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Die Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 eine Drehscheibenvorrichtung zur Verwendung auf Sichtfenstern, die ein Basisteil zur Anbringung auf dem jeweiligen Sichtfenster und eine kreisförmige, rotierende Drehscheibe aufweist, wobei ein Elektromotor an dem Basisteil angeordnet ist, der die transparente Drehscheibe in Rotation versetzt, und die Drehscheibe ein Innenteil aus Metall zur Verbindung mit einem Drehteil des Elektromotors und einen ringförmigen Metallrand aufweist, der mit einem korrespondierenden Ringelement des Basisteils eine Dichtung bildet, die den Bereich zwischen dem Fenster und der Drehscheibe gegen das Eindringen von Verschmutzungen abdichtet. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine Drehscheibe zum Einsatz in einer solchen Drehscheibenvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 11.
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Derartige Drehscheibenvorrichtungen werden eingesetzt, um auch bei schwierigen Umgebungsbedingungen, insbesondere bei Sichtfenstern zu den Arbeitsräumen von Werkzeugmaschinen, eine gute Sicht zu gewährleisten, da die bei der Bearbeitung eines Werkstückes entstehenden Metallspäne - ggf. in Verbindung mit Schneidfluiden oder sonstigen Verschmutzungen - ein einfaches, transparentes Fenster in kürzester Zeit derart verschmutzen, dass ein freier Durchblick nicht mehr gewährleistet ist. Die dem Fenster an der Stelle ihrer Anbringung zum Arbeitsraum hin vorgelagerte Drehscheibe sorgt aufgrund ihrer schnellen Rotation dafür, dass auftreffender Schmutz nach außen weggeschleudert wird und der Durchblick damit gewahrt bleibt. Eine derartige Vorrichtung ist z.B. aus der
DE000069817243T2 bekannt.
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Während die in dieser Schrift genannte Vorrichtung mit einem Druckluftantrieb ausgestattet ist, sind auch Ausführungen bekannt, bei denen ein elektrischer Antriebsmotor im Einklang mit der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten vorbekannten Ausführungsform eingesetzt wird.
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Problematisch ist, dass es zwischen dem Basisteil und dem Metallrand zu elektrischen Potentialdifferenzen kommen kann, da sowohl die transparente Scheibe zwischen dem Innenteil und dem Metallrand als auch die Dichtung zwischen dem Metallrand und dem Basisteil nicht zum Abbau statischer Aufladungen geeignet sind. Die Dichtungen sind in der Regel als Labyrinthdichtungen ausgebildet, die aufgrund der hohen Drehzahlen der Drehscheiben wirksam arbeiten und sich gleichzeitig als robust gegenüber den im Arbeitsraum umherfliegenden Spänen erwiesen haben. Unabhängig von der genauen Art der Dichtungen besteht aber das Risiko, das Metallspäne zwischen das Basisteil und den Metallrand der Drehscheibe gelangen können. Die in einem solchen Fall stattfindende schlagartige Entladung des elektrischen Potentials des Metallrandes über die Späne kann zu einer Funkenbildung führen, die unerwünscht ist und bei kritischen Bedingungen im Arbeitsraum auch eine Gefahr darstellen kann. Am Innenteil, das durch seine Montage an dem Motorenflansch ohnehin geerdet ist oder sehr einfach geerdet werden kann, tritt das Problem der Funkenbildung nicht auf, da die Metallspäne dort nicht zwei metallische Körper mit unterschiedlichem Potential kurzschließen können.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Drehscheibenvorrichtung zu schaffen, bei welcher die Gefahr einer Funkenbildung sicher vermieden wird.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Drehscheibenvorrichtung gelöst, wobei die Hauptmerkmale der Erfindung im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegeben sind. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 10. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine Drehscheibe gemäß Anspruch 11 zum Einbau in eine bereits vorhandene Drehscheibenvorrichtung mit geerdetem Montageflansch für das Innenteil der Drehscheibe, um zu einer erfindungsgemäßen Drehscheibenvorrichtung nach Anspruch 1 zu gelangen. Ausgestaltungen einer solchen Drehscheibe sind in den Ansprüchen 12 bis 20 wiedergegeben.
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Gemäß Anspruch 1 ist eine Drehscheibenvorrichtung der eingangs genannten Art vorgesehen, die erfindungsgemäß vorsieht, dass zwischen dem Innenteil und dem Metallrand eine elektrisch leitfähige Verbindung vorgesehen ist, wobei das Drehteil des Elektromotors (oder der Rotor) geerdet und leitfähig mit dem Innenteil verbunden ist.
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Die leitfähige Verbindung sorgt dafür, dass der Metallring ebenso wie das Basisteil geerdet ist, d.h. es kann keine Potentialdifferenz zwischen dem Metallring und dem Basisteil auftreten. Die Entstehung von Funken ist daher von vorne herein ausgeschlossen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die elektrisch leitfähige Verbindung auf der Drehscheibe auf der dem Arbeitsraum abgewandten Seite oder innerhalb der Drehscheibe ausgebildet ist. Durch diese Anordnung ist die leitfähige Verbindung durch das Material der Drehscheibe selbst, vorzugsweise Glas oder ein geeigneter Kunststoff, wie z.B. Polycarbonat, gegen Beschädigungen durch umherfliegende Teile geschützt.
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Bei einer mehrlagig ausgebildeten Drehscheibe bietet sich die Möglichkeit an, dass die elektrisch leitfähige Verbindung zwischen zwei parallelen Scheibenlagen der Drehscheibe angeordnet ist. Beispielsweise kann die elektrisch leitfähige Verbindung in einer Nut in der Drehscheibe oder in einer der beiden parallelen Scheibenlagen angeordnet sein.
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Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die elektrisch leitfähige Verbindung in rein radialer Richtung zwischen dem Innenteil und dem Metallrand angeordnet ist. Diese Anordnung hat zum einen den Vorteil, dass die elektrische Verbindung zwischen dem Innenteil und dem Metallring auf kürzestem Weg erfolgt. Zum anderen wird durch diese Anordnung erreicht, dass die elektrische Verbindung im Betrieb der Drehscheibe praktisch nicht wahrnehmbar ist. Da die Drehzahl der Scheibe nämlich entsprechend hoch ist, kann das menschliche Auge der Bewegung der elektrischen Verbindung nicht folgen und nimmt auch keinerlei Unterbrechung des Blickfeldes wahr. Schließlich besteht noch ein weiterer Vorteil der radialen Ausrichtung darin, dass sich die unter den sehr hohen Drehzahlen der Drehscheibe auf die Verbindung wirkenden Zentrifugalkräfte leichter beherrschen lassen.
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Dies stellt insbesondere dann einen Vorteil dar, wenn die elektrisch leitfähige Verbindung als Leiste oder Band aus einem leitfähigen Material ausgebildet ist und somit eine relativ große Massenträgheit besitzt.
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Eine Möglichkeit der Befestigung kann bei dieser Ausbildung vorsehen, dass die Leiste oder das Band mit der Drehscheibe oder einer Scheibenlage verklebt ist. Besonders bevorzugt ist hierbei das Aufkleben einer Metallfolie als leitfähiges Band, wobei keine Nachbearbeitung der Scheibe selbst erforderlich ist und auch bestehende Anlagen ohne allzu großen Aufwand umgerüstet werden können
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Eine Alternative zu den massiven Bändern oder Leisten kann darin bestehen, dass die elektrisch leitfähige Verbindung aus einer auf die Drehscheibe oder die Scheibenlage aufgetragenen Metallschicht besteht. Der Auftrag kann in einem üblichen Verfahren beispielsweise durch Bedampfen oder elektrochemische Abscheidung aufgetragen werden.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die elektrisch leitfähige Verbindung aus Kupfer besteht, es sind aber auch andere Materialien denkbar, insbesondere bei aufgetragenen dünnen Metallschichten.
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In an sich üblicher Weise ist vorzugweise weiterhin vorgesehen, dass die Dichtung zwischen dem Metallrand und dem Basisteil als Labyrinthdichtung ausgebildet ist. Diese hat gegenüber berührenden Dichtungen den Vorteil, dass sie durch die Metallspäne nicht beschädigt werden kann. Aufgrund der hohen Drehzahlen ist eine sichere Funktion der Labyrinthdichtung gegeben.
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Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, vorhandene Drehscheibenvorrichtungen durch eine erfindungsgemäße Drehscheibe in eine erfindungsgemäße Drehscheibenvorrichtung aufzurüsten. Ggf. muss nur darauf geachtet werden, dass die Erdung des Innenteils über das Drehteil des elektrischen Antriebsmotors erfolgen kann, was aber in diesem Bereich ohne Schwierigkeiten erfolgen kann.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
- 1 ein Explosionsschaubild einer Drehscheibenvorrichtung;
- 2 eine geschnittene Schrägansicht der Drehscheibe aus der Drehscheibenvorrichtung gemäß 1;
- 3 eine vergrößerte Einzelheit aus 2.
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In 1 ist eine Drehscheibenvorrichtung 10 gezeigt, wie sie als Sichtfenster für Werkzeugmaschinen eingesetzt wird. Die gesamte Drehscheibenvorrichtung 10 wird dabei auf ein Sichtfenster (nicht gezeigt) einer Werkzeugmaschine von der Innenseite des Arbeitsraumes angebracht. In der Regel geschieht dies durch Verkleben einer Montageplatte (nicht gezeigt) mit dem Sichtfenster, auf welcher dann die Drehscheibenvorrichtung 10 montiert wird. Die Drehscheibenvorrichtung besitzt ein Basisteil 12 mit einer Aufnahme 14 für ein elektrisches Motoraggregat 16 mit einem Rotor 18. Der Rotor 18 ist als Drehteil ausgebildet, das mit einer rotationssymmetrischen Drehscheibe 20 mit Hilfe von hier vier Schrauben 22 drehstarr verbunden ist. Die Schrauben greifen durch vier Durchgangsbohrungen 24 in einem Flanschteil 17, das in einem metallischen Innenteil 26 sitzt, das in elektrisch leitfähiger Weise mit dem geerdeten Rotor 18 verbunden ist. Die elektrischen Anschlüsse des Motoraggregats sind der Einfachheit halber nicht dargestellt. Eine Nabenkappe 28 deckt die Schraubenköpfe nach der Montage ab. Zu erkennen ist in 1 auch ein angedeuteter Bandschlüssel 29, wie er zur Montage der Drehscheibe 20 auf dem Rotor 18 eingesetzt wird.
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Die Drehscheibe 20 selbst ist in 2 und 3 im Detail dargestellt, wobei zur Veranschaulichung in der Darstellung ein segmentförmiger Ausschnitt vorgenommen worden ist. Wie bereits erwähnt, besitzt die Drehscheibe 20 ein metallisches Innenteil 26, das mit dem geerdeten Rotor 18 des Motoraggregats 16 leitfähig verbunden ist. In radialer Richtung ist das Innenteil 26 von einer transparenten Scheibe 30 umgeben, die aus Glas oder einem transparenten Kunststoff gefertigt sein kann. