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Die Erfindung betrifft eine Teleskopabdeckung für eine Werkzeugmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine derartige Teleskopabdeckung ist aus der
EP 0 370 078 A1 bekannt. Sie wird insbesondere zur Abdeckung einer Führungsbahn einer Werkzeugmaschine eingesetzt, um diese während des Betriebs der Werkzeugmaschine vor Verunreinigungen zu schützen. Benachbarte Abdeckelemente weisen an ihren Seitenwänden Anschläge auf, zwischen denen elastische Puffer- bzw. Dämpfungselemente angeordnet sind, die einen verkantungsfreien Auszug gewährleisten und die Relativbewegung der benachbarten Abdeckelemente elastisch begrenzen. Nachteilig ist, dass diese Dämpfungselemente aufgrund des häufigen Ausfahrens der Teleskopabdeckung einem hohen Materialverschleiß unterliegen und die Teleskopabdeckung dementsprechend wartungsaufwändig ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Teleskopabdeckung der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass diese robust und wartungsarm ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Teleskopabdeckung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß weist das Dämpfungselement zwei unterschiedliche Materialbereiche auf und ist dementsprechend als Zwei-Komponenten-Dämpfungselement ausgebildet. Zur Aufnahme und Vernichtung bzw. Umwandlung der Anschlagenergie dient ein elastischer erster Materialbereich, wohingegen ein vergleichsweise härterer zweiter Materialbereich als Schutzschicht gegen Verschleiß des ersten Materialbereichs dient. Hierzu ist der zweite Materialbereich zwischen dem ersten Materialbereich und dem jeweiligen Anschlag angeordnet, sodass bei einer Relativbewegung der Abdeckelemente die Anschläge auf den zweiten Materialbereich treffen bzw. gegen diesen anliegen. Durch die vergleichsweise große Harte des zweiten Materialbereichs weist dieser im Wesentlichen keinen Materialverschleiß auf, wobei aufgrund des ersten Materialbereichs die Dämpfungswirkung der Teleskopabdeckung erhalten und durch den zweiten Materialbereich im Wesentlichen nicht beeinträchtigt wird. Da der Materialverschleiß des Dämpfungselements minimal ist, ist die Teleskopabdeckung äußerst robust und wartungsarm.
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Eine Teleskopabdeckung nach Anspruch 2 weist aufgrund der flächigen Ausbildung des Dämpfungselements eine gute Dämpfungswirkung auf. Insbesondere bei einer Anordnung zwischen den Deckwänden der Abdeckelemente können mehrere Dämpfungselemente quer zu der Längsrichtung nebeneinander angeordnet werden, sodass die Dämpfungswirkung optimiert wird.
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Eine Teleskopabdeckung nach Anspruch 3 führt zu einer gleichmäßigen Aufnahme und Verteilung der Anschlagenergie, sodass Kraft- und/oder Spannungsspitzen bei der Verformung des Dämpfungselements vermieden werden.
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Eine Teleskopabdeckung nach Anspruch 4 gewährleistet breite Anschlagflächen, sodass die Aufnahme und Verteilung der Anschlagenergie optimiert wird.
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Eine Teleskopabdeckung nach Anspruch 5 gewährleistet eine hohe Stabilität und Robustheit des Dämpfungselements, da der erste Materialbereich von dem zweiten Materialbereich vollständig umschlossen ist und der zweite Materialbereich aufgrund seiner ringförmigen Ausbildung selbst eine hohe Stabilität in Verbindung mit einer ausreichenden Elastizität aufweist.
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Eine Teleskopabdeckung nach Anspruch 6 gewährleistet, dass der zweite Materialbereich ausreichend hart und stabil ist, jedoch gleichzeitig eine elastische Verformung des ersten Materialbereichs zulässt. Insbesondere bei einer ringförmigen Ausbildung des zweiten Materialbereichs ist dieser trotz großer Härte ausreichend in Längsrichtung elastisch verformbar, sodass die Anschlagenergie von dem ersten Materialbereich aufgenommen und vernichtet bzw. umgewandelt werden kann.
