DE10011941C2 - Bearbeitungsmaschine zur materialabtragenden Bearbeitung eines Werkstücks - Google Patents

Abstract

Eine Bearbeitungsmaschine (1) zur materialabtragenden Bearbeitung eines Werkstücks (2) weist eine gehäuseartige Abschirmung (8) auf, die einen Deckel (7) aufweist und innerhalb derer eine Halterung (4) für das Werkstück (2) angeordnet und ein Werkzeughalter (10) mindestens in einer Verfahrebene relativ zu dem Werkstück (2) verfahrbar ist. Der Deckel (7) ist in der Verfahrebene des Werkzeughalters (10) beweglich ausgebildet, wobei der Werkzeughalter (10) unter Abdichtung einer für ihn darin vorgesehenen Durchbrechung (9) durch den Deckel (7) in die Abschirmung (8) eintaucht und den Deckel (7) beim Verfahren in der Verfahrebene mitnimmt. Die Abschirmung (8) ist durch eine Wanne (6) und den die Wanne (6) verschließenden Deckel (7) ausgebildet. Und es sind Einrichtungen zur Erzeugung einer umlaufenden Wirbelströmung in der Abschirmung (8) vorgesehen, die Ventilatorblätter (28) an einem drehantreibbaren Teil (27) des Werkzeughalters (10) und/oder eine tangential in die Abschirmung mündende Fluidab- und/oder -zufuhrleitung (24, 25) umfassen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bearbeitungsmaschine zur materialabtragenden Bearbeitung eines Werkstücks mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Unter materialabtragender Bearbeitung wird hier eine zerspanende Bearbeitung beispielsweise mit einem rotierenden Werkzeug, aber auch eine verdampfende Bearbeitung, beispielsweise durch ener­ giereiche Strahlung, verstanden. Während im ersten Fall der Werkzeughalter in der Regel an einer drehantreibbaren Spindel vorgesehen ist, hält er im zweiten Fall einen Lichtleiter und­ /oder eine einen Laserstrahl auf das Werkstück fokussierende Optik.

Das bei der materialabtragenden Bearbeitung eines Werkstücks anfallende abgetragene Material soll nicht unkontrolliert in die Umgebung der Bearbeitungsmaschine gelangen. Dies gilt insbeson­ dere bei feinen Stäuben, wie sie beispielsweise beim Fräsen von Graphit anfallen.

Eine Bearbeitungsmaschine zur materialabtragenden Bearbeitung eines Werkstücks mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist aus der US 5 704 884 bekannt. Hier weist die Abschirmung, die verhindert, daß abgetragenes Material freigesetzt wird, unterhalb des Deckels einen mehrteiligen Aufbau auf, der mindestens ein öffenbares Fenster umfasst. Diese Fenster und seine Funktion sind dem abgetragenen Material in der Abschirmung ausgesetzt. Zur Entfernung des abgetragenen Mate­ rials aus dem Bereich des Werkstücks innerhalb der Abschirmung oder aus der Abschirmung hinaus Lid keine Einrichtungen vorgesehen.

Aus der DE 42 18 247 C2 ist es bei einer Vorrichtung zur materialabtragenden Bearbeitung eines eine ebene Oberfläche aufweisenden Werkstücks bekannt, eine Wirbelströmung innerhalb eines oberhalb des Werkstücks verfahrbaren Absauggehäuses aufzubauen, um das abgetragene Material aus dem Bereich eines abtragenden Werkzeugs zu entfernen und anschließend im Randbereich des Absauggehäuses tangential abzusaugen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bearbeitungs­ maschine zur materialabtragenden Bearbeitung eines Werkstücks mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 aufzu­ zeigen, bei der das von dem Werkstück abgetragenen Material aus dem unmittelbaren Bereich des Werkstücks abgeführt und von dem Werkstück ferngehalten werden kann, ohne daß es zu einer Funktionsbeeinträchtigung der Abschirmung kommt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Bearbeitungs­ maschine zur materialabtragenden Bearbeitung eines Werkstücks mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei dieser Bearbeitungsmaschine sind die Verfahreinrichtungen für den Werkzeughalter außerhalb der Abschirmung aus der Wanne und dem Deckel vorgesehen. Der Werkzeughalter wird von außerhalb der Abschirmung verfahren und taucht durch den Deckel in die Wanne ein. Dabei auftretende Relativbewegungen zwischen dem Werkzeughalter und der Wanne werden, sofern sie in der Ebene des Deckels, d. h. der mindestens einen Verfahrebene des Werkzeug­ halters verlaufen, durch die Beweglichkeit des Deckels aufge­ nommen, ansonsten durch ein unterschiedlich tiefes Eintauchen des Werkzeughalters durch den Deckel in die Abschirmung hinein. Die Dichtigkeit der Abschirmung im Bereich der Durchbrechung, durch die der Werkzeughalter durch den Deckel in die Abschirmung eintaucht, wird dadurch gewährleistet, daß diese Durchbrechung dichtend von dem Werkzeughalter ausgefüllt wird. Dabei kann mindestens eine Gleitdichtung um den Werkzeughalter herum vorgesehen sein. Es können auch mehrere solcher Gleitdichtungen in der Eintauchrichtung des Werkzeughalters in die Abschirmung hintereinander angeordnet sein.

Weiterhin sind Einrichtungen zur Erzeugung einer umlaufenden Wirbelströmung in der Abschirmung vorgesehen. Die durch die Wirbelströmung hervorgerufenen radialen Kraftmomente fördern an dem Werkstück abgetragenes Material in den Randbereich der Abschirmung, wo es die weitergehene Bearbeitung des Werkstücks nicht behindert.

Die Einrichtungen zur Erzeugung der umlaufenden Wirbelströmung umfassen entweder Ventilatorblätter an einem drehantreibbaren Teil des Werkzeughalters und/oder eine tangential in die Abschirmung mündende Fluidab- und/oder -zufuhrleitung. Die Ventilatorblätter können auch von der Halterung für das Werkstück weg und zu dem Deckel hin angestellt sein, um zusätzlich zu der ringförmig umlaufenden Wirbelströmung eine von dem Werkstück weg gerichtete Strömungskomponente zu induzieren, um beispielsweise abgetragenes Material aus Konturen des Werkstücks abzusaugen. Durch die über die Fluidab- und/oder - zufuhrleitung(en) in die Abschirmung einbringbaren freien Fluidströme, bei denen es sich um Kühlmittelströme handeln kann, ist die gewünschte Wirbelströmung ebenfalls induzierbar.

Wenn der Deckel in einer quer zu der Verfahrebene des Werk­ zeughalters verlaufenden weiteren Verfahrrichtung, d. h. seiner Eintauchrichtung in die Abschirmung, begrenzt verschieblich an dem Werkzeughalter gelagert ist, kann durch ein Verfahren des Werkzeughalters weg von der Wanne der Werkzeughalter nicht nur innerhalb der Abschirmung angehoben werden. Vielmehr ist es auch möglich, durch dieses Verfahren letztlich den Deckel von der Wanne abzuheben und ihn zur Seite zu fahren, so daß die Öffnung der Wanne für einen Zugriff auf das Werkstück frei ist.

Wenn der Deckel einteilig ist und, vorzugsweise unter Zwischen­ schaltung einer Gleitdichtung, auf dem Rand der Wanne aufliegt, muß er vergleichsweise großflächig sein, um ohne Öffnen der Abschirmung eine umfangreiche Verfahrbarkeit des Werkzeughalters in dessen mindestens einer Verfahrebene zuzulassen. Dies bedeutet auch, daß beispielsweise die Lagerung für die Verfahr­ einrichtungen des Werkzeughalters entsprechend ausgekragt sein müssen. Der Platzbedarf für den Deckel kann jedoch deutlich verringert werden, wenn der Deckel mehrteilig und in sich beweglich ist. Insbesondere wenn der Deckel aus mehreren ring­ förmig um die Durchbrechung für den Werkzeughalter angeordneten, gegeneinander verschieblichen Einzelelementen besteht, ist es möglich, eine ausreichende Verfahrbarkeit des Werkzeughalters innerhalb der Abschirmung zu erreichen, ohne daß der Deckel dabei überhaupt seitlich über den Rand der Wanne vortreten muß.

Es ist auch bevorzugt, wenn eine Dichtung zwischen dem Deckel oder einem beweglichen Teil des Deckels und der Wanne oder einem wannenfesten Teil des Deckels bezüglich des größten freien Quer­ schnitts der Wanne in der Verfahrebene des Werkzeughalters nach innen versetzt angeordnet ist. Hierdurch wird die Gefahr redu­ ziert, daß abgetragenes Material von dem Werkstück direkt die Dichtung, bei der es sich um eine Gleitdichtung handeln wird, beaufschlagt, bei einer solchen Beaufschlagung bestünde die grundsätzliche Gefahr, daß das abgetragene Material die Gleit­ dichtung überwindet und in unerwünschte Weise die Umgebung der Bearbeitungsmaschine erreicht.

Um eine Beaufschlagung einer Gleitdichtung zwischen einem beweg­ lichen Teil des Deckels und der Wanne bzw. einem wannenfesten Teil des Deckels durch abgetragenes Material zu verhindern, kann auch an dem in die Abschirmung eintauchenden Ende des Werkzeug­ halters ein umlaufender Abschirmkragen vorgesehen sein, der zumindest verhindert, daß von dem Werkzeug freigesetztes Mate­ rial des Werkstücks auf direktem Wege zu der Dichtung gelangt und diese beaufschlagt.

Vorzugsweise ist bei der neuen Bearbeitungsmaschine die Halterung für das Werkstück erhöht über dem Grund der Wanne angeordnet. Am Grund der Wanne kann sich dann von dem Werkstück abgetragenes Material und etwaiges Kühlmittel ansammeln, ohne die weitere Bearbeitbarkeit des Werkstücks zu behindern.

Am Grund der Wanne kann auch ein Flüssigkeitsablauf vorgesehen sein, über den flüssiges Kühlmittel aus der Wanne austreten kann.

Oberhalb des Grunds der Wanne kann ein Absaugrohr in die Wanne einmünden, über das Kühlluft abgeführt werden kann. Das Absaug­ rohr kann aber auch zum Absaugen von Dämpfen, Nebeln und Stäuben aus der Abschirmung genutzt werden, sofern dieses gewünscht ist.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der neuen Bear­ beitungsmaschine ist ein auswechselbarer, die Halterung für das Werkstück ringförmig umgebender, zum Deckel der Abschirmung hin offener Materialfangkorb in der Wanne angeordnet. Der Material­ fangkorb nimmt das von dem Werkstück abgetragene Material auf. Durch Entnehmen des Materialfangkorbs aus der Wanne der Abschir­ mung wird das Material aus der Wanne entfernt. Insbesondere bei Bearbeitung von Werkstücken aus verschiedenen Materialien mit der Bearbeitungsmaschine kann so eine Materialtrennung, beispielsweise für die Wiederverwertung, auf einfachste Weise realisiert werden.

Der Materialfangkorb kann mindestens einen Fluidauslaß aufwei­ sen, in dem ein Materialfilter angeordnet ist. Der Material­ fangkorb soll zwar das abgetragene Material zurückhalten und in sich aufnehmen. Wenn aber mit Kühlmittel gearbeitet wird, sollte dieses aus dem Materialfangkorb austreten können. Hierzu ist ein geeigneter Fluidauslaß vorzusehen, in dem dann ein Material­ filter angeordnet ist. Dabei kann es sich sowohl um einen Auslaß für flüssiges Kühlmittel am Grund des Materialfangkorbs als auch einen Abluftauslaß oberhalb des Grunds des Materialfangkorbs handeln.

Der freie Querschnitt der Abschirmung der neuen Bearbeitungs­ maschine in der Verfahrebene des Werkzeughalters kann kreis­ förmig oder quadratisch sein. Die kreisförmige Anordnung erleichtert es, eine Wirbelströmung in der Abschirmung zu induzieren und aufrecht zu erhalten. Bei dem quadratischen Querschnitt ist dies nur mit etwas höherem Aufwand möglich. Die "toten" Ecken des quadratischen Querschnitts, die von einer Wirbelströmung in der Abschirmung nicht vollständig erfaßt werden, können aber gezielt zur Ablagerung von von dem Werkstück abgetragenem Materials ausgenutzt werden, so daß nicht sämt­ liches abgetragenes Material an der Wirbelströmung auf Dauer teilnimmt. Auch durch eine Aufrauhung der inneren Oberfläche der Wanne bzw. des Materialfangkorbs oder durch dort vorgesehene Fangeinrichtungen für das abgetragene Material kann dessen dauerhafte Teilnahme an der Wirbelströmung unterbunden werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 einen schematisierten Querschnitt durch die Abschir­ mung einer ersten Ausführungsform der Bearbeitungs­ maschine in einer erste Betriebsstellung,

Fig. 2 einen schematisierten Querschnitt durch die Abschir­ mung der Bearbeitungsmaschine gemäß Fig. 1 in einer zweiten Betriebsstellung,

Fig. 3 einen schematisierten Querschnitt durch die Abschir­ mung der Bearbeitungsmaschine gemäß den Fig. 1 und 2 in einer dritten Betriebsstellung, mit geöffneter Abschirmung,

Fig. 4 einen schematisierten Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Bearbeitungsmaschine,

Fig. 5 einen Querschnitt durch den Deckel der Abschirmung einer weiteren Ausführungsform der Bearbeitungs­ maschine,

Fig. 6 eine Draufsicht auf den Deckel gemäß Fig. 5,

Fig. 7 eine Draufsicht auf den Deckel der Abschirmung einer weiteren Ausführungsform der Bearbeitungsmaschine einer ersten Funktionsstellung,

Fig. 8 eine Draufsicht auf den Deckel gemäß Fig. 7 in einer zweiten Funktionsstellung,

