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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit einem Arbeitsraum,
in dem eine Vorrichtung zum Aufnehmen von zu bearbeitenden Werkstücken
vorgesehen ist, mit einer Arbeitsspindel zur Bearbeitung der Werkstücke
und einem die Arbeitsspindel tragenden Schlitten, der relativ zu
der Vorrichtung in einer Längsrichtung (x) verfahrbar ist, wobei
an dem Schlitten seitlich mindestens eine in Längsrichtung
(x) längenveränderliche Abdeckung mit mehreren
sich quer zur Längsrichtung (x) erstreckenden Abdeckungselementen
für den Arbeitsraum vorgesehen ist, wobei die Abdeckung
jeweils eine längenveränderliche Fläche
zwischen dem Schlitten und einer Seitenwand des Arbeitsraumes abdeckt. Die
Erfindung betrifft des Weiteren eine Abdeckungsanordnung, insbesondere
zur Verwendung in einer solchen Werkzeugmaschine.
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Die
bekannte Werkzeugmaschine ist eine sogenannte Fahrständermaschine,
bei der ein erster x-Schlitten in Längsrichtung gegenüber
einem Werkstücktisch verfahrbar angeordnet ist. Auf dem x-Schlitten
ist ein y-Schlitten angeordnet, der quer zur Längsrichtung,
also in y-Richtung, verfahrbar ist. Dieser y-Schlitten wird auch
Ständer genannt. An dem Ständer ist ein Spindelkopf
angeordnet, der senkrecht zur x- und y-Richtung, also in z-Richtung, verfahrbar
ist. Dieser Spindelkopf, der auch als Spindelstock bezeichnet wird,
trägt eine Arbeitsspindel, in die unterschiedliche Werkzeuge
zur Bearbeitung eines auf dem Werkstücktisch in eine Vorrichtung
eingespannten Werkstückes eingewechselt werden können.
Auf diese Weise können die Werkzeuge relativ zu dem Werkstück
in den drei orthogonalen Raumachsen x, y und z verfahren werden.
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Bei
der spanabhebenden Bearbeitung der Werkstücke entstehen
zum einen Späne, zum anderen wird Bohr- und Kühlflüssigkeit
verspritzt, weshalb die Werkzeugmaschine insgesamt durch eine Kabine oder
Verkleidung nach außen abgekapselt ist. Darüber
hinaus muss verhindert werden, dass Späne oder Flüssigkeit
auf die Führungsschienen und Antriebseinheiten für
die Schlitten und sonstigen Vorrichtungen gelangen. Aus diesem Grund
ist der Arbeitsraum der Werkzeugmaschine, also der Bereich, in dem
das Werkstück mit dem Werkzeug bearbeitet wird, noch einmal
gegenüber dem Rest der Werkzeugmaschine verkapselt.
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Bei
der bekannten Werkzeugmaschine erfolgt diese Verkapselung des Arbeitsraumes
durch längenveränderliche Abdeckungen, die seitlich
auf beiden Seiten des x-Schlittens angeordnet sind und sich bis
zu den Außenwänden des Arbeitsraumes erstrecken.
Diese längenveränderlichen Abdeckungen bestehen
jeweils aus einer hinteren Wand sowie einem Dach, die durch einen
Faltenbalg ausgebildet sind.
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Zwischen
den beiden in x-Richtung längenveränderlichen
Abdeckungen ist im Dachbereich noch eine in y-Richtung längenveränderliche
Dachabdeckung in Form eines weiteren Faltenbalges vorgesehen, der
zwischen der vorderen Wand der Verkleidung und dem Spindelstock
angeordnet ist.
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Ferner
ist aus der
DE 298
24 689 U1 bekannt, bei Werkzeugmaschinen alternativ zu
Teleskop-Abdeckungen auch Gliederschürzen einzusetzen.
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Aus
der
EP 0 803 317 A1 ist
noch eine Werkzeugmaschine bekannt, bei der der Arbeitsraum im unteren
Bereich durch feste und im oberen Bereich durch längenveränderliche
Abdeckungen verkapselt ist. Wie schon bei den eingangs beschriebenen Werkzeugmaschinen
handelt es sich auch bei dieser Werkzeugmaschine um eine sogenannte
Fahrständermaschine, bei der an dem x-Schlitten links und rechts
zwei Wangen angeordnet sind, zwischen denen der Ständer
in y-Richtung sowie der Spindelstock in z-Richtung verfahren kann.
An den schräg nach oben verlaufenden Wangen sind links
und rechts Rolloabdeckungen vorgesehen, die als schräge
Abdeckung den Arbeitsraum nach oben und nach hinten abdecken, wobei
zwischen den beiden Wangen eine weitere Rolloabdeckung vorgesehen
ist, die den Arbeitsraum vor dem Spindelstock nach oben abschließt.
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Es
hat sich herausgestellt, dass die Abdeckungen bei der aus der
DE 41 17 699 A1 bekannten Werkzeugmaschine
sowohl während der Montage als auch im Betrieb Probleme
bereiten. Sie sind zum einen schwer zu handhaben und behindern zum
anderen die freie Beweglichkeit der Verfahrmechanik, über
die die Arbeitsspindel in den drei orthogonalen Achsen relativ zu
dem Werkstück verfahren werden kann. Bei der aus der
EP 0 803 317 A1 bekannten Werkzeugmaschine
sind diese Probleme durch die relativ leichten, sich selbst aufwickelnden
Rollos beseitigt, allerdings handelt es sich bei dieser Werkzeugmaschine
um eine spezielle Konstruktion mit ”hängender” Spindel,
der x-Schlitten ist deutlich oberhalb des Werkstückes und
sogar oberhalb des Arbeitsraumes angeordnet, in den die Arbeitsspindel von
oben eintaucht. Aus diesem Grund ist die bekannte Konstruktion nur
für relativ schmalbauende Werkzeugmaschinen einsetzbar.
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Eine
weitere Fahrständermaschine ist aus der
DE 10 2006 045 851 A1 bekannt,
welche auf beiden Seiten zwischen dem x-Schlitten und der Seitenwand
des Arbeitsraumes je eine in Längsrichtung (x) längenveränderliche
Abdeckung aufweist. Die längenveränderlichen Abdeckungen
weisen dabei jeweils eine hintere Wand sowie ein Dach auf, welches lösbar
mit der hinteren Wand verbunden ist. Die hintere Wand weist einen
vertikalen und das Dach einen horizontalen Lamellenbalg auf, der
jeweils aus ineinander schiebbaren Lamellen gefertigt ist. Solche
Lamellenbalge bzw. Faltenwände haben sich als Abdeckung
im Bereich von Werkzeugmaschinen vielfach bewährt, da sie
so ausgebildet werden können, dass sie einen sicheren Schutz
gegen die häufig sehr heißen Späne und
Flüssigkeit bieten.
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Allerdings
hat sich beim praktischen Einsatz dieser Abdeckungen gezeigt, dass
deren mechanische Stabilität gegen Durchbiegen oder Durchhängen
nicht immer ausreichend ist. Insbesondere, wenn die Abdeckungen
aus besonders hitzeresistenten und robusten Werkstoffen gefertigt
werden, kann es zu einem hohen Gewicht dieser Abdeckungen kommen,
wodurch die Stabilität zusätzlich beeinträchtigt
wird.
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Vor
diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe
zugrunde, die eingangs genannte Werkzeugmaschine sowie die eingangs genannte
Abdeckungsanordnung derart weiterzubilden, dass bei einfachem konstruktivem
Aufbau für eine sichere, gute und insbesondere gegen Durchbiegen
bzw. Durchhängen mechanisch stabile Abdeckung des Arbeitsraumes
gesorgt wird.
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Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe bei der eingangs genannten Werkzeugmaschine sowie der
eingangs genannten Abdeckungsanordnung dadurch gelöst,
dass die längenveränderliche Abdeckung durch mindestens
eine Kette mit mehreren untereinander schwenkbar um eine Schwenkachse
verbundenen Kettengliedern stabilisiert ist, wobei die Schwenkachse
quer zu der längenveränderlichen Fläche
verläuft.
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Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen
gelöst.
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Die
Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben nämlich erkannt,
dass das Problem der Stabilisierung der längenveränderlichen
Abdeckung gegen Durchbiegen oder Durchhängen durch eine
oder mehrere Ketten gelöst werden kann, die so angeordnet
sind, dass diese sich in Richtung quer zu der längenveränderlichen
Fläche, die durch die Abdeckung abgedeckt wird, nicht durchbiegen
lassen, und somit Kräfte bzw. Momente gegen ein Durchbiegen
bzw. Durchhängen der längenveränderlichen
Abdeckung aufnehmen können. Die Ketten werden dazu so angeordnet,
dass die Längsrichtung der Schwenkachse der Kettenglieder
quer zu der längenveränderlichen Fläche
verläuft.
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Die
zusätzliche Stabilisierung der längenveränderlichen
Abdeckung wird dadurch erreicht, dass die Kette Kräfte
in Längsrichtung der Schwenkachse aufnehmen kann und somit
einem Durchbiegen der Kette quer zu der längenveränderlichen
Fläche der Abdeckung entgegenwirkt. Anders ausgedrückt,
bedeutet dies, dass die Kette ein Biegemoment aufnehmen kann, welches
in Längsrichtung der Abdeckungselemente wirkt und ein Durchbiegen
der Abdeckung zumindest deutlich erschwert.
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Da
die Kette so angeordnet ist, dass die Längsrichtung der
Schwenkachse quer zu der Fläche der längenveränderlichen
Abdeckung verläuft, können die Kettenglieder sich
allerdings um die Schwenkachse, gelenkig bzw. relativ zueinander
rotatorisch bewegen bzw. verschwenken. Die Kette ist dadurch in
Längsrichtung der Abdeckungselemente flexibel und kann
entlang dieser Richtung in ungespanntem Zustand durchhängen
oder sich zusammenfalten. Die Kette verkürzt bzw. verlängert
somit beim Zusammen- bzw. Ausziehen der längenveränderlichen
Abdeckung ihre relative Länge in Längsrichtung
(x), indem sie mehr oder weniger in Längsrichtung der Abdeckungselemente
durchhängt. Das Zusammen- bzw. Ausziehen der längenveränderlichen
Abdeckung ist daher durch die Kette nicht beeinträchtigt.
Die längenveränderliche Abdeckung ist somit gegen
ein Durchbiegen stabilisiert und gleichzeitig in der Längsrichtung
(x) frei beweglich.
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Als
längenveränderliche Abdeckung, wie sie hier beschrieben
ist, kann sowohl eine in sich längenveränderliche
Abdeckung verstanden werden, die beispielweise zusam menklappbar
oder zusammenfaltbar ist. Genauso kann im Sinne der Erfindung darunter
auch eine Abdeckung verstanden werden, die in sich selbst nicht
längenveränderlich ist, sondern weitestgehend
oder ganz starr ist und durch translatorische Bewegung der gesamten
Abdeckung die Länge der überdeckten Fläche
des Arbeitsraums verändert und somit ebenfalls längenveränderlich
in diesem Sinne ist.
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In
einer Ausgestaltung der Werkzeugmaschine ist vorgesehen, dass benachbarte
Kettenglieder der Kette über ihre Kettenlaschen mittels
in korrespondierenden Ausnehmungen der Kettenlaschen gehaltenen
Kettenbolzen gelenkig miteinander verbunden sind, und dass die Kette
so angeordnet ist, dass die Längsrichtung der Kettenbolzen
quer zu der längenveränderlichen Fläche
verläuft.
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Die
Kette selbst kann man sich dabei ähnlich wie eine Fahrradkette
vorstellen, welche ihre Kettenlaschen mit Kettenbolzen verbindet.
Die Längsrichtung der Kettenbolzen verläuft in
der erfindungsgemäßen Anordnung quer zu der längenveränderlichen Abdeckung
Da die Kettenlaschen in Längsrichtung der Kettenbolzen
biegesteif sind, kann die Kette Kräfte in dieser Richtung
aufnehmen. Die Größe des Moments, welches die
Kette aufnehmen kann, hängt dabei im Wesentlichen von der
Anzahl der Kettenglieder sowie der Steifigkeit der Kettenlaschen
und der Kettenbolzen ab.
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Generell
sind dazu Ketten aller Art, wie zum Beispiel Fahrradketten, Motorradketten
oder Ketten, die in anderen Feldern des Maschinenbaus eingesetzt
werden und eine oben beschriebene Form aufweisen, denkbar. Die Möglichkeit,
dass auf herkömmliche Kette zurückgegriffen werden
kann, ermöglicht vor allem Dingen die Einsparung von Herstellkosten
und Ersatzteilkosten.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Werkzeugmaschine ist vorgesehen,
dass die längenveränderliche Abdeckung als Faltenbalg,
Gliederschürze, Teleskop-Abdeckung oder Schuppen-Abdeckung ausgebildet
ist. Somit bestehen generell viele Möglichkeiten für
die Ausgestaltung der längenveränderlichen Abdeckung,
die je nach Anwen dung variiert werden kann. Während Faltenbalg,
Teleskop-Abdeckung und Schuppen-Abdeckung in sich längenveränderliche
Abdeckungen sind, ist die Gliederschürze in sich nicht
längenveränderlich. Dennoch ist eine Gliederschürze
für die erfindungsgemäße Verwendung ebenfalls
denkbar. In diesem Fall, wird die Gliederschürze beim Öffnen
z. B. seitlich des Arbeitraums um- bzw. aufgerollt, wodurch ebenfalls
eine längenveränderliche Abdeckung für
den Arbeitsraum realisiert wird.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Werkzeugmaschine ist vorgesehen,
dass die längenveränderliche Abdeckung jeweils
eine hintere Wand sowie quer dazu ein Dach aufweist. Auf diese Weise
ist der Arbeitsraum nach hinten und nach oben hin abgeschlossen,
so dass der hintere Teil der Werkzeugmaschine mitsamt dem Ständer
und seiner Führung vor Spänen und Kühlflüssigkeit
geschützt ist.
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Ferner
ist hierbei bevorzugt vorgesehen, dass die hintere Wand und das
Dach jeweils durch mindestens eine Kette, insbesondere zwei Ketten, stabilisiert
sind. Dies hat den Vorteil, dass sowohl die hintere Wand als auch
das Dach durch den oben beschriebenen Effekt der Kette stabilisiert
werden. Insbesondere wenn jeweils zwei Ketten an der hinteren Wind
und am Dach angeordnet sind, ist der Effekt der Querstabilisierung
besonders groß.
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Durch
die Stabilisierung des Dachs mit einer bzw. zwei Ketten, eröffnet
sich zusätzlich ein weiterer wichtiger Vorteil. Im Gegensatz
zu der Werkzeugmaschine aus der oben genannten Druckschrift
DE 10 2006 045 851
A1 ist das Dach mit Hilfe der Kette nämlich so
stabil, dass der quer verlaufende Träger, welcher am vorderen
oberen Ende der Maschine quer über die gesamte Breite der
Werkzeugmaschine verläuft und als zusätzliche
Auflagefläche für das Dach dient, hier entfallen
kann. Dies ist besonders vorteilhaft, da der Träger die
Zugänglichkeit zum Arbeitsraum der Werkzeugmaschine von
oben stark einschränkt.
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Insbesondere,
wenn schwere Werkstücke bearbeitet werden sollen, müssen
diese oft von oben über einen Kran in den Arbeitsraum der
Werkzeugmaschine hineingeho ben werden. Aufgrund der eingeschränkten
Zugänglichkeit, muss dazu bei der aus
DE 10 2006 045 851 A1 bekannten
Werkzeugmaschine der oben beschriebene Träger ausgebaut werden,
um genügend Platz für die Beladung zu erhalten.
Dies ist umständlich und vor allem zeitaufwändig.
