邊界。兩個側壁16具有在側向構成入口15的邊界的前邊緣19，前邊緣的輪廓基本上適配於一個待藉助射束加工的工件的輪廓。
在所示的實施例中，工件具有一個帶有圓形橫截面的圓柱形的形狀。與其相應地，前邊緣19具有一個基本上圓弧形的、適配於工件20的圓周的輪廓，以致在前邊緣19與工件20之間構成一個縫隙密封，前邊緣19離工件20的表面的距離愈小及前邊緣19愈寬，該縫隙密封的密封作用就愈好。
合乎目的地，該距離小於50mm，優選小於30mm並應在0.5mm與10mm之間，尤其在1mm與5mm之間。為了改善由側壁16的前邊緣19與工件20的表面構成的縫隙密封的密封作用，可考慮前邊緣19在圓柱形工件的軸向上具有一個更大的寬度。在此情況下，前邊緣19的更大的寬度可簡單地通過側壁16的較大厚度來實現。但也可以是，這些側壁16設有一個由入口15離開地延伸的凸緣，以構成更寬的縫隙密封。在此，前邊緣19或加寬前邊緣的凸緣的寬度合乎目的地在0.1mm至20或30mm的範圍中。
為了即使當需加工具有不同直徑的圓柱體時前邊緣19與工件20的表面之間的距離也能保持在所需範圍內，可設置不同的罩，它們的側壁具有其曲率分別與一個確定的直徑範圍相適配的前邊緣。但也可考慮，在側壁上設置可調節的疊片扇或類似物，這些疊片扇當前邊緣與工件表面之間的距離大時可向後者接近地移動。
圖中的下導壁17以一個稜邊21位於工件20的表面的對面，在該稜邊上連接著一個由入口15延伸出的壁22，該壁延伸在側壁16之間及它的位於工件對面的表面具有與側壁16的前邊緣19的輪廓相應的凹彎拱。因此壁22與工件20的表面構成另一限定入口15的縫隙密封部分。
為了防止分解產物沉積在下導壁17或壁22的稜邊21上，該稜邊被構造成刀刃形狀。
圖中所示的上導壁18具有一個位於工件20對面的凸彎拱形表面，其中該彎拱形導壁18在由於其彎拱而位於離工件20最近的地方具有至少一個孔23，用於加工工件表面的射束、最好是一個雷射加工束24(見圖3)穿過所述孔。彎拱形導壁18與工件20一起構成了一個吸入縫隙25，其最窄部位在用於穿過雷射加工束的孔23的區域中及因此位於雷射加工束24與工件20之間的相互作用區域的範圍中。但也可以是，吸入縫隙25的該最窄區域被布置成參照通過該縫隙吸入的空氣流來說稍微地在相互作用區域或雕刻區域的上遊。在此，一個或多個孔23被設計得這樣地小，以致不會妨礙射束，也不會干擾氣流。
抽吸縫隙25在流動方向上在其最窄部位的前面包括一個其橫截面在圖3中為漏鬥狀收縮的區段25′及在流動方向上在該最窄部位後面包括一個也為漏鬥狀的擴寬的區段25″。這裡彎拱形導壁18的凸彎拱可具有例如一個圓弧形的曲率。但也可以是，彎拱形導壁18的彎拱的曲率根據工件20的輪廓這樣來選擇，以使得在抽吸縫隙25的最窄部位中空氣流的速度足夠高，以便夾帶在那裡出現的刻下產物及分解產物。在抽吸縫隙25的最窄部位後面，氣流速度應繼續保持這樣高，以致被夾帶的刻下產物及分解產物實際上不可能沉積下來。
如在圖1中可看到的，在抽吸縫隙25的漏鬥狀收縮的區段25′的區域中與側壁16相鄰但帶有小距離地設有延伸在流動方向上的導肋16′，以便使流入的空氣流進一步平滑。
此外可考慮，彎拱形的導壁的彎拱呈指數曲線地彎曲，以便調節抽吸通道中空氣流的確定的速度分布，這可實現例如更高的氣流速度及由此儘可能地防止分解產物的沉積。
通過抽吸縫隙25的所述的幾何結構及由於由側壁16與壁22構成的縫隙密封，在抽吸工作時使空氣主要通過抽吸縫隙25被吸入抽吸通道14的入口15。在這裡，吸入的氣流由於收縮的縫隙而被強加速，以致在抽吸縫隙25的窄部位上它可實現直到約150至180m/s或更高的極高的流動速度。除了高的流動速度外，本發明的抽吸裝置的罩10的結構、即尤其是構成抽吸通道14邊界的壁16，17，18的結構及限定入口15的縫隙密封的結構與抽吸縫隙25一起可保證尤其在抽吸縫隙25中產生具有高流動速度的平滑氣流而無渦流出現，這可作到在工件20加工期間由雕刻區域刻下的及分解的產物、如帶有懸浮顆粒的氣體、煙、蒸汽及類似物的可靠排出。
如在圖2及3中可看到的，在罩10的背面11上設有一個帶有安裝口28及固定孔29的安裝壁27，藉助它，罩10尤其可更換地被這樣固定在一個雷射加工頭30上，使得用於一個或根據圖示實施例的三個雷射加工束24的噴嘴狀輸出區段31可伸過安裝口28並這樣地位於彎拱形導壁18中的孔23的對面，使得一個或多個雷射束24可穿過孔23聚焦到工件表面上。
為了藉助射束在一個工件的表面、尤其是一個圓柱形工件如一個圓柱形印刷模版或一個圓柱形柔版印刷印版的表面刻出浮雕，一方面圓柱形工件20繞其軸線轉動，並同時在軸向上在雷射加工頭30與圓柱形工件20之間進行相對運動。對此可視加工裝置的構型而定，或是圓柱形工件20相對固定著的雷射加工頭30移動，或也可考慮圓柱形工件20在軸向上固定地支承，而雷射加工頭30平行於工件軸線地移動。通過圓柱形工件20的旋轉運動與軸向相對運動的疊加可使工件表面的每個點根據所需浮雕由相應的脈衝式雷射加工束加載，為此該雷射束聚焦在工件20的表面上。
視在雷射加工時、尤其是在雷射雕刻時分解的產物及刻下的材料能被可靠排出的量而定，不僅在雕刻區域必需達到快速的氣體流動，而且必需保證足夠高的體積流。在此，應考慮在快速流動及高的排出空氣體積流的情況下，流動速度愈高及每立方米體積流待傳送的材料量愈小，則從雕刻區域中由該排出空氣體積流傳送的分解產物愈不趨於沉積在工件20的表面上或抽吸通道14的壁上。因此通常值得推薦的是，對於刻下的每克材料使用至少0.1m3的排出空氣體積流(0.1m3/g)。該體積流優選為至少0.5m3/g及尤其至少為1.0m3/g。在平均大小的雷射裝置、如尤其是對於柔版印刷印版的直接雕刻所使用的雷射裝置中，例如用1m2/h的速度雕刻，這將產生500至1.000g/m2的材料刻下量。與此相應地，根據本發明的抽吸裝置應以至少50至100m3/h、優選以至少250至500m3/h及尤其以至少500至1.000m3/h或更大的抽吸功率工作。
因此，使用如藉助圖1至3所描述的本發明的抽吸裝置可使刻下的及分解的產物由雕刻區域、即由雷射加工束24與工件表面之間的相互作用區域可靠地去除，其中將達到這樣高的抽吸速度及容積，使得既可避免分解產物及刻下的材料沉積在工件表面上也可避免它們沉積在抽吸通道中。尤其是由下導壁17與壁22構成的稜邊21的刀刃狀構型可防止帶有懸浮顆粒的氣體及其它刻下材料沉積在其上。