Fig. 9 einen schematisierten Horizontalschnitt durch eine Abschirmung einer weiteren Ausführungsform der Bear­ beitungsmaschine,

Fig. 10 einen schematisierten Horizontalschnitt durch die Abschirmung einer weiteren Ausführungsform der Bearbeitungsmaschine,

Fig. 11 einen schematisierten Horizontalschnitt durch die Abschirmung einer weiteren Ausführungsform der Bearbeitungsmaschine,

Fig. 12 einen schematisierten Querschnitt durch die Abschir­ mung einer weiteren Ausführungsform der Bearbeitungs­ maschine,

Fig. 13 einen schematisierten Querschnitt durch die Abschir­ mung einer weiteren Ausführungsform der Bearbeitungs­ maschine mit Materialfangkorb,

Fig. 14 eine Draufsicht von oben auf den Materialfangkorb gemäß Fig. 13,

Fig. 15 eine Draufsicht von oben auf einen Materialfangkorb einer weiteren Ausführungsform der Bearbeitungs­ maschine,

Fig. 16 einen schematisierten Querschnitt des Materialfang­ korbs gemäß Fig. 15 und

Fig. 17 einen schematisierten Querschnitt durch einen Materialfangkorb einer weiteren Ausführungsform der Bearbeitungsmaschine.

Die in den Fig. 1 bis 3 anhand einiger Hauptbauteile darge­ stellte Bearbeitungsmaschine 1 dient zur materialabtragenden Bearbeitung eines Werkstücks 2 mit einem Werkzeug 3. Hier handelt es sich um ein rotierendes Werkzeug 3. Das Werkzeug 3 könnte aber auch ein Laserkopf sein, mit dem Material des Werk­ stücks 2 verdampft wird.

Das Werkstück 2 ist auf einer Halterung 4 für das Werkstück 2 angeordnet. Hierbei kann es sich um eine Spannplatte, beispiels­ weise eine Vakuumspannplatte für das Werkstück 2 handeln. Die Halterung 4 ist am Grund 5 einer Wanne 6 vorgesehen, innerhalb derer die Bearbeitung des Werkstücks 2 durch das Werkzeug 3 erfolgt. Die Wanne 6 ist zur Ausbildung einer geschlossenen Abschirmung 8 um das das Werkstück 2 bearbeitende Werkzeug 3 mit einem Deckel 7 verschlossen. Durch eine Durchbrechung 9 in dem Deckel 7 taucht ein Werkzeughalter 10 für das Werkzeug 3 in die Abschirmung 8 ein. Dabei ist der Deckel 7 über eine die Durch­ brechung 9 begrenzende Hülse 11 verschieblich an dem Werkzeug­ halter 10 gelagert. Nach unten wird die Verschiebbarkeit des Deckels 7 gegenüber dem Werkzeughalter 10 durch einen Abschirm­ kragen 12 an dem in die Abschirmung 8 eintauchenden Ende des Werkzeughalters 10 begrenzt. Der Werkzeughalter 10 füllt die Durchbrechung 9 soweit aus, daß die Durchbrechung 9, gegebenen­ falls unter Mitwirkung einer oder mehrerer zusätzlicher, hier nicht separat dargestellter Gleitdichtungen zwischen dem Deckel 7 und dem Werkzeughalter 10 abgedichtet ist. Bei einer Bewegung des Werkzeughalters in Richtung eines Doppelpfeils 13 verschiebt sich der Werkzeughalter 10 gegenüber der Hülse 9 des Deckels 7 und nimmt den Deckel 7 erst dann mit, wenn dieser von oben auf dem Abschirmkragen 12 aufliegt. Bei einem Verfahren des Werk­ zeughalters 10 in einer Verfahrebene, die durch den oberen Rand 14 der Wanne 6 definiert wird, d. h. beispielsweise in Richtung der Pfeile 15 nimmt der Werkzeughalter 10 den Deckel 7 mit, der zu diesem Zweck beweglich gegenüber der Wanne 6 ist und hier auf deren oberen Rand 7 aufliegt. Auch zwischen der Wanne 6 und dem Deckel 7 kann zur besseren Abdichtung bei gleichzeitig unbehin­ derter relativer Verschiebbarkeit eine besondere Gleitdichtung vorgesehen sein. Da der Deckel 7 übermaßig ausgebildet ist, d. h. einen seitlichen Überstand 16 aufweist, bleibt die Wanne 6 bei allen Verschiebungen des Deckels 7 durch seitliche Bewegun­ gen des Werkzeughalters 2 in der Verfahrebene verschlossen. Das heißt, die Abschirmung 8 wird nur aufgehoben, wenn der Deckel 7 mit dem Werkzeughalter 10 in die in Fig. 3 gezeigte Stellung angehoben wird, wonach der Werkzeughalter 10 mit dem Deckel 7 in Richtung eines Pfeils 17 zur Seite gefahren werden kann, um das Werkstück 2 in der Wanne 6 freizugeben. So wird durch das Werk­ zeug 3 von dem Werkstück 2 abgetragenes Material in der Abschir­ mung 8 zurückgehalten und gelangt nicht in die Umgebung 18 der Bearbeitungsmaschine 1. Von dem hier drehantreibbaren Werkzeug 3 abfliegende Späne werden durch den Abschirmkragen 12 daran gehindert, auf direktem Wege zu einer etwaigen Gleitdichtung im Bereich des oberen Rands 14 der Wanne 6 oder der Hülse 11 um die Durchbrechung 9 zu gelangen, so daß eine Gefahr von Beschä­ digungen dieser beiden Gleitdichtungen beispielsweise durch Metallspäne oder ein Hindurchtreten von feinerem Material durch die Gleitdichtungen unwahrscheinlich ist.

Die Ausführungsform der Bearbeitungsmaschine 1 gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von derjenigen gemäß den Fig. 1 bis 3 durch eine andere Ausbildung des Deckels 7. Der Deckel 7 ist hier zweiteilig gehalten. Er weist einen Teil 19 auf, der auf den Rand 14 der Wanne 6 aufgesetzt ist und sich nicht mit dem Werkzeughalter 10 seitlich mitbewegt, und einen Teil 20, in dem die Durchbrechung 9 für den Werkzeughalter 10 vorgesehen ist und der sich mit dem Werkzeughalter 10 seitlich mitbewegt. Entspre­ chend erfolgt eine Gleitbewegung bei einem seitlichen Verfahren des Werkzeughalters 10 zwischen den Teilen 19 und 20, so daß eine etwaige Gleitdichtung auch zwischen diesen Teilen vorzu­ sehen ist. Der Sinn der Zweiteilung des Deckels 7, der hierbei nicht mehr als Ganzes sondern nur noch in sich seitlich beweg­ lich ist, liegt zum einen darin, daß der Übergang von dem festen Teil 19 der Abschirmung 8 weiter nach innen verlegt wird, so daß von dem Werkzeug 3 nach außen beschleunigtes Material des Werk­ stücks 2 noch weniger Gefahr läuft, in diesen Übergangsbereich zu gelangen. Zum anderen muß der seitliche Überstand 16 des beweglichen Teils 20 des Deckels 7 weniger groß ausfallen. Entsprechend können andere Bauteile der Bearbeitungsmaschine 1, die hier nicht dargestellt sind, näher seitlich der Wanne 6 angeordnet werden, beispielsweise die notwendigen Verfahr­ einrichtungen für den Werkzeughalter 10. Theoretisch ist dies mit einem geringeren Verfahrbereich für das Werkzeug 3 in seitlicher Richtung in der Abschirmung 8 verbunden. Allerdings wird das Werkzeug 3, um das Zurückprallen von von dem Werkstück 2 abgetragenem Material von der Wandung der Wanne 6 zu vermei­ den, sowieso nie in der unmittelbaren Nähe der Wannenwandung betrieben werden.

In den Fig. 5 bis 8 sind zwei verschiedene Ausführungsformen des Deckels 7 skizziert, die ganz ohne einen Überstand 16 auskommen, und trotzdem eine zum seitlichen Verfahren des Werk­ zeughalters 10 notwendige Beweglichkeit aufweisen. Die in den Fig. 5 und 6 bzw. 7 und 8 skizzierten Deckel 7 weisen jeweils einen Teil 19 auf, der wannenfest, d. h. auf dem oberen Rand 14 der Wanne 6, beispielsweise gemäß Fig. 4, anzuordnen ist. Dann gibt es jeweils einen Teil 20, der die Durchbrechung 9 für den Werkzeughalter 10 mit der diese umgebenden Hülse 11 aufweist. Dazwischen sind weitere ringförmige Teile 21 angeordnet, die jeweils die zentrale Öffnung des darunter liegenden Teils 20 bzw. 21 abdecken. Die zentrale Öffnung des obersten Teils 21 wird durch das Teil 20 bis auf die Durchbrechung 9 verschlossen. Dabei sind die Teile 21 bzw. das Teil 20 gegenüber dem jeweils darunter liegenden Teil 19 bzw. 21 seitlich begrenzt verschieb­ lich. Die resultierenden relativen Verschiebbarkeiten addieren sich zu einer Gesamtverschiebbarkeit auf. Diese ist für den Deckel 7 gemäß den Fig. 7 und 8 in Fig. 8 skizziert, wobei der äußere Rand des Verschiebungsbereichs durch eine gestrichel­ te Linie 22 wiedergegeben ist. Die Ausführungsformen des Deckels 7 gemäß den Fig. 5 und 6 einerseits und 7 und 8 andererseits unterscheiden sich darin, daß der Deckel gemäß den Fig. 5 und 6 rund ist, während der Deckel gemäß den Fig. 7 und 8, quadratisch ist. Hieraus resultiert für den Deckel gemäß den Fig. 5 und 6 ein kreisförmiger Bereich, der in seitlicher Richtung mit dem Werkzeughalter 10 anfahrbar ist, während dieser Bereich gemäß Fig. 8 quadratische Abmessungen aufweist.

Bis hierher wurde nicht darauf eingegangen, wie das beim Bearbeiten des Werkstück 2 in der Abschirmung 8 durch das Werkzeug 3 abgetragene Material aus dem Bereich des Werkstücks 2 entfernt und dazu beispielsweise in den Randbereich der Abschirmung 8 bewegt wird. Im folgenden werden verschiedene Möglichkeiten geschildert, wie der Abtransport des abgetragenen Materials in den Randbereich der Abschirmung 8 mit einer um eine vertikale Achse umlaufende Wirbelströmung in der Abschirmung 8 aufgrund der von dieser hervorgerufenen Tangentialkräfte gefördert werden kann. Diese Wirbelströmung, die durch Pfeile 23 angedeutet ist, kann mittels verschiedener Einrichtungen induziert bzw. aufrecht erhalten werden. In Fig. 9 ist angedeutet, daß zwei Kühlmittelzufuhrleitungen 24 um 180° bezüglich der Mittelachse einer hier rund ausgebildeten Wanne 6 tangential in die Abschirmung 8 einmünden. Aus den Kühlmittel­ zufuhrleitungen 24 austretendes flüssiges Kühlmittel bzw. austretende Kühlluft nimmt die in der Abschirmung 8 befindliche Luft soweit mit, daß sich die gewünschte Wirbelströmung in Richtung der Pfeile 23 ausbildet.

Dasselbe Ergebnis wird gemäß Fig. 10 durch die Kombination einer Kühlmittelzuführleitung 24 und einer in entsprechender Gegenrichtung tangential in die Abschirmung 8 einmündenden Absaugleitung 25 erreicht. Über die Absaugleitung 25 kann von dem Werkstück 2 abgetragenes Material aus der Abschirmung 8 abgesaugt werden. Es ist aber auch möglich, in der Einmündung der Absaugleitung 25 ein Filter 26 vorzusehen und nur in einem solchen oberen Bereich die Abschirmung 8 abzusaugen, in den das abgetragene Material aufgrund seiner Schwerkraft nicht auf­ steigt. Dann bleibt das abgetragene Material in der Wanne 6 in deren unteren Randbereich zurück.

Gemäß Fig. 11 sind an einem drehantreibbaren Teil 27 des Werkzeughalters 20, das vorzugsweise mit dem Werkzeug 3 umläuft, Ventilatorblätter 28 vorgesehen, die die Wirbelströmung gemäß den Pfeilen 23 hervorrufen.

Gemäß Fig. 12 sind die Ventilatorblätter 28 bezogen auf die Umlaufrichtung des mit dem Werkzeug 3 umlaufenden Teils 27 des Werkzeughalters 10, die durch einen Drehpfeil angedeutet ist, von dem Werkstück 2 weg zu dem Deckel 7 hin angestellt, so daß die Wirbelströmung eine im Inneren der Abschirmung 8 nach oben und in dem äußeren Randbereich der Abschirmung 8 nach unten gerichtete Komponente aufweist, die beispielsweise dafür sorgt, daß Konturen des Werkstücks 2 von abgetragenem Material freigesaugt werden. Zusätzlich wird gemäß Fig. 12 die Aus­ bildung der Wirbelströmung durch eine tangential ausgerichtete Kühlmittelzufuhrleitung 24 unterstützt. Weiterhin ist gemäß Fig. 12 ein Abfluß 29 für flüssiges Kühlmittel vorgesehen. In dem Abfluß 20 ist ein Filter 30 angeordnet, das verhindert, daß von dem Werkstück 2 abgetragenes Material mit durch den Abfluß 29 aus der Abschirmung 8 heraus gelangt.

Zur Entfernung des von dem Werkstück 2 abgetragenen Materials aus der Abschirmung 8 bzw. der Wanne 6 ist vorstellbar, daß die Wanne 6 nach dem Anheben und dem zur Seite Schieben des Deckels 7 mit dem Werkzeughalter 2 ausgefegt, ausgesaugt oder derglei­ chen gereinigt wird. In einer besonders vorteilhaften Ausfüh­ rungsform der Bearbeitungsmaschine 1 ist jedoch für das von dem Werkstück 2 abgetragene Material ein Materialfangkorb vorge­ sehen, der um die Halterung 4 für das Werkstück 2 herum beim Bearbeiten des Werkstücks 2 in der Wanne 6 angeordnet ist. Dies ist in Fig. 13 für eine erste Ausführungsform des Material­ fangkorbs 31 skizziert. Der Materialfangkorb 31 umschließt den Sockel der Halterung 4, die das Werkstück 2 über den Grund 5 der Wanne 6 anhebt, ringförmig, erstreckt sich dann seitwärts über den Grund 5 und endet in einer äußeren ringförmigen Wandung. So nimmt er das gesamte von dem Werkstück 2 abgetragene Material auf, auch wenn sich dieses beim Nachlassen einer Wirbelströmung nach unten hin in der Abschirmung 8 absetzt. Durch Herausnehmen des Materialfangkorbs 31 aus der Wanne 6 wird das abgetragene Material entfernt. Bei Bearbeitung von Werkstücken 2 aus unter­ schiedlichen Materialien können unterschiedliche Materialfang­ körbe auch zum Sortieren des abgetragenen Materials verwendet werden. Sie können einfach in einen entsprechenden Behälter für das jeweils abgetragene Material hinein ausgeklopft werden. Eine darüber hinausgehende Reinigung zwischen einzelnen Einsätzen eines Materialfangkorbs 31 ist nicht notwendig. Oberhalb des Grunds 5 weist der Materialfangkorb 31 gemäß Fig. 13 einen Fluidauslaß auf, in dem ein Materialfilter 32 angeordnet ist, das zwar Kühlflüssigkeit nach unten durchläßt, aber etwaiges abgetragenes Material des Werkstücks 2 zurückhält.

Fig. 14 zeigt den Materialfangkorb 31 gemäß Fig. 13 von oben. Dabei ist eine zentrale Durchbrechung 33 für das Werkstück 2 zu erkennen, ebenso eine ringförmige Ausbildung des Fluidauslasses 32 mit dem darin angeordneten Materialfilter 33.

Fig. 15 zeigt eine Fig. 14 entsprechende Draufsicht auf einen Materialfangkorb 31 mit quadratischer Grundfläche. Dieser ent­ spricht beispielsweise der Bearbeitungsmaschine 1 gemäß Fig. 11. Bei dem Materialfangkorb 31 ist der Fluidauslaß 33 nur an einer Stelle seiner Grundfläche vorgesehen, die beispielsweise direkt einem darunter befindlichen Abfluß 29 für Kühlmittel aus der Wanne 6 zugeordnet ist. Die quadratische Grundfläche des Materialfangkorbs 31 kann den Vorteil haben, daß sich in den Ecken 34 des Materialfangkorbs 31 von dem Werkstück 2 abgetra­ genes Material von einer Wirbelströmung in der Abschirmung 8 absetzt. Bezüglich dieses Materials besteht damit keine nennens­ werte Gefahr mehr, daß es zurück in den Bereich des Werkstücks 2 und des Werkzeugs 3 gelangt.

Der schematisierte Querschnitt durch den Materialfangkorb 31 gemäß Fig. 15, der in Fig. 16 wiedergegeben ist, zeigt, daß der Materialfangkorb 31 im oberen Bereich einen weiteren Fluid­ auslaß 32 mit darin angeordnetem Filter 33 aufweist, das hier für Abluft aus der Abschirmung 8 vorgesehen ist.

Fig. 17 skizziert eine Ausführungsform eines Materialfangkorbs 31, bei dem keine Fluidauslässe 32 dargestellt sind, obwohl sie auch hier vorhanden sein könnten. Wesentlich bei der Ausfüh­ rungsform des Materialfangkorbs 31 gemäß Fig. 17 ist ein nach innen vorspringender Kragen 36 am oberen Rand des Material­ fangkorbs 31. Dieser Kragen 36 hat eine entsprechende Funktion wie eine nach innen versetzter Übergang bzw. eine nach innen versetzte Dichtung zwischen dem oberen Rand 14 der Wanne 6 bzw. eines wannenfesten Teils 19 des Deckels 7 und dem Deckel 7 bzw. eines beweglichen Teils 20 des Deckel 7. Es wird verhindert, daß von dem Werkstück 2 abgetragenes Material durch die Wirbelströ­ mung in der Abschirmung 8 auch durch etwaige Dichtungen zwischen dem Deckel und der Wanne hindurch aus der Abschirmung 8 herausgedrückt wird. Die leichte Trichterform des Kragens 36 erleichtert das Entfernen des abgetragenen Materials aus dem Materialfangkorb 31 nach seinem Entnehmen aus der Wanne 6.

Eine Besonderheit der neuen Bearbeitungsmaschine 1 liegt darin, daß sie ohne aktive Abfuhr von Material, welches von dem Werk­ stück 2 abgetragenen wurde, funktionsfähig ist, insbesondere wenn eine Wirbelströmung innerhalb ihrer Abschirmung 8 aufrecht erhalten wird, mit der abgetragenes Material in den Randbereich der Abschirmung 8 abgefördert wird. Insbesondere bei Verwendung einer Ausführungsform der neuen Bearbeitungsmaschine 1 mit Materialfangkorb ist das Entfernen des abgetragenen Materials aus der Abschirmung 8 dennoch kein Problem. Kühlmittel können aus der Abschirmung der neuen Bearbeitungsmaschine passiv abgeführt werden. So werden keine kosten- und energieaufwendigen Einrichtungen für die Absaugung aus der Abschirmung der neuen Bearbeitungsmaschine zwingend benötigt.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Bearbeitungsmaschine

2

Werkstück

3

Werkzeug

4

Halterung

5

Grund

6

Wanne

7

Deckel

8

Abschirmung

9

Durchbrechung

10

Werkzeughalter

11

Hülse

12

Abschirmkragen

13

Doppelpfeil

14

Rand

15

Pfeil

16

Überstand

17

Pfeil

18

Umgebung

19

Teil

20

Teil

21

Teil

22

Linie

23

Pfeil

24

Kühlmittelzuführleitung

25

Absaugleitung

26

Filter

27

Teil

28

Ventilatorblätter

29

Abfluß

30

Filter

31

Materialfangkorb

32

Fluidauslaß

33

Filter

34

Ecke

35

Durchbrechung

36

Kragen

Claims (12)

1. Bearbeitungsmaschine zur materialabtragenden Bearbeitung eines Werkstücks, mit einer gehäuseartigen Abschirmung, die einen Deckel aufweist und innerhalb derer eine Halterung für das Werkstück angeordnet und ein Werkzeughalter mindestens in einer Verfahrebene relativ zu dem Werkstück verfahrbar ist, wobei der Deckel in der Verfahrebene des Werkzeughalters beweglich ausge­ bildet ist, wobei der Werkzeughalter unter Abdichtung einer für ihn darin vorgesehenen Durchbrechung durch den Deckel in die Abschirmung eintaucht und den Deckel beim Verfahren in der Ver­ fahrebene mitnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (8) durch eine Wanne (6) und den die Wanne (6) verschließenden Deckel (7) ausgebildet ist und daß Einrichtungen zur Erzeugung einer umlaufenden Wirbelströmung in der Abschirmung (8) vorge­ sehen sind, die Ventilatorblätter (28) an einem drehantreibbaren Teil (27) des Werkzeughalters (10) und/oder eine tangential in die Abschirmung mündende Fluidab- und/oder -zufuhrleitung (24, 25) umfassen.

2. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Deckel (7) in einer quer zu der Verfahrebene des Werkzeughalters (10) verlaufenden weiteren Verfahrrichtung begrenzt verschieblich an dem Werkzeughalter (10) gelagert ist.

3. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Deckel (7) mehrteilig und in sich beweg­ lich ist.

4. Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Dichtung zwischen dem Deckel (7) oder einem beweglichen Teil (20) des Deckels (7) und der Wanne (6) oder einem wannenfesten Teil (19) des Deckels bezüglich des größten freien Querschnitts der Wanne (6) in der Verfahrebene des Werkzeughalters (10) nach innen versetzt angeordnet ist.

5. Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß an dem in die Abschirmung (8) eintau­ chenden Ende des Werkzeughalters (10) ein umlaufender Abschirm­ kragen (12) vorgesehen ist.

6. Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Halterung (4) für das Werkstück (2) erhöht über dem Grund (5) der Wanne (6) angeordnet ist.

7. Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß am Grund (5) der Wanne (6) ein Abfluß (29) für Flüssigkeit vorgesehen ist.

8. Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß mit Abstand oberhalb des Grunds (5) der Wanne (6) eine Absaugleitung in die Wanne (6) einmündet.

9. Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ventilatorblätter (28) von der Halterung (4) für das Werkstück (2) weg und zu dem Deckel (7) hin angestellt sind.

10. Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß ein auswechselbarer, die Halterung (4) für das Werkstück (2) ringförmig umgebender und zum Deckel (7) der Abschirmung (8) hin offener Materialfangkorb (31) in der Wanne (6) angeordnet ist.

11. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß der Materialfangkorb mindestens einen Fluidauslaß (32) aufweist, in dem ein Materialfilter (33) angeordnet ist.

12. Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß der freie Querschnitt der Abschirmung (8) in der Verfahrebene des Werkzeughalters (10) kreisförmig oder quadratisch ist.