Da dieser Träger nun entfällt ist das Dach nach
vorne hin freihängend. Die Stabilisierung durch die Kette
bzw. die Ketten genügt jedoch, um das Dach gegenüber
Durchhängen bzw. Durchbiegen entgegen der Gewichtskraft
zu stabilisieren. Dies erhöht die Zugänglichkeit
der Werkzeugmaschine von oben und vereinfacht den Arbeitsablauf,
insbesondere bei der Kranbeladung mit schweren Werkstücken.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung ist die Kette mit jedem n-ten Kettenglied
an der längenveränderlichen Abdeckung befestigt,
wobei n eine ganzzahlige Zahl ≥ 2 ist. Je nach Art und
Größe der Kettenglieder ist es sinnvoll, den Abstand,
an dem die Kettenglieder an der längenveränderlichen
Abdeckung befestigt werden, größer oder kleiner
zu wählen. Es ist dabei generell bevorzugt, diesen Abstand gleichmäßig
zu wählen und nicht zu variieren. Generell kann jedoch
gesagt werden, dass je kleiner dieser Abstand der befestigten Kettenglieder
gewählt wird, die Querstabilisierung der längenveränderlichen
Abdeckung zunimmt. Wird die Kette also mit jedem zweiten Kettenglied
an der Abdeckung befestigt, hängt die Kette auch in zusammengezogenem
Zustand der Abdeckung nur geringfügig durch und kann somit
gut zur Querstabilisierung beitragen.
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Ferner
ist in einer Ausgestaltung vorgesehen, dass die Kette mit jedem
Kettenglied an der Abdeckung befestigt ist. Die Kettenglieder müssen dementsprechend
größer ausgestaltet sein, so dass die Länge
eines Kettenglieds zumindest der Breite von einem, vorzugsweise
von zwei Abdeckungselementen in ausgezogenem Zustand entspricht.
Es kann sich in dieser Ausgestaltung also nicht, wie oben beschrieben,
um eine gewöhnliche Fahrradkette handeln, da deren Kettenglieder
starr sind und daher die Distanz zwischen den einzelnen Abdeckungselementen
beim Zusammenziehen der Abdeckung nicht verringert werden kann.
In dieser Ausgestaltung ist daher eine Kette mit längeren,
dehnbaren Kettengliedern zu wählen, welche in ausgezogenem Zustand
der Abdeckung gespannt sind und sich beim Zusammenziehen der Abde ckung
in Längsrichtung der Abdeckungselemente durchbiegen lassen.
Das Prinzip bleibt jedoch in dieser Ausgestaltung, wo jedes Kettenglied
an der Abdeckung befestigt ist, gleich. Die Kette muss dabei jedoch
so ausgestaltet sein, dass sie, ebenfalls wie die Kette mit starren
Kettengliedern, in der Richtung quer zur Abdeckungs-Ebene eine genügend
hohe Steifigkeit aufweist, um der Abdeckung Querstabilität
zu verleihen. Als Werkstoff für solch eine Kette mit dehn-
bzw. biegbaren Kettengliedern ist Hartgummi denkbar, wobei die Eigenschaft,
dass er in Längsrichtung der Abdeckungselemente dehn- bzw.
biegbar und quer zur Ebene der Abdeckung eine Steifigkeit aufweist, über
den Querschnitt des Hartgummis und den damit verbundenen Trägheitsmomenten
gesteuert werden kann.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Kette
so angeordnet ist, dass die Schwenkachse der Kettenglieder im Wesentlichen
senkrecht zu der Ebene der längenveränderlichen
Abdeckung verläuft. In diesem Fall ist die größte
Fläche der Kettenlaschen parallel zu der Abdeckungs-Ebene,
was zur Folge hat, dass das Biegemoment bzw. die Kräfte,
welche die Kette aufnehmen kann, am größten werden.
Indem die Kette also so angeordnet wird, dass die Längsrichtung
der Schwenkachse senkrecht zu der Abdeckung verläuft, wird
die Abdeckung am besten gegen ein Durchbiegen bzw. Durchhängen
stabilisiert.
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Weiter
ist es bevorzugt, wenn die Kette in vollständig zusammengezogenem
Zustand der Abdeckung entspannt und in ausgezogenem Zustand der
Abdeckung zumindest teilweise gespannt ist. Je mehr Spannung die
Kette aufweist, desto größer ist das Biegemoment,
welches die Kette aufnehmen kann. Diese typische Eigenschaft einer
Kette kann man sich hier somit zu Nutzen machen.
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Es
ist daher von Vorteil, wenn die Kette in ausgezogenem Zustand der
Abdeckung gespannt ist, da in diesem Fall die Kette am meisten Kraft
bzw. das größtmögliche Moment aufnehmen
muss, um ein Durchhängen bzw. Durchbiegen der Abdeckung
zu verhindern. Speziell das Dach der Abdeckung würde in
ausgezogenem Zustand, auf Grund der Gewichtskraft, ansonsten dazu
neigen durchzuhängen. Die Stabilität in zusammengezogenem
Zustand ist weniger problematisch, da hier die wirkenden Kräfte
bzw. Momente eher gering sind und eine durchhängende bzw.
teilweise entspannte Kette zur Stabilisierung genügt.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Kette durch Ösen
in der längenveränderlichen Abdeckung geführt
ist und durch ein Spannmittel, insbesondere eine Feder, gespannt
ist. Durch diese Maßnahme wird die permanente Spannung
der Kette unabhängig davon gewährleistet, ob die
Abdeckung zusammengezogen oder ausgezogen ist. Um dies gewährleisten
zu können, ist keines der Kettenglieder an der Abdeckung
fixiert angebracht. Stattdessen sind Ösen an den Abdeckungselementen
vorgesehen, in welchen die Kette geführt verlaufen kann.