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Durch eine Teleskopabdeckung nach Anspruch 7 wird die Stabilität und Elastizität des ringförmigen zweiten Materialbereichs optimiert. Der zweite Materialbereich weist seine maximale radiale Wanddicke in der Längsrichtung auf, sodass der zweite Materialbereich stabile und verschleißfeste Anschlagflächen ausbildet. Die radiale Wanddicke nimmt quer zu der Längsrichtung ab und weist insbesondere senkrecht zu der Längsrichtung ein Minimum auf, sodass der zweite Materialbereich eine hohe Elastizität bei der Verformung des Dämpfungselements gewährleistet.
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Eine Teleskopabdeckung nach Anspruch 8 ermöglicht eine einfache und schnelle Montage des Dämpfungselements.
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Eine Teleskopabdeckung nach Anspruch 9 gewährleistet eine einfache und sichere Befestigung an dem zweiten Anschlag.
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Eine Teleskopabdeckung nach Anspruch 10 gewährleistet eine einfache und robuste Befestigung des Dämpfungselements an dem zweiten Anschlag. Dadurch, dass die Schraube nicht in Kontakt mit dem ersten Materialbereich ist, beeinträchtigt diese die Dämpfungswirkung nicht. Der erste Materialbereich kann beispielsweise eine Ausnehmung für den Kopf der Schraube aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Schraube in einer Ausnehmung des zweiten Materialbereichs versenkt sein. Vorzugsweise weist der zweite Materialbereich eine stufenförmige Bohrung auf, sodass die Schraube mit ihrem Kopf flächig gegen den zweiten Materialbereich anliegt. Vorzugsweise weist die Schraube zwischen dem Kopf und dem Schraubengewinde einen im Durchmesser gegenüber dem Schraubengewinde vergrößerten Schraubenabschnitt auf, der zwischen dem Kopf der Schraube und dem zweiten Anschlag angeordnet ist, sodass ein zu starkes Quetschen des zweiten Materialbereichs verhindert wird. Alternativ kann eine Schraube ohne einen im Durchmesser verdickten Schraubenabschnitt verwendet werden, wobei zwischen dem Kopf der Schraube und dem zweiten Anschlag eine Distanzhülse angeordnet werden kann, die ein zu starkes Quetschen des zweiten Materialbereichs verhindert.
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Eine Teleskopabdeckung nach Anspruch 11 ermöglicht auf einfache Weise die Ausbildung des ersten Anschlags.
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Eine Teleskopabdeckung nach Anspruch 12 ermöglicht auf einfache Weise die Ausbildung des zweiten Anschlags.
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Eine Teleskopabdeckung nach Anspruch 13 weist eine hohe Robustheit auf, da durch die Vielzahl der Dämpfungselemente eine gute Dämpfungswirkung erzielt und die Belastung der einzelnen Dämpfungselemente reduziert wird.
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Eine Teleskopabdeckung nach Anspruch 14 gewährleistet eine gute Dämpfungswirkung in Verbindung mit einer geringen Rückprallelastizität. Das viskoelastische Material ist beispielsweise ein viskoelastischer Schaumstoff, der eine hohe Dämpfungswirkung mit geringen Rückstellkräften kombiniert, sodass sich der erste Materialbereich nach einer Verformung langsam entspannt. Das viskoelastische Material nimmt insbesondere die stoßartig auftretende Anschlagenergie gleichmäßig auf und vernichtet diese, wenn es sich wieder entspannt. Als viskoelastisches Material kann beispielsweise ein Polyurethan-Schaumstoff (PU-Schaumstoff) eingesetzt werden.
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Eine Teleskopabdeckung nach Anspruch 15 ist äußerst verschleißfest. Polyurethan (PU), Fluorelastomere bzw. Fluorkautschuk (z. B. Viton®), Neopren und Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR) sind vergleichsweise harte Materialien, die als verschleißfeste Schutzschicht bzw. Schale für den ersten Materialbereich dienen.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Teleskopabdeckung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel mit mehreren teleskopartig gegeneinander verschiebbaren Abdeckelementen,
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2 eine ausschnittsweise Darstellung zweier benachbarter Abdeckelemente aus 1 mit zugehörigen Anschlägen und einem dazwischen angeordneten Dämpfungselement,
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3 eine vergrößerte Darstellung des an einem der Anschläge befestigten Dämpfungselements in 2,
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4 eine Draufsicht auf das Dämpfungselement in 3, und
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5 eine ausschnittsweise geschnittene Draufsicht auf ein an einem der Anschläge befestigtes Dämpfungselement gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Eine Teleskopabdeckung 1 für eine nicht näher dargestellte Werkzeugmaschine weist mehrere teleskopartig in einer Längsrichtung 2 gegeneinander verschiebbare Abdeckelemente 3 bis 6 auf. Die Längsrichtung 2 verläuft parallel zu einer x-Richtung. Die Abdeckelemente 3 bis 6 sind kastenförmig ausgebildet und weisen jeweils eine Deckwand 7, zwei Seitenwänden 8 und 9 sowie eine Stirnwand 10 auf. Die Deckwände 7 verlaufen im Wesentlichen parallel zu der x-Richtung und einer dazu senkrechten y-Richtung, wohingegen die Seitenwände 8 und 9 im Wesentlichen parallel zu der x-Richtung und einer dazu senkrechten z-Richtung verlaufen. Die Stirnwände 10 verlaufen im Wesentlichen parallel zu der y- und z-Richtung. Die x-, y- und z-Richtung bilden ein kartesisches Koordinatensystem. Das letzte Abdeckelement 6 weist zusätzlich eine Rückwand 11 auf. Die nicht dargestellte Führungsbahn der Werkzeugmaschine ist durch die teilausgeschnittenen Stirnwände 10 und die teilausgeschnittene Rückwand 11 der Abdeckelemente 3 bis 6 geführt.
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Nachfolgend sind die benachbarten Abdeckelemente 4 und 5 genauer beschrieben, wobei die benachbarten Abdeckelemente 3 und 4 bzw. 5 und 6 entsprechend ausgebildet sind.
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An dem Abdeckelement 4 ist ein als Anschlagleiste ausgebildeter erster Anschlag 12 angeordnet. Die Anschlagleiste 12 weist einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt auf und liegt gegen eine freie Stirnkante 13 und eine dem Abdeckelement 5 zugewandte Innenseite der Deckwand 7 an. Die Anschlagleiste 12 ist somit mit ihrem langen Schenkel 15 in dem Freiraum 14 zwischen den Deckwänden 7 der Abdeckelemente 4 und 5 angeordnet und an dem Abdeckelement 4 befestigt. Der gegen die freie Stirnkante 13 anliegende kurze Schenkel 16 der Anschlagleiste 12 ist rampenförmig ausgebildet, sodass dieser bei einem Zusammenschieben der Abdeckelemente 4 und 5 als Abstreifer wirkt.
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An dem Abdeckelement 5 sind zwei als Anschlagplatten ausgebildete zweite Anschläge 17 angeordnet, die in der y-Richtung beabstandet an der Stirnwand 10 befestigt sind und sich in z-Richtung bis zu der Innenseite der Deckwand 7 des Abdeckelements 4 erstrecken. Zur Begrenzung und Dämpfung der Relativbewegung der Abdeckelemente 4 und 5 ist zwischen der Anschlagleiste 12 und der jeweiligen Anschlagplatte 17 ein Dämpfungselement 18 angeordnet. Das jeweilige Dämpfungselement 18 ist plattenförmig ausgebildet und erstreckt sich im Wesentlichen in der x-y-Ebene. Die Dämpfungselemente 18 sind in dem Freiraum 14 zwischen den Deckwänden 7 der Abdeckelemente 4 und 5 angeordnet und an der jeweils zugehörigen Anschlagplatte 17 befestigt.
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Die Dämpfungselemente 18 sind baugleich, sodass nachfolgend lediglich ein Dämpfungselement 18 beschrieben ist. Das Dämpfungselement 18 ist als Zwei-Komponenten-Dämpfungselement ausgebildet und weist einen elastischen ersten Materialbereich 19 und einen hierzu vergleichsweise härteren zweiten Materialbereich 20 auf. Der erste Materialbereich 19 ist plattenartig ausgebildet und weist eine ovale, insbesondere eine ellipsenförmige Außenkontur 21 auf. Der erste Materialbereich 19 ist derart angeordnet, dass dessen minimaler Durchmesser D1 in Längsrichtung 2 verläuft. Der erste Materialbereich 19 besteht aus einem viskoelastischen Material M1, beispielsweise einem viskoelastischen Polyurethan-Schaumstoff (PU-Schaumstoff).
