交叉喷射装置及用于导走污染物的方法技术领域
本发明涉及一种交叉喷射装置(Crossjet-Anordnung)，其用于在加工机构(如激光器)与加工区域(如焊接区域)之间产生引导通过导走区域(Wegführbereich)的气流以用于导走在加工区域中产生且朝着加工机构的方向运动的污染物、如颗粒或者蒸汽。本发明还涉及一种用于借助于气流导走从加工地朝着加工机构的方向运动的污染物的方法。
背景技术
在不同的生产工艺(如对不同的材料进行钻、磨、车削、铣削、焊或切割)中产生削屑、喷溅物或烟雾、气体或浆状排放，它们能够导致加工机构的污染且由此会影响其功能。为了防止或至少减弱加工机构、如激光器的污染，已知的是，在加工区域与加工机构(也就是说其特别敏感的区域、如在激光切割或焊接时用于激光射束的发出窗)之间使用气流。在此有针对性地横向于污染物在所谓的交叉喷射装置中的主飞行方向(Hauptflugrichtung)产生气流，从而带走污染物且以此至少很大程度上防止弄脏加工机构。
弄脏过程(Verschmutzungsmechanismus)存在于从加工作业区到加工机构的物质运送中。气流或交叉喷射应在污染物到加工机构的路径上获取且引开污染物，从而能够使该污染物不再到达加工机构或者至少特别地不再到达待保护的区域。
尤其在激光深焊(Lasertiefschwei?en)时金属小球或液态的金属滴能够以高速从作业区朝着激光发出窗运动。
气流在该情况下须延展成这样宽，使得保护加工机构的整个特别敏感的区域。此外气流的速度须大到使得实现将金属小球或金属滴充分地引开。最大可供支配的气体量在应用中由存在的管路横截面和存在的气压限制。同样适用于流动速度。因此在实际中常常不能实现对加工机构的完全保护，使得加工机构被污染。因此必要的是，在使用规定的次数之后清洗或者更换相应的构件。
由EP-1607167Al可得悉一种用于激光混合焊接作业的交叉喷射-机构。壳体具有开口，其由激光射束穿过。横向于该激光射束产生交叉喷射-射束，其中，该射束的发出口具有比进入口更小的直径。
由DE20318461U1已知用于交叉喷射-机构的渐缩扩喷嘴(Laval-Düse)。
发明内容
本发明的目的在于，将开头提到类型的方法及交叉喷射-装置如此改进，使得利用结构上的简单的措施产生气流，利用该气流在足够的范围中获取或引开污染物使得加工机构免于弄脏。
为了实现该目的本发明主要规定，气流经由转向机构(Umlenkeinrichtung)多次引导通过导走区域。
基于根据本发明的教导，用于引开污染物所使用的气流多次被引导通过导走区域，从而为了导走或引开污染物所使用的气压和气体量能够相应于在已知的装置中所使用的气压和气体量，然而同时实现更高的引开程度且因此对加工机构进行保护。根据本发明，气流、如空气流如此转向，使得在污染至加工机构的路径上由气流多次地或者在较大的路径长度上获取或影响污染，由此实现明显改善保护效果或者在相比较于现有技术使用的装置中需要较小的气体消耗，从而获得相同的保护效果。
换言之，气流多次与在加工区域(如焊接区域)和加工机构(如激光源)之间的路径交叉。
尤其规定，转向机构具有引导气流的螺旋形延伸的带有多个回旋的轨道，其中，该回旋在导走区域中中断。
在此该回旋能够撑开尤其倾斜于污染物的运动方向延伸的平面。
然而还存在三维地构造螺旋形延伸的轨道的可能性。
在三维延伸的螺旋形延伸的轨道中，发出口或进入口沿着污染物的运动方向相叠布置。
为了转向气流，由此使得该气流多次穿过导走区域，另一根据本发明的方案规定，转向机构具有曲折形作用的转向部或者曲折形延伸的通道，其在导走区域中中断。
尤其规定，转向机构构造在优选直角六方体形的具有限制导走区域的凹口的壳体中。
更优选地规定，该凹口具有两个彼此平行延伸的限制部，该限制部由曲折形通道或螺旋形延伸的轨道的回旋的进入口或发出口穿过或者在这些限制部中截面上截圆形的凹部构造成曲折形作用的转向部。
用于借助于气流导走从加工地朝着加工机构方向运动的污染物的方法的突出之处在于，使该气流转向成多次穿过该方向。
尤其规定，气流通过螺旋形延伸的轨道的区段或者借助于曲折形构造的引导部进行转向。
附图说明
本发明另外的细节、优点和特征不仅由权利要求、从权利要求中可得悉的特征本身和/或相结合地得出，而且从接下来的由从附图中可得悉的优选的实施例的说明得出。
其中：
图1显示了交叉喷射装置的第一实施形式，
图2显示了沿着图1中线II-II的剖面，
图3显示了根据图1的装置的局部，
图4显示了交叉喷射装置的第二实施形式，
图5显示了沿着图4中线V-V的剖面，
图6显示了根据图4的装置沿着箭头6方向上的视图，
图7显示了根据图4的装置的俯视图，
图8交叉喷射装置的第三实施形式，
图9显示了沿着图8中线IX-IX的剖面，以及
图10显示了根据图8的装置的变型方案。
具体实施方式
在附图中仅仅示意性地示出交叉喷射装置的不同的实施形式，利用该交叉喷射装置引导气流、如空气流，使得有针对性地导走从加工区域朝着加工机构运动的污染物(如脏颗粒)从而保护加工机构。该加工机构可以是激光机构、如激光焊接机构，应利用其在加工区域、即焊接区域中焊接工件，而据此不由根据本发明的教导限制。
为了保护加工机构(如激光器的发出窗)免于污染物(下面简称为脏颗粒)，已知的是，应用交叉喷射装置，其中，空气流横向于脏颗粒的飞行方向或者说主飞行方向在加工地与加工机构之间流动，从而引开脏颗粒并且因此防止其碰到加工机构或者说加工机构的待保护的区域。
根据本发明规定，使相应的气流(下面称为空气流)多次在朝着加工机构运动的脏颗粒的区域中转向，使得因此脏颗粒多次暴露于空气流，其结果是很大程度确保引开脏颗粒且因此保护加工机构。
为了实现空气流的就此而言的多次的转向，本发明示例性地设置多种可能方案。因此在根据图1至3的交叉喷射-装置10中在壳体12中构造了螺旋形延伸的通道14，该通道具有多个回旋16,17,18，其在称作导走区域的区域20中中断，该区域在实施例中由激光射束穿过。在此在图1中激光射束延伸进入附图平面中。从加工区域中抛离的脏物因此具有离开附图平面发出的飞行方向。相应的脏颗粒示例性地标记为开放的圆(offeneKreise)且以参考标记22来标记。
回旋16,17,18在导走区域20中中断，其中，回旋16,17的发出口26,27对齐到对置于进入口26,27延伸的进入口36,37上，如图1的剖示图所示。离开回旋18的发出口28的空气流接着侧向上引导离开壳体12，如箭头30所示。此外可知，空气压力源与回旋16的始端连接。该区域形成空气供给部32。
为了始终由从发出口26,27,28发出的空气流获取脏颗粒22，在平面中延伸的回旋16,17,18能够倾斜于脏颗粒的主飞行方向34延伸(图3)。从发出口26,27,28发出的空气因此不取决于飞行轨迹(Flugbahn)地获取脏颗粒，因为通过倾斜在实施例中矩形的发出口26,27,28实现对脏颗粒的飞行方向的完全覆盖。
此外由图3得出，交叉喷射装置10以经由发出口26,27,28发出的空气在加工机构(如激光源40)与作业地42(加工区域)之间延伸。
图4至7的实施例涉及交叉喷射-装置44，在其中同样构造了螺旋形延伸的通道46。螺旋形的通道46三维延伸，从而发出口48,50,52关于脏物的主飞行方向彼此相叠布置。
从图4,6和7的图示中可知，交叉喷射装置44具有带有凹口56的壳体54，该凹口形成导走区域。螺旋形通道46的发出口48,50,52在凹口56的限制壁58中延伸。在对置的平行于壁58延伸的壁60中设置有相应的进入口，其中，相应于图1至3的实施例，向发出口48或50相应地分配了在壁60中存在的过渡到螺旋形延伸的通道46中的进入口。从发出口52发出的空气接着自由流出。此外在图6中画入空气联接部62，经由其将空气输送给螺旋形延伸的通道46。
此外全部的附图是清楚的且明白地说明根据本发明的特征。
根据图8至10的实施例，实现曲折形地引开空气流，从而使从加工地(如焊接地68)抛离的颗粒远离加工机构(如激光源76)。为此在加工地68与激光源76之间布置了形成第三实施形式的带有壳体72的交叉喷射装置70，该壳体具有截面上矩形的通过开口78，其由激光射束且因此还由脏颗粒穿过。该开口78的对置的壁80,82具有截圆形的凹处(Einbuchtung)或者凹部84,86,88，使得经由空气联接部86输送给通道且从该通道中发出的空气经由凹处84,86,88转向，其结果是在限制导走区域90的壁80，82之间流动的空气能够使进入导走区域90中的脏颗粒转向且因此导走。
如果根据图9的实施例截圆形的凹部84,86,88在导走区域侧敞开，则根据图10的实施例存在该可能性，即通过插入部(Einsatz)或者隔板(Blende)92，94，96实现用于流经导走区域90的空气的曲折形延伸的引导部、即通道区段。
基于根据本发明的教导，污染物在其至加工机构(如激光器)的路径上多次暴露于空气流或者说通过根据图1至3的交叉喷射装置10的斜置在相对长的路径上发生在空气流与脏物之间的交互作用。
通过这些措施实现明显更强地引开污染物、更确切地说当期望相应于现有技术的引开时实现，需要较小的空气消耗。增强的引开相比较于现有技术能够在空气消耗降低的情况下实现。如果污染物相应于图4至10的实施例多次穿过空气流，相比较于现有技术，同样地可选地取得明显更强的污染物的引开或者明显更小的气体消耗或者在引开增强时降低空气消耗。
关于根据图8至10的曲折装置不重要的是，使离开壁80，82的发出方向相反，因为由于在空气流每次交叉时的空气摩擦实现脏物在朝着加工机构的方向上的飞行速度分量降低。
在该曲折装置中相对于图1至7的螺旋装置产生该优点，即空气流须在在壳体中明显更短的长度上进行引导。由此产生的优点是，装置70在合适的设计中能够以较小重量构建。由该转向引起的速度损失或转向的数量呈现为更小。