Durch die permanente Spannung der Kette wird somit die maximale
Stabilität dauerhaft aufrechterhalten. Zusätzlich
kann die Kraft, welche zum Zusammenziehen der Abdeckung benötigt
wird, zumindest teilweise von den vorgesehenen Spannmitteln aufgebracht
werden.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder
in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in nachfolgenden
Beschreibungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
schematische Vorderansicht der erfindungsgemäßen
Werkzeugmaschine;
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2 eine
perspektivische, schematische Ansicht der Werkzeugmaschine ohne
die erfindungsgemäß stabilisierte Abdeckung von
schräg hinten;
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3 eine
perspektivische, schematische Ansicht der erfindungsgemäßen
Werkzeugmaschine von schräg hinten;
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4 eine
vergrößerte perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen
Abdeckung;
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5 eine
vergrößerte perspektivische Ansicht einer beispielhaften
Kette;
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6 eine
perspektivische, schematische Ansicht der erfindungsgemäßen
Abdeckung in ausgezogenem Zustand; und
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7 eine
perspektivische, schematische Ansicht der erfindungsgemäßen
Abdeckung in zusammengezogenem Zustand.
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In 1 ist
mit 10 eine Werkzeugmaschine in schematischer Vorderansicht
gezeigt, deren Verkleidung 11 teilweise entfernt ist.
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Die
Werkzeugmaschine weist einen Maschinenfuß 12 auf,
auf dem ein Werkstücktisch 14 angeordnet ist,
der eine Vorrichtung 15 trägt, in die ein zu bearbeitendes
Werkstück 16 eingespannt ist. Der Werkstücktisch 15 ist
in 1 lediglich aus Darstellungsgründen relativ
weit unten auf dem Maschinenfuß dargestellt, er kann deutlich
höher angeordnet sein, so dass er sich weiter oben in einem
bei 17 angedeuteten Arbeitsraum befindet, wo das Werkstück 16 dann
mit einem in eine bei 18 angedeutete Arbeitsspindel eingespannten
Werkzeug bearbeitet wird. Das Werkzeug ist aus Gründen
der Übersichtlichkeit in 1 ebenfalls
nicht gezeigt, es ragt in an sich bekannter Weise unten aus der
Arbeitsspindel 18 heraus.
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Die
Arbeitsspindel 18 ist in einem Spindelstock 19 gelagert,
der in noch zu beschreibender Weise an einem Fahrständer
höhenverstellbar gelagert ist, der wiederum senkrecht zur
Zeichnungsebene verfahrbar auf einem Schlitten gelagert ist, der
seinerseits quer in der Zeichnung verfahrbar ist. Auf diese Weise
ist die Arbeitsspindel 18 gegenüber dem Werkstück 16 in
den drei orthogonalen Richtungen eines bei 20 angedeuteten
Koordinatensystems verfahrbar.
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Die
Verkleidung 11 weist eine aus der Zeichenebene nach vorne
vorspringende linke Seitenwand 21 sowie eine ebenfalls
aus der Zeichenebene nach vorne vorspringende rechte Seitenwand 22 auf, die
vordere Wand der Verkleidung ist in 1 nicht zu
erkennen. Zwischen der linken Wand 21 sowie einer linken
Wange 23 und der rechten Wand 22 sowie einer rechten
Wange 24 ist jeweils eine längenveränderliche
Abdeckung 25 vorgesehen. Die linke Wange 23 sowie
die rechte Wange 24 sind in noch zu beschreibender Weise
an dem x-Schlitten befestigt, zwischen ihnen kann der Spindelstock 19 in
z-Richtung und in y-Richtung verfahren. Beim Verfahren des x-Schlittens
in x-Richtung dagegen verändern die längenveränderlichen
Abdeckungen 25 ihre Länge, so dass der Arbeitsraum 17 dadurch
nach hinten und nach oben abgeschlossen bleibt. Zu diesem Zweck
umfassen die längenveränderlichen Abdeckungen 25 jeweils
eine hintere Wand 26 sowie ein damit verbundenes Dach 27.
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Unterhalb
des Spindelstockes 19 ist ein Rollokasten 28 angeordnet,
aus dem eine Rolloabdeckung 29 senkrecht nach unten geht,
die die Führungen des Spindelstockes 19 an dem
in 1 nicht gezeigten Ständer abdeckt.
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Unterhalb
der Rolloabdeckung 29 ist noch eine weitere Abdeckung 31 gezeigt,
die zwischen den Wangen 23 und 24 vorgesehen ist
und die in 1 ebenfalls nicht gezeigten
Führungen des Ständers, also des y-Schlittens
auf dem x-Schlitten abdeckt.
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Um
den Ständer herum ist ein schematisch angedeuteter Führungsrahmen 32 vorgesehen,
unterhalb dessen eine obere Abdeckung 33 vorgesehen ist,
die den Arbeitsraum nach oben und vor dem Spindelstock 19 abdeckt
und sich zur Vorderseite der Kabine erstreckt.
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Auf
diese Weise ist der Arbeitsraum 17 durch die beiden Seitenwände 21 und 22,
die beiden hinteren Wände 26, die beiden Dächer 27,
die Rolloabdeckung 29, die weitere Abdeckung 31 sowie
die obere Abdeckung 33 und die nicht gezeigte vordere Wand der
Verkleidung 11 vollständig gekapselt, so dass beim
Bearbeiten des Werkstückes 16 entstehende Späne
sowie Bohr- und Kühlwasser nicht auf Führungen
der Verschie bemechanik gelangen können, wo sie zu Schäden
oder gar Betriebsstörungen führen könnten.
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In 2 ist
die Werkzeugmaschine in einer schematischen und perspektivischen
Ansicht von hinten links gezeigt, wobei die Verkleidung 11 teilweise
weggebrochen ist.
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Die
hier gezeigte längenveränderliche Abdeckung 25,
welche als Faltenwand ausgebildet ist und aus einer hinteren Wand 26 und
einem Dach 27 besteht, entspricht dem Stand der Technik.
Sie weist keine erfindungsgemäße Stabilisierung
durch eine Kette auf. Im Folgenden soll diese bereits bekannte Ausführungsform
dennoch vorgestellt werden. 3 zeigt
dann die neue Werkzeugmaschine 10 mit der erfindungsgemäßen
Abdeckung 25 in der gleichen Ansicht. Anhand des Vergleichs
der beiden Figuren werden somit die Unterschiede zu der erfindungsgemäßen,
verbesserten Abdeckung 25 und deren Auswirkungen auf die
baulichen Ausführungen der übrigen Teile der Werkzeugmaschine 10 verdeutlicht.
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Auf
dem Maschinenfuß 12 der in 2 dargestellten
Werkzeugmaschine 10 ist ein in x-Richtung verfahrbarer
x-Schlitten 34 angeordnet, der über Führungen 35 geführt
und über eine x-Spindel 36 verfahren wird. Beim
Verfahren des x-Schlittens 34 verkürzt oder verlängert
sich somit die hintere Wand 26 und das Dach 27,
wobei jedoch die Verkapselung des von ihnen übergriffenen
Arbeitsraumes erhalten bleibt.
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Auf
dem x-Schlitten 34 ist ein Ständer 37 angeordnet,
der als y-Schlitten wirkt. Der Ständer 37 ist über
Führungen 38 auf dem x-Schlitten 34 geführt und
wird über eine y-Spindel 39 verfahren.
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An
dem Ständer 37 ist in an sich bekannter Weise
der in 1 gezeigte Spindelstock 19 höhenverstellbar
gelagert, in 2 ist lediglich eine obere Spindelstockabdeckung 41 gezeigt,
die den Spindelstock sowie das ggf. dort vorgesehene, die Arbeitsspindel
umgebende Magazin schützt.
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In 2 ist
ferner die linke Wange 23 zu erkennen, die an dem x-Schlitten 34 befestigt
ist. An der linken Wange 23 ist ferner ein Abstreiferblech 42 vorgesehen,
das in gleitender Anlage mit dem Spindelstock 37 ist, so
dass beim Verfahren des Spindelstockes 37 zwischen den
Wangen 23 und 24 ggf. im Arbeitsraum 17 auf
den Spindelstock 37 gelangte Späne sowie Flüssigkeit
abgestreift werden, so dass sie nicht in den hinteren Bereich der
Werkzeugmaschine 10 gelangen können.
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Ferner
ist in 2 das Dach 27 gezeigt, das als Faltenwand 43 ausgebildet
ist. Ferner ist die hintere Wand 26 zu sehen, die ebenfalls
als Faltenwand 44 ausgebildet ist.
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Die
Faltenwand 44 ist an ihrem unteren Ende an einer sich in
x-Richtung erstreckenden Führungsschiene 45 geführt,
die einen dachförmigen Querschnitt 46 aufweist.
Auf diese Weise trägt die Führungsschiene 45 die
Faltenwand 44 und verhindert ihr Verkippen.
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Die
Faltenwände 43 und 44 sind über
eine Lochblech 48 an der Wange 23 befestigt, anderen Endes
sind die beiden Faltenwände über Balken 49 mit
einer Innenwand 51 des Arbeitsraumes 17 bzw. direkt
mit der Seitenwand 21 verbunden. Es sei erwähnt,
dass der Arbeitsraum 17 seitlich nicht zwingend durch die
Seitenwände 21, 22 begrenzt sein muss,
er kann auch durch weiter innen liegende Innenwände 51 begrenzt
sein, wie dies in 2 angedeutet ist.
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Schließlich
ist noch zu erkennen, dass die Faltenwand 43 an ihrem vorderen
Ende auf einem an der Vorderseite der Verkleidung 11 vorgesehenen Träger 52 geführt
ist, so dass die horizontale Faltenwand 43 sich einen Endes
auf dem Träger 52 abstützt und anderen
Endes durch die vertikale Faltenwand 44 getragen wird,
die ihrerseits durch die Führungsschiene 45 abgestützt
wird.
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Beim
Vergleich mit der in 3 dargestellten erfindungsgemäßen
Ausgestaltung der Abdeckung 25 wird deutlich, dass der
genannte Träger 52 entfällt. Hierin besteht
ein wesentlicher Vorteil einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Werkzeugmaschine.
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Der
Träger 52 kann deshalb entfallen, da sowohl das
Dach 27 als auch die hintere Wand 27 durch quer über
die hier als Faltenwand gezeigte Abdeckung 25 verlaufende
Ketten 53 zusätzlich stabilisiert werden. Die
Ketten 53 sind in 3 schematisch
angedeutet.
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Wie
im Vergleich mit 2 ersichtlich wird, wird die
Zugänglichkeit durch Weglassen des Trägers 52 zum
Arbeitsraum der Werkzeugmaschine 10 von oben deutlich verbessert.
Das Dach 27 ist nun nach vorne hin freihängend
(siehe 3).