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Der zweite Materialbereich 20 bildet einen ringförmigen Schutzabschnitt 22 und einen einteilig daran angeordneten Befestigungsabschnitt 23 aus. Der Schutzabschnitt 22 umgibt den ersten Materialbereich 19 in radialer Richtung, also in der x-y-Ebene vollständig, wobei der erste Materialbereich 19 den durch den Schutzabschnitt 22 begrenzten Raum vollständig ausfüllt. Durch die ringförmige Ausbildung des Schutzabschnitts 22 ist der zweite Materialbereich 20 in Längsrichtung 2 zwischen dem ersten Materialbereich 19 und der Anschlagleiste 12 bzw. der jeweiligen Anschlagplatte 17 angeordnet. Der Befestigungsabschnitt 23 ist T-förmig ausgebildet und derart an dem Schutzabschnitt 22 angeordnet, dass das Dämpfungselement 18 zu einer parallel zu der x-z-Ebene verlaufenden Symmetrieebene S symmetrisch ist. Der Befestigungsabschnitt 23 dient zur Befestigung des Dämpfungselements 18 an der zugehörigen Anschlagplatte 17. Hierzu weist die Anschlagplatte 17 eine in Längsrichtung 2 verlaufende Nut 24 auf, in der das Dämpfungselement 18 mit dem Befestigungsabschnitt 23 formschlüssig durch Bildung einer Hinterschneidung befestigt ist.
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Der Schutzabschnitt 22 weist eine sich ändernde radiale Wanddicke D2 auf, die in der Längsrichtung 2 maximal ist und ausgehend hiervon bis auf eine minimale radiale Wanddicke D2 abnimmt, die in einer im Wesentlichen senkrecht zu der Längsrichtung 2 verlaufenden Richtung erreicht ist. Für das Verhältnis des Durchmessers D1 des ersten Materialbereichs 19 zu der radialen Wanddicke D2 des zweiten Materialbereichs 20 bzw. des Schutzabschnitts 22 in Längsrichtung 2 gilt: 2 ≤ D1/D2 ≤ 10, insbesondere 3 ≤ D1/D2 ≤ 9, und insbesondere 4 ≤ D1/D2 ≤ 8. Der zweite Materialbereich 20 besteht aus einem vergleichsweise harten Material M2, beispielsweise aus Polyurethan (PU), einem Fluorelastomer bzw. Fluorkautschuk (z. B. Viton®), Neopren oder Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR). Fluorelastomere bzw. Fluorkautschuk, die beispielsweise unter der Markenbezeichnung Viton vertrieben werden, sind äußerst beständig gegen Kühl- bzw. Schmiermittel, wie es bei dem Betrieb von Werkzeugmaschinen eingesetzt wird.
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Beim Ausfahren der Teleskopabdeckung 1 trifft die jeweilige Anschlagleiste 12 auf die an der jeweiligen Anschlagplatte 17 befestigten und anliegenden Dämpfungselemente 18. Aufgrund der Anschlagenergie werden die Dämpfungselemente 18 deformiert, wobei durch deren Ausbildung als Zwei-Komponenten-Dämpfungselemente der erste Materialbereich 19 einerseits die Anschlagenergie aufnimmt und der Schutzabschnitt 22 des zweiten Materialbereichs 20 andererseits als harte Schutzschicht bzw. harte Schutzschale für den ersten Materialbereich 19 wirkt und diesen vor Materialverschleiß schützt. Durch die flache und ovale Form der Dämpfungselemente 18 wird die Anschlagenergie gleichmäßig aufgenommen und verteilt, sodass Kraft- bzw. Spannungsspitzen wirkungsvoll vermieden werden. Das viskoelastische Material M1 weist eine hohe innere Dämpfung und eine geringe Rückprallelastizität auf, sodass die stoßartig auftretende Anschlagenergie wirkungsvoll aufgenommen und bedämpft wird. Durch das vergleichsweise harte und verschleißfeste Material M2 des zweiten Materialbereichs 20 wird das als Dämpfungskern wirkende erste Material M1 geschützt. Dadurch, dass die Wanddicke D2 in Längsrichtung 2 maximal und senkrecht zu der Längsrichtung 2 minimal ist, ist der Schutzabschnitt 22 einerseits im Bereich der Anschlagflächen äußerst verschleißfest und gleichzeitig außerhalb der Anschlagflächen verhältnismäßig elastisch, sodass trotz des harten Materials M2 eine für die Verformung des jeweiligen Dämpfungselements 18 ausreichende Elastizität erzielt wird. Durch das Verhältnis D1/D2 wird zudem gewährleistet, dass der erste Materialbereich 19 die einwirkende Anschlagenergie aufnehmen kann, ohne dass der Schutzabschnitt 22 bis zum Bruch belastet wird. Beim Einfahren der Teleskopabdeckung 1 entspannen sich die Dämpfungselemente 18 langsam und vernichten die gespeicherte Anschlagenergie.