DE102013218598A1

DE102013218598A1 - Werkzeugmaschine mit einer auf einer Schlitten-Führungsschiene verschiebbar geführten Abdeckhaube

Info

Publication number: DE102013218598A1
Application number: DE201310218598
Authority: DE
Inventors: Dominik Widmann; Dietrich Sauter
Original assignee: Trumpf Laser und Systemtechnik GmbH
Current assignee: Trumpf Laser und Systemtechnik GmbH
Priority date: 2013-09-17
Filing date: 2013-09-17
Publication date: 2015-04-02
Anticipated expiration: 2033-09-18
Also published as: DE102013218598B4; US20160193707A1; CN105556143B; KR20160055844A; US10265820B2; WO2015039824A1; CN105556143A; KR102110012B1

Abstract

Eine Werkzeugmaschine (1), insbesondere Laserbearbeitungsmaschine, mit einem entlang einer Führungsschiene (11) verfahrbaren Werkstück- oder Werkzeugschlitten (12), der mindestens zwei auf der Führungsschiene (11) geführte Führungswagen (13a, 13b) aufweist, und mit einer mit dem Schlitten (12) mitverfahrenden Abdeckhaube (14) zum Abdecken des zwischen den beiden Führungswagen (13a, 13b) befindlichen Schienenabschnitts der Führungsschiene (11) ist erfindungsgemäß die Abdeckhaube (14) ein nicht mit dem Schlitten (12) verbundenes Teil, das zwischen den beiden Führungswagen (13a, 13b) auf der Führungsschiene (11) verschiebbar geführt ist und bei einer Verschiebung des Schlittens (12) jeweils von dem in Verschieberichtung hinteren Führungswagen in Verschieberichtung mitgenommen wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, insbesondere Laserbearbeitungsmaschine, mit einem entlang einer Führungsschiene verfahrbaren Werkstück- oder Werkzeugschlitten, der mindestens zwei auf der Führungsschiene verfahrbar geführte Führungswagen aufweist, und mit einer mit dem Schlitten mitverfahrenden Abdeckhaube zum Abdecken des zwischen den beiden Führungswagen befindlichen Schienenabschnitts der Führungsschiene.
Unter einer Werkzeugmaschine wird im Rahmen der Erfindung auch eine Laserbearbeitungsmaschine verstanden, bei welcher ein Laserstrahl aus einem Laserbearbeitungskopf austritt, der an einem verfahrbaren Schlitten befestigt ist und das Laserwerkzeug bildet.
Schlitten einer Werkzeugmaschine werden häufig mit Kugel- oder Rollenumlaufeinheiten entlang einer Führungsschiene geführt. Die dabei eingesetzten Führungssysteme bestehen aus der Führungsschiene und einem oder mehreren Führungswagen. Größere Werkzeugschlitten werden in der Regel an zwei Führungsschienen geführt, wobei auf jeder Führungsschiene zwei oder mehr Führungswagen angeordnet sind. Die Führungswagen werden zur Führungsschiene hin durch Radial- und Längsabstreifer abgedichtet, die ein Eindringen von Schmutz in die Führungswagen verhindern sollen. Schmutz, der außerhalb der Schlitten auf die Führungsschiene fällt, wird von den außenliegenden Radialabstreifern der Führungswagen mitgenommen und am Schienenende abgelagert. Dieser am Schienenende abgelagerte Schmutz wird vom Führungswagen nicht mehr überfahren und kann somit nicht in einen Führungswagen gelangen. Schmutz, der zwischen zwei Führungswagen gelangt, kann nicht an das Schienenende transportiert werden, sondern wird bei der Bewegung des Schlittens in einer Richtung vom Radialabstreifer des einen Führungswagens mitgenommen und auf der Führungsschiene abgelagert. Wenn sich der Schlitten in die entgegengesetzte Richtung bewegt, wird der Schmutz vom Radialabstreifer des anderen Führungswagens mitgenommen. Somit wird der Schmutz zwischen den Führungswagen hin- und hergeschoben. Durch das Verdrängen des Schmutzes werden die Radialabstreifer stark belastet und verschleißen schnell, so dass der Schmutz an den Radial-Abstreifern vorbei ins Innere der Führungswagen gelangt und die kompletten Führungswagen ausfallen können. Es kann sehr aufwändig sein, die Führungswagen auszutauschen.
Um zu verhindern, dass Schmutz zwischen den beiden Führungswagen auf die Führungsschiene gelangt, sind Abdeckhauben bekannt (z. B. JP2006317006 ), die an den beiden Führungswagen montiert sind und den dazwischen befindlichen Schienenabschnitt der Führungsschiene abdecken. Die Abdeckhauben sind meist aus Stahl und haben innenseitige Gummi-Lippen als Längs- und Radialabstreifer. Bei der relativ aufwändigen Montage und Demontage der Abdeckhaube kann es allerdings zu Beschädigungen der Abdeckhaube bzw. der Anschlusskonstruktion kommen.
Es ist demgegenüber die Aufgabe der Erfindung, bei einer Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art die Montage und Demontage der Abdeckhaube zu erleichtern und Beschädigungen der Abdeckhaube bzw. der Anschlusskonstruktion zu verhindern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Abdeckhaube ein nicht mit dem Schlitten verbundenes Teil ist, das zwischen den beiden Führungswagen auf der Führungsschiene verschiebbar geführt ist und bei einer Verschiebung des Schlittens jeweils von dem in Verschieberichtung hinteren Führungswagen in Verschieberichtung mitgenommen wird.
Erfindungsgemäß ist die Abdeckhaube ein separates Teil, das unabhängig vom Schlitten und seinen beiden Führungswagen auf der Führungsschiene montiert ist, was die Demontage der Abdeckhaube und der Führungswagen von der Führungsschiene erheblich erleichtert und Beschädigungen der Abdeckhaube bzw. der Anschlusskonstruktion ausschließt. Die Abdeckhaube umschließt die Führungsschiene und dichtet zur Führungsschiene hin ab, wodurch kein Schmutz auf den zwischen den beiden Führungswagen befindlichen Schienenabschnitt der Führungsschiene gelangen kann. Die Abdeckhaube kann aus jedwedem Material gebildet sein, insbesondere auch aus Metall.
Bevorzugt ist die Abdeckhaube in seitlichen Führungsnuten der Führungsschiene verschiebbar geführt. Insbesondere ist die Abdeckhaube nicht an denselben Führungsnuten geführt, an denen auch die Führungswagen geführt sind, sondern neben den Laufflächen, welche zur Führung der Führungswagen vorgesehen sind. Dadurch wird verhindert, dass Schmutzpartikel bzw. Schneidstaub sich in das Material der Abdeckhaube eingraben und einen Effekt ähnlich wie Schleifpapier ausüben, so dass die Abdeckhaube verschleißt. Die Abdeckhaube umgreift die Führungsschiene seitlich und deckt mit ihren beiden Seitenwänden mindestens die seitlichen Führungsnuten der beiden Führungswagen vollständig ab.
Vorzugsweise liegt die Abdeckhaube unter elastischer Aufspreizung der beiden freien Längsenden ihrer Seitenwände an der Führungsschiene an, damit die Längsinnenkanten der freien Längsenden als Dichtkanten bzw. Längsabstreifer an die Führungsschiene angedrückt werden.
Besonders bevorzugt ist die Abdeckhaube aus Kunststoff gebildet. Durch die elastische Federwirkung des Kunststoffs werden die Dichtkanten der Abdeckhaube an die Führungsschiene angedrückt und eventueller Verschleiß kompensiert. Abdeckhauben aus Kunststoff sind, nach Amortisation der Werkzeugkosten, erheblich kostengünstiger als andere bekannte Lösungen. Abdeckhauben aus Kunststoff sind auch erheblich leichter als bekannte Abdeckhauben, wodurch die zu beschleunigende Masse der Maschinenstruktur reduziert wird. Abdeckhauben aus Kunststoff lassen sich aus nur einem Werkstoff herstellen, der alle unterschiedlichen Anforderungen an die Funktionen der Abdeckhaube in sich vereint. So benötigt beispielsweise eine Abdeckhaube aus Stahl eine Dichtlippe aus Gummi, da Stahl eine zu geringe Federwirkung hat, um eine Dichtwirkung gegenüber der Führungsschiene zu erzielen.
Die Abdeckhaube ist vorteilhaft durch ein Kunststoff-Strangpressprofil gebildet, das auf die Führungsschiene rastend aufgesteckt oder über das stirnseitige Schienenende auf die Führungsschiene aufgeschoben ist.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigte und beschriebene Ausführungsform ist nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern hat vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Laserbearbeitungsmaschine;
2 eine Seitenansicht eines entlang einer Führungsschiene verfahrbaren Schlittens der Laserbearbeitungsmaschine und einer mit dem Schlitten mitverfahrenden Abdeckhaube; und
3 eine stirnseitige Ansicht der auf der Führungsschiene verschiebbar geführten Abdeckhaube.
In 1 ist perspektivisch eine Bearbeitungsmaschine 1 dargestellt, welche den Aufbau einer Laserschneidmaschine als Ausführungsbeispiel einer Laserbearbeitungsmaschine zeigt. Weitere Ausführungsbeispiele sind zum Beispiel eine Laserschweißmaschine oder eine kombinierte Stanz-/Laserschneidmaschine. Diese Bearbeitungsmaschine 1 weist beispielsweise einen CO₂-Laser, Diodenlaser oder Festkörperlaser als Laserstrahlerzeuger 2, einen verfahrbaren Laserbearbeitungskopf 3 und eine Werkstückauflage 4 auf. Im Laser 2 wird ein Laserstrahl 5 erzeugt, der mittels eines (nicht gezeigten) Lichtleitkabels oder (nicht gezeigter) Umlenkspiegel vom Laser 2 zum Bearbeitungskopf 3 geführt wird. Auf der Werkstückauflage 4 ist ein Werkstück 6 angeordnet. Der Laserstrahl 5 wird mittels einer im Bearbeitungskopf 3 angeordneten Fokussieroptik auf das Werkstück 6 gerichtet. Die Bearbeitungsmaschine 1 wird darüber hinaus mit Prozessgasen 7, beispielsweise Sauerstoff und Stickstoff, versorgt. Es können alternativ oder zusätzlich auch Druckluft oder anwendungsspezifische Gase vorgesehen sein. Die Verwendung der einzelnen Gase ist von dem Material des zu bearbeitenden Werkstücks 6 und von Qualitätsanforderungen an die Schnittkanten abhängig. Weiterhin ist eine Absaugeinrichtung 8 vorhanden, die mit einem Absaugkanal 9, der sich unter der Werkstückauflage 4 befindet, verbunden ist. Das Prozessgas 7 wird einer Prozessgasdüse 10 des Bearbeitungskopfes 3 zugeführt, aus der es zusammen mit dem Laserstrahl 5 austritt.
Wie in 2 gezeigt, ist der Bearbeitungskopf 3 an einem entlang einer horizontalen Führungsschiene 11 verfahrbaren Schlitten 12 befestigt, der zwei auf der Führungsschiene 11 verfahrbar geführte Führungswagen 13a, 13b aufweist. Eine mit dem Schlitten 12 mitverfahrende Abdeckhaube 14 aus Kunststoff dient zum Abdecken des zwischen den beiden Führungswagen 13a, 13b befindlichen Schienenabschnitts der Führungsschiene 11. Die Abdeckhaube 14 ist weder mit dem Schlitten 12 noch mit den Führungswagen 13a, 13b verbunden, sondern ein separates Teil, das zwischen den beiden Führungswagen 13a, 13b auf der Führungsschiene 11 verschiebbar geführt ist. Bei einer Verschiebung des Schlittens 12 wird die Abdeckhaube 14 jeweils von dem in Verschieberichtung hinteren Führungswagen in Verschieberichtung mitgenommen. Wird also in 2 der Schlitten 12 beispielsweise nach rechts verschoben, so wird die Abdeckhaube 14 von dem linken Führungswagen 13a nach rechts mitgenommen. Wird der Schlitten 12 nach links verschoben, so wird die Abdeckhaube 14 von dem rechten Führungswagen 13b nach links mitgenommen.
Wie in 3 gezeigt, umgreift die Abdeckhaube 14 die Führungsschiene 11 seitlich und deckt mit ihren beiden Seitenwänden 15 die seitlichen Laufflächen 16 der Führungsschiene 11, entlang denen die Führungswagen 13a, 13b geführt sind, vollständig ab. Die Seitenwände 15 weisen nach innen stehende bzw. abgewinkelte Führungsvorsprünge 17 auf, die in seitliche Führungsnuten 18 der Führungsschiene 11 eingreifen und darin verschiebbar geführt sind. Die Führungswagen 13a, 13b und die Abdeckhaube 14 sind also an unterschiedlichen Führungen der Führungsschiene 11 geführt. Die Abdeckhaube 14 ist vorzugsweise ein Kunststoff-Strangpressprofil, das mittels seiner Führungsvorsprünge 17 entweder von oben auf die Führungsschiene 11 rastend aufgesteckt oder über das stirnseitige Schienenende auf die Führungsschiene 11 aufgeschoben sein kann.
Die Abdeckhaube 14 liegt, unter elastischer Aufspreizung der beiden freien Längsenden 19 ihrer Seitenwände 15, mit den Längsinnenkanten 20 der freien Längsenden 19 an der Führungsschiene 11 an. Die Längsinnenkanten 20 bilden somit Dichtkanten bzw. Längsabstreifer, die durch die Rückstellkraft der elastisch aufgespreizten Längsenden 19 an die Führungsschiene 11 angedrückt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2006317006 [0004]