如果在雕刻這樣的材料、這些材料在雷射加載以後仍短時間地餘輝時使用本發明的抽吸裝置，這在高加工速度即待被加工的圓柱體高轉速時將導致被雕刻的區域在圓柱形工件20的四分之一圈或甚至在半圈上餘輝(nachgluehen)，因此不僅在雕刻的區域及在抽吸通道14的入口15的區域中形成發煙，而且在此以外的區域也形成發煙。
為了防止這種煙氣達到周圍環境中，例如可封閉整個雷射雕刻裝置。這種封閉雖然可阻止煙及類似物到達周圍環境，但不能由此避免機器的汙染。
因此，根據本發明的第二構型，所述的抽吸裝置如圖4中所示，它與一個基本上C形的蓋環40一起使用，該蓋環具有彼此相對的側壁41及一個底壁42的基本上U形的輪廓，該底壁在蓋環40的外圓周區域中將這些側壁41彼此連接。雖然可考慮這樣一種蓋環40與雷射加工頭30及罩10一起沿一個固定的圓柱形工件20運動，但優選的是，本發明的抽吸裝置的蓋環40藉助支架43被安裝在雷射加工或雕刻機的床身上，以致它與雷射加工頭30一樣位置固定地被安裝在機器上。蓋環40相對圓柱形工件20的軸向來說總是被設置在雷射加工頭30的區域中，即在射束與工件之間的相互作用區的區域中，而與它是與雷射加工頭30一起移動還是如雷射加工頭那樣固定地安裝無關。
這裡蓋環40可構成為不分段的環，例如圖10中所示。但優選的是，蓋環40由兩個或如圖4中所示的三個環段組成，它們通過鉸鏈44這樣地彼此連接，使得蓋環40可向機器前側張開，如圖8中所示，由此使一個圓柱形工件20可簡單並優選自動地置入雕刻機。在將圓柱形工件置入雕刻機後，即在工件20被夾緊在相應的夾爪50-其中一個夾爪被表示在圖8中-上後，蓋環40閉合，如在圖4，5及9中對於不同直徑的圓柱形工件20所示。
在圖9中並在圖10中可看到，本發明的蓋環40設有一個視窗45，通過該視窗可視覺地監視加工過程。
在工件20加工期間該工件將在圖4中箭頭A的方向上以高速轉動，並藉助脈衝式的雷射加工束24從其表面加工下材料。通過本發明的抽吸裝置將通過抽吸縫隙25及抽吸通道14的入口15主要抽吸來自抽吸縫隙25前面的區域、即來自罩10上面的區域的空氣。
由於圓柱形工件20以高速度轉動，故圍繞工件20在轉動方向上形成空氣流。該空氣流也出現在蓋環40與工件表面20之間構成的環形通道中。因為從工件20的轉動方向上看在蓋環40與工件20之間的環形通道的端部上空氣由其通過抽吸縫隙25由環形通道抽走，及因為在環形通道開始區域中有一定的空氣通過罩10的壁20與工件表面之間的縫隙密封進行抽吸，但該空氣抽吸明顯地小於通過抽吸縫隙25的空氣抽吸，在蓋環40與工件20之間的環形通道的入口處也已出現一定的負壓，以致在整個環形通道中具有負壓，該負壓將導致空氣通過環形縫隙46被吸入，由此可防止在工件20的四分之一圈或半圈或更大範圍上通過被加工材料的餘輝形成的煙，其方式是由蓋環40構成的環形通道保持及通過罩中的抽吸通道14抽走。
為了改善尤其在由蓋環40構成的環形通道的端部上的空氣抽吸，可在那裡如圖4中所示地設置一個附加的抽吸嘴47。當如圖5所示地需加工一個直徑明顯小的工件20時，該抽吸嘴47尤其有利。
雖然原則上考慮了在加工小直徑的圓柱形工件時也使用抽吸裝置的相應適配的罩10或使用這樣的罩10，即它的側壁16藉助一些可適當運動的疊片或具有相應適配前邊緣的可更換側板來改變，以便使相應的密封縫隙保持儘可能小；但為了簡化起見在圖5中表示出與圖4中相同的罩10。