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 5 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Das Dämpfungselement 18 ist mittels einer Schraubverbindung an der zugehörigen Anschlagplatte 17 befestigt. Zum Durchführen einer abgesetzten Schraube 25 weist die Anschlagplatte 17 eine erste Bohrung 26 auf, die sich in der Längsrichtung 2 erstreckt und einen Bohrungsdurchmesser DB1 aufweist. Der zweite Materialbereich 20 weist im Bereich seiner maximalen radialen Wanddicke D2 eine zweite Bohrung 27 auf, die zur Aufnahme der abgesetzten Schraube 25 stufenförmig ausgebildet ist und sich in der Längsrichtung 2 erstreckt. Die zweite Bohrung 27 umfasst einen ersten Bohrungsabschnitt 28, der zwischen der Anschlagplatte 17 und einem zweiten Bohrungsabschnitt 29 liegt. Der erste Bohrungsabschnitt 28 hat einen Bohrungsdurchmesser DB2, der größer als der Bohrungsdurchmesser DB1 ist, sodass ein erster Befestigungsanschlag 30 ausgebildet ist. Entsprechend weist der zweite Befestigungsabschnitt 29 einen Bohrungsdurchmesser DB3 auf, der größer als der Bohrungsdurchmesser DB2 ist, sodass ein zweiter Befestigungsanschlag 31 ausgebildet ist. Die Schraube 25 weist zur Befestigung des zweiten Materialbereichs 20 einen Schraubenabschnitt 32 auf, der zwischen einem Kopf 33 und einem Schraubengewinde 34 angeordnet ist. Der Schraubenabschnitt 32 weist einen größeren Durchmesser als das Schraubengewinde 34 auf. Demgegenüber weist der Kopf 33 einen größeren Durchmesser als der Schraubenabschnitt 32 auf. Die Schraube 25 ist mittels einer Mutter 35 befestigbar.
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Zur Befestigung des zweiten Materialbereichs 20 wird die abgesetzte Schraube 25 in die Bohrungen 26 und 27 eingeführt. Der im Durchmesser vergrößerte Schraubenabschnitt 32 weist in der Längsrichtung 2 eine Länge auf, die im Wesentlichen der Länge des ersten Bohrungsabschnitts 28 in der Längsrichtung 2 entspricht. Die Schraube 25 wird mittels der Mutter 35 angezogen, sodass der im Durchmesser vergrößerte Schraubenabschnitt 32 gegen den Befestigungsanschlag 30 und der Kopf 33 gegen den Befestigungsanschlag 31 sowie die Mutter 35 gegen die Anschlagplatte 17 anliegt. Durch den Schraubenabschnitt 32 wird ein zu starkes Quetschen des zweiten Materialbereichs 20 vermieden, wobei dieser jedoch ausreichend fest an der Anschlagplatte 17 befestigt ist. Der Kopf 33 ist vollständig in dem zweiten Bohrungsabschnitt 29 angeordnet und somit in diesem versenkt. Nach der Befestigung des zweiten Materialbereichs 20 wird der erste Materialbereich 19 eingefügt. Die Schraubverbindung ermöglicht eine einfache und robuste Verbindung zwischen dem Dämpfungselement 18 und der Anschlagplatte 17. Alternativ zu der abgesetzten Schraube 25 kann eine übliche Schraube mit einer zusätzlichen Distanzhülse anstelle des im Durchmesser vergrößerten Schraubenabschnitts eingesetzt werden. Hinsichtlich der weiteren Funktionsweise wird auf das vorangegangene Ausführungsbeispiel verwiesen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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