Claims

Werkzeugmaschine (1), insbesondere Laserbearbeitungsmaschine, mit einem entlang einer Führungsschiene (11) verfahrbaren Werkstück- oder Werkzeugschlitten (12), der mindestens zwei auf der Führungsschiene (11) geführte Führungswagen (13a, 13b) aufweist, und mit einer mit dem Schlitten (12) mitverfahrenden Abdeckhaube (14) zum Abdecken des zwischen den beiden Führungswagen (13a, 13b) befindlichen Schienenabschnitts der Führungsschiene (11), dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckhaube (14) ein nicht mit dem Schlitten (12) verbundenes Teil ist, das zwischen den beiden Führungswagen (13a, 13b) auf der Führungsschiene (11) verschiebbar geführt ist und bei einer Verschiebung des Schlittens (12) jeweils von dem in Verschieberichtung hinteren Führungswagen in Verschieberichtung mitgenommen wird.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckhaube (14) die Führungsschiene (11) seitlich umgreift und mindestens seitliche Laufflächen (16) der Führungsschiene (11), an denen die Führungswagen (13) geführt sind, abdeckt.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckhaube (14) an seitlichen Führungsnuten (18) der Führungsschiene (11) verschiebbar geführt ist.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckhaube (14) an den freien Längsenden (19) ihrer beiden Seitenwände (15) jeweils einen Längsabstreifer aufweisen, der an der Führungsschiene (11) anliegt.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsabstreifer jeweils durch eine Längsinnenkante (20) der Seitenwände (15) der Abdeckhaube (14) gebildet sind.
Werkzeugmaschine einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckhaube (14) unter elastischer Aufspreizung der beiden freien Längsenden (19) ihrer Seitenwände (15) an der Führungsschiene (11) anliegt.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckhaube (14) aus Kunststoff gebildet ist.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckhaube (14) durch ein Strangpressprofil gebildet ist.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckhaube (14) auf die Führungsschiene (11) rastend aufgesteckt oder über das stirnseitige Schienenende auf die Führungsschiene (11) aufgeschoben ist.