為了保證在加工小直徑的圓柱形工件20時由工件20與蓋環40之間的環形通道可靠地抽吸空氣，抽吸嘴47保持在環形通道的外區域中，而通過抽吸縫隙25由環形通道的內部區域抽吸空氣。為了在此情況下保證無煙氣通過側壁41與工件20的表面之間現在為很寬的環形縫隙46向外逸出，如圖6a，6b及7所示地，蓋環40設有片式密封單元48，它的各個片49可擺動地被保持在蓋環40的側壁41上。因此藉助片式密封單元48可使縫隙46一直覆蓋到圓柱形工件20的表面附近的一個窄區域上，由此可使通過餘輝形成的煙可靠地保持在蓋環40的下面及然後被抽走。該片式密封單元48可根據如由光學光闌所公知的光圈構造。
但也可以使用可更換的蓋環40，它們具有不同的自由內徑，以致總是可根據工件直徑選擇出一個適合的蓋環40。此外也可設置可更換的側板，它們可被安裝在蓋環40的側壁41上，以便必要時用所要求和/或所期望的方式縮小縫隙46。
如圖6a及6b所示地，可在雷射加工頭30及抽吸裝置的罩10(在圖6a，6b及7中未示出)的區域的外部使在蓋環與工件之間構成的環形通道的側向密封適配每個工件直徑。這裡圖7表示片式密封單元48在其完全縮入的位置中，而圖6a及6b表示它在很伸出的狀態中。
根據本發明的抽吸裝置已與一個雷射加工頭30一起被描述了，該雷射加工頭輸出用於加工工件20的三個雷射加工射束24。但也可以是，本發明的抽吸裝置與一個雷射加工頭30一起使用，該雷射加工頭對於工件加工提供多於或少於三個的射束。例如在圖10中表示出本發明的抽吸裝置的一個罩10，該罩在其彎拱形導壁18中僅具有一個唯一的孔23，及由此考慮使用在一個雷射加工頭30上，該雷射加工頭僅輸出一個唯一的雷射加工束。
根據本發明的抽吸裝置不被限制在用於加工、尤其是雕刻印版或類似物的應用上，而是可使用在任何領域中，只要在那裡在一個工件被雷射加工時必需從射束與工件之間的相互作用區的區域抽吸出分解的及刻下的產物。
儘管圖示的所有實施例均是對用於加工圓柱形工件設計的，但本發明的裝置也可適用於加工平面的工件，在該加工時將進行雷射加工頭與工件之間的相對運動。
權利要求
1.用於一種藉助射束、尤其是雷射束使工件(20)、尤其是印版、例如柔版印刷凸版的表面結構化的裝置的抽吸裝置，它具有一個在其工作位置上遮蓋射束與工件表面之間的相互作用區域的罩(10)，該罩具有--一個背面(11)，在該背面上可連接一個抽吸導管(13)，--兩個具有前邊緣(19)的側壁(16)，這些前邊緣在罩的工作位置中位於工件的對面，及--兩個在這些側壁(16)之間橫向於這些側壁延伸的導壁(17，18)，它們與這兩個側壁(16)一起在罩(10)中構成了具有一個入口(15)的抽吸通道(14)的邊界，該入口在罩的工作位置中位於工件的對面，其中兩個導壁中的一個(17)在罩(10)的工作位置中以一個稜邊(21)位於工件(20)的對面，而另一導壁(18)具有一個在罩的工作位置中位於工件表面對面的凸的圓柱形彎拱及在該彎拱的區域中具有至少一個孔(23)，用於加工工件表面的射束穿過該孔。
2.用於一種藉助射束、尤其是雷射束使工件(20)、尤其是印版、例如柔版印刷凸版的表面結構化的裝置的抽吸裝置，它具有一個在其工作位置上遮蓋射束與工件表面之間的相互作用區域的罩(10)，該罩具有--一個背面(11)，在該背面可連接一個抽吸導管(13)，--兩個具有前邊緣(19)的側壁(16)，這些前邊緣具有與待加工工件(20)的表面輪廓相適配的輪廓，由此當這些前邊緣(19)在罩(10)的工作位置上位於工件(20)對面時構成相應的縫隙密封，及--兩個在這些側壁(16)之間橫向於這些側壁延伸的導壁(17，18)，它們與這兩個側壁(16)一起在罩(10)中構成了具有一個入口(15)的抽吸通道(14)的邊界，其中在罩(10)中設有一個孔(23)，用於加工工件表面的射束穿過該孔。
3.根據權利要求2的抽吸裝置，其特徵在於兩個導壁中的一個(17)在罩(10)的工作位置中以一個稜邊(21)位於工件(20)的對面，而另一導壁(18)具有一個在罩的工作位置中位於工件表面對面的凸的圓柱形彎拱；並且所述至少一個孔(23)設置在所述另一導壁(18)的彎拱的區域中，用於加工工件表面的射束穿過該孔。
4.根據權利要求1或3的抽吸裝置，其特徵在於彎拱形的導壁(18)的彎拱圓弧形地彎曲。
5.根據權利要求4的抽吸裝置，其特徵在於彎拱形的導壁(18)的彎拱的曲率大於工件(20)的表面的曲率。
6.根據權利要求1或3的抽吸裝置，其特徵在於彎拱形的導壁(18)的彎拱指數(曲線)地彎曲。
7.根據權利要求1或3至6的抽吸裝置，其特徵在於用於加工工件(20)的射束所穿過的該一個或多個孔(23)被設置在彎拱形導壁(18)的一個區域中，該區域在罩(10)的工作位置中最靠近工件(20)的表面。
8.根據權利要求1的抽吸裝置，其特徵在於側壁(16)的前邊緣(19)具有與待加工工件(20)的表面輪廓相適配的輪廓，由此構成相應的縫隙密封。
9.根據權利要求2，3或8的抽吸裝置，其特徵在於側壁(16)的前邊緣(19)的輪廓是一個適配工件表面的輪廓的多角線。
10.根據權利要求2，3或8的抽吸裝置，其特徵在於側壁(16)的前邊緣(19)的輪廓是一個適配工件表面的輪廓的圓弧。
11.根據權利要求2，3或8至10中一項的抽吸裝置，其特徵在於在罩(10)的工作位置中側壁(16)的前邊緣(19)與工件表面之間的距離小於50mm，優選小於30mm，尤其是小於10mm但大於0.5mm，及特別是優選在1mm與5mm之間。
12.根據權利要求2，3或8至11中一項的抽吸裝置，其特徵在於在側壁(16)的前邊緣(19)與工件表面之間構成的縫隙密封的寬度在0.1mm與30mm之間的範圍中。
13.根據權利要求2，3或8至12中一項的抽吸裝置，其特徵在於罩(10)可更換地被固定在一個雷射加工頭(30)上，使得在加工不同直徑的圓柱形工件(20)時總可由多個罩(10)中選擇一個罩及將其固定在該雷射加工頭(30)上，罩的側壁(16)具有帶一個輪廓的前邊緣(19)，該輪廓儘可能好地適配相應的待加工工件(20)的表面輪廓。
14.根據權利要求2，3及8至13中一項的抽吸裝置，其特徵在於在罩的側壁(16)上設有裝置，尤其是一些可運動的片或可更換的側向部件，藉助它們可改變側壁(16)的位於工件(20)對面的邊緣的輪廓，以便使其適配工件(20)的表面。
15.根據以上權利要求中一項的抽吸裝置，其特徵在於彎拱形導壁(18)的在罩(10)的工作位置中離工件(20)的表面最近的區域中對於每個由加工頭提供的加工射束、尤其是對於每個由雷射加工頭(30)提供的雷射加工射束(24)設有一個自身的孔(23)，用於加工工件(20)的射束穿過該孔聚焦在該工件上。