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Insbesondere,
wenn schwere Werkstücke bearbeitet werden, welche von oben über
einen Kran in den Arbeitsraum der Werkzeugmaschine hineingehoben
werden, ist dies durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung
nun problemlos möglich. Im Gegensatz dazu muss bei der
in 2 dargestellten, bekannten Werkzeugmaschine der
oben beschriebene Träger 52 in einem solchen Fall
ausgebaut werden, um genügend Platz für die Beladung
zu erhalten. Dies ist umständlich und vor allem zeitaufwändig.
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Die
Stabilisierung durch die Ketten 53 genügen nun
jedoch, um das Dach 27 gegenüber Durchhängen
bzw. Durchbiegen entgegen der Gewichtskraft zu stabilisieren (siehe 3).
Da die Kraft, welche von der Kette bzw. den Ketten 53 aufgebracht werden
muss, durch die in z-Richtung wirkende Gewichtskraft am Dach 27 größer
ist als an der hinteren Wand 26, ist es zweckmäßig,
das Dach 27 mit mehreren Ketten 53 abzustützen,
wohingegen eine Kette 53 für die Stabilisierung
der hinteren Wand 26 meist genügt. Es sei jedoch
erwähnt, dass, je nach Bedarf, es ohne weiteres möglich
ist, beliebig viele Ketten am Dach 27 und der hinteren
Wand 26 anzubringen.
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Die
Ketten 53 sind dabei jeweils mit ihrem einen Ende an der
linken Wange 23 und mit ihrem anderen Ende an dem Balken 49 oder
direkt an der Innenwand 51 des Arbeitsraumes 17 befestigt.
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Eine
Ausführungsform der mit Ketten 53 stabilisierten
Abdeckung 25 ist in 4 nochmals
detaillierter dargestellt. Die Aufbau der hier als Faltenwand ausgestalteten Abdeckung 25 und
die Anordnung der Ketten 53 am Dach 27 bzw. an
der hinteren Wand 27 wird hieraus gut sichtbar. Die gezeigte
Abdeckung 25 besteht aus mehreren nebeneinander angeordneten Abdeckungselementen 54,
die sich zwischen dem Balken 49 und dem Lochblech 48 erstrecken,
die beide in 2 und 3 bereits
gezeigt sind.
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Jedes
Abdeckungselement 54 besteht aus einer abgewinkelten, metallischen
Abdecklamelle 55 sowie einem senkrecht dazu verlaufenden
Faltenträger 56. Der Faltenträger 56 ist
einteilig mit der Abdecklamelle 55 ausgebildet. Er wurde
von ihr abgekantet. Er kann aber auch aus Kunststoff bestehen, auf
dem die Abdecklamellen 55 mit Vorspannung montiert sind.
Zwischen den einzelnen Abdeckungselementen 54 sind Kunststoffbänder 57 vorgesehen, die
sowohl quer als auch längs zu den Faltenträgern 56 verlaufen,
wodurch sie für einen gleichmäßigen Auszug
der Abdeckungselemente 54 sorgen. An dem Ende an dem das
Dach 27 mit der hinteren Wand 26 verbunden ist,
ist das Dach 27 zusätzlich mit Versteifungslamellen 58 verstärkt.
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Die
Ketten 53, die erfindungsgemäß hinzukommen,
sind an der Abdeckung 25 so angeordnet, dass die Längsrichtung
der Schwenkachse 50 der Kettenglieder 60 senkrecht
zur Abdeckungs-Ebene 25 ist. Im Falle einer Bolzen-Kette
heißt das, dass die Kettenbolzen 59 bei den am
Dach 27 angeordneten Ketten 53' entlang der z-Achse
verlaufen und die Kettenbolzen 59 bei der an der hinteren
Wand 26 angeordneten Kette 53'' entlang der y-Achse
verlaufen.
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In
diesem Ausführungsbeispiel ist die Kette mit ihren Kettengliedern 60 an
der Faltenwand 25 befestigt. Die Befestigung kann dabei
zum Beispiel über Schrauben erfolgen, wobei diese in Verlängerung
zu den Kettenbolzen 59 mit der Faltenwand 25 verschraubt
sind. Wie in 4 des Weiteren zu sehen ist,
verlaufen die Kettenglieder 60 dabei jeweils über zwei
Falten 54 der Faltenwand 25. An den jeweiligen Enden
sind die Ketten 53 über Scharniere 61 an
dem Balken 49 bzw. an der linken Wange 23 befestigt.
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Es
versteht sich, dass die Kette 53 je nach Ausführungsform
jeweils mit jedem Kettenglied 60 oder nur mit jedem n-ten
Kettenglied 60 mit der Abdeckung 25 verbunden
ist. Ebenfalls kann, je nach Ausführungsform, die Kette 53 an
jedem oder nur jedem n-ten Abdeckungselement 54 der Abdeckung 25 befestigt
sind.
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Bei
der in 3 gezeigten Ausführungsform, bei dem
die Kette 53 mit jedem Kettenglied 60 an jeweils
jedem zweiten Abdeckungselement 54 befestigt ist, ist die
Kette quer zu der Längsrichtung der Schenkachse 50 bzw.
quer zu der Längsrichtung der Kettenbolzen 59 biegeflexibel.
Das heißt, im Falle der an der hinteren Wand 26 angebrachten
Kette 53'', dass sie sich in z-Richtung durchbiegen kann.