16.根據以上權利要求中一項的抽吸裝置，其特徵在於一個C形蓋環(40)設有兩個彼此有間距地相對的圓周端部，該蓋環具有一個基本上U形的橫截面，其中罩(10)與蓋環(40)的兩個圓周端部的一個相鄰地設置。
17.根據權利要求16的抽吸裝置，其特徵在於C形蓋環(40)是可更換的，使得當加工不同直徑的圓柱形工件(20)時總是可以從多個蓋環(40)中選擇出並且使用一個蓋環，該蓋環的內徑儘可能好地適配相應的待加工的圓柱形工件(20)的直徑。
18.根據權利要求16的抽吸裝置，其特徵在於C形蓋環(40)的側壁(41)上設有用於縮小其自由內徑的裝置，使得該自由內徑可根據相應的待加工的圓柱形工件(20)的直徑來調節。
19.根據權利要求18的抽吸裝置，其特徵在於用於縮小C形蓋環的自由內徑的裝置包括一個片式密封裝置(48)。
20.根據權利要求19的抽吸裝置，其特徵在於片式密封裝置(48)的各個片(49)可擺動地固定在蓋環(40)的側壁(41)上。
21.根據權利要求18的抽吸裝置，其特徵在於用於縮小C形蓋環的自由內徑的裝置包括可更換的側向部件，尤其是側板。
22.根據權利要求16至21中一項的抽吸裝置，其特徵在於C形蓋環(40)在圓周上被劃分成至少兩個環段，這些環段可擺動地彼此固定。
23.根據權利要求22的抽吸裝置，其特徵在於C形蓋環(40)在圓周上被劃分成三個不同圓周長度的環段，其中一個上環段的圓周長度約等於蓋環(40)圓周長度的一半，而下環區段具有兩個短的環段。
24.根據權利要求16至22中一項的抽吸裝置，其特徵在於在流動方向上位於罩(10)前面的、罩(10)與C形蓋環(40)的一個圓周端部之間的中間空間中設有一個抽吸嘴(47)。
全文摘要
本發明涉及用於一種藉助射束、尤其是雷射束使工件(20)、尤其是印版、例如柔版印刷凸版的表面結構化的裝置的抽吸裝置，它具有一個在其工作位置上遮蓋射束與工件表面之間的相互作用區域的罩(10)，該罩具有一個背面(11)，在該背面可連接一個抽吸導管(38)；兩個具有前邊緣(19)的側壁(16)，這些前邊緣在罩(10)的工作位置上位於工件(20)的對面，及兩個在側壁(16)之間橫向於這些側壁延伸的導壁(17，18)，它們與兩個側壁(16)一起在罩(10)中限定了具有一個入口(15)的抽吸通道(14)，該入口在罩(10)的工作位置中位於工件(20)的對面。為了提供開始部分所述類型的另一抽吸裝置，藉助它在雕刻時形成的刻下物和/或分解產物如帶懸浮顆粒的氣體、蒸汽及煙以及拋出的顆粒能可靠地從雷射束與工件之間的相互作用區域中導出，以致實際上可完全防止這些產物沉積在工件和/或抽吸裝置上，本發明提出兩個導壁中的一個(17)在罩(10)的工作位置中以一個稜邊(21)位於工件的對面，而另一導壁(18)具有一個在罩的工作位置中位於工件表面對面的凸的圓柱形彎拱及在該彎拱的區域中具有至少一個孔(23)，用於加工工件表面的射束穿過該孔。
文檔編號B23K26/14GK1886264SQ200480035375
公開日2006年12月27日 申請日期2004年5月5日 優先權日2003年11月27日
發明者克勞斯·克魯肯豪澤, 約瑟夫·朱芬格 申請人:斯託克印刷品奧地利有限公司