Dies ist notwendige Vorraussetzung, da die Kette beim Zusammenziehen
der Abdeckung 25 ansonsten ihre relative Ausdehnung in
x-Richtung nicht verkürzen kann. Bedingung für
die Ausgestaltung der Kette 53 ist jedoch auch, dass sie
in Längsrichtung der Bolzen 59 biegesteif ist,
um somit die Kräfte bzw. Momente gegen ein Durchbiegen
bzw. Durchhängen der Abdeckung 25 aufnehmen zu
können.
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Eine
solche Kette 53 könnte beispielweise aus einem
flexiblen Polymer-Werkstoff, wie beispielsweise einem Hartgummi,
hergestellt sein. In einer anderen Ausgestaltung ist die Kette 53 aus
einem biegesteifen, starren Werkstoff, zum Beispiel aus einem Hartmetall,
hergestellt. Solch eine Kette 53 ist in 5 dargestellt.
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Die
in 5 gezeigte Kette 53 ist eine Fahrradkette.
Diese eignet sich ebenfalls für die Anwendung bei der vorliegenden
Erfindung. Denkbar sind jedoch auch Ketten ähnlicher Bauart.
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Die
Kettenglieder 60 der hier gezeigten Kette sind dabei jeweils
aus zwei sich gegenüberliegenden Kettenlaschen 62 und
einem diese Kettenlaschen 62 verbindenden, quer dazu angeordneten
Kettenbolzen 59 aufgebaut. Die Kettenglieder 60 sind
somit über den Kettenbolzen 59 gelenkig miteinander
verbunden.
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Die
Kettenlaschen 62 von zwei benachbarten Kettengliedern 60 überlappen
sich, so dass ein Kettenbolzen 59 jeweils vier Kettenlaschen 62,
zwei an jedem Ende des Kettenbolzens 59, miteinander verbindet.
Die Kettenlaschen 62 von benachbarten Kettengliedern 60 sind
dazu unterschiedlich ausgestaltet. Die außen verlaufenden
Kettenlaschen 62' weisen zwei kleinere Ausnehmungen 63' auf,
in welche der Kettenbolzen 59 eingesteckt wird, wohingegen
die innen verlaufenden Kettenlaschen 62'' zwei größere
Ausnehmungen 63'' aufweisen. Die Kettenbolzen 59 weisen
dementsprechend in der Mitte einen größeren Durchmesser
auf und sind nach außen hin verjüngt.
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In
den 6 und 7 ist eine solche Kette 53 nochmals
schematisch dargestellt, wie sie an der Abdeckung 25 angebracht
ist. Die Kette ist dabei, ähnlich wie bei der Ausgestaltung
gemäß 4, so angebracht, dass die Schwenkachse 50 senkrecht zur
Abdeckung 25 verläuft. Allerdings ist die Kette 53 hier
nicht mit jedem Kettenglied 60 an der Abdeckung 25 angebracht,
sondern nur mit beispielsweise jedem siebten Kettenglied 60,
so dass die dazwischen liegenden Kettenglieder 60 an der
Abdeckung 25 längs hinunterhängen. Dies
versteht sich jedoch auch von selbst, da die Kette 53 in
dieser Ausführungsform als oben bereits beschriebene starre
Fahrradkette ausgebildet ist, deren Kettenglieder 53 sich
beim Zusammenziehen der Abdeckung 25 nicht durchbiegen können.
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Je
nachdem, ob die Abdeckung 25 ausgezogen (siehe 6)
oder zusammengezogen (siehe 7) ist,
hängen die Kettenglieder 60 mehr oder weniger
durch. Die maximale abgedeckte Fläche 64 der Abdeckung 25 ist
dann erreicht, wenn keines der Kettenglieder 60 mehr durchhängt
und die Kette 53 horizontal gespannt ist. In diesem Fall
ist auch die Kraft, welche die Kette 53 in Längsrichtung
der Kettenbolzen 59 aufnehmen kann, am größten.
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Wie
bereits erläutert, ist es eines der zentralen Elemente
der Erfindung, die Kette 53 quer zur Abdeckung 25 anzuordnen,
d. h. mit der Schwenkachse 50 der Kettenglieder 60 quer
zur Abdeckung 25. Dadurch ist die Kette in der Richtung,
in welcher die Abdeckung 25 durchzubiegen bzw. durchzuhängen droht,
biegesteif und kann den Kräften in dieser Richtung entgegenwirken.
Der Winkel zwischen der Längsrichtung der Schwenkachse 50 und
der Abdeckungs-Ebene, muss dabei nicht zwingend 90° sein. Denkbar
sind auch Winkel die darunter liegen, allerdings verkleinert sich
dadurch die Kraft, welche die Kette 53 senkrecht zur Abdeckung 25 aufnehmen kann.
Die Art der Ausgestaltung der Kette 53 ist, wie oben bereits
beschrieben, nicht allzu sehr eingeschränkt. Herkömmliche
Ketten von Fahrrädern oder Motorrädern können
eingesetzt werden. Es ist jedoch auch denkbar, die Kette 53 aus
anderen Materialien, wie Kunststoffen oder Gummi aufzubauen. Die
Form der Kettenglieder 60 ist ebenfalls variabel.
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Die
beschriebene Kette 53 realisiert somit eine gute und kostengünstige
Lösung für die Stabilisierung der Abdeckung 25.
Die Abdeckung 25 selbst kann auch abseits von Werkzeugmaschinen
für andere Vorrichtungen verwendet werden, in denen längenveränderliche
Abdeckungen benötigt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4117699
A1 [0002, 0009]
- - DE 29824689 U1 [0007]
- - EP 0803317 A1 [0008, 0009]
- - DE 102006045851 A1 [0010, 0025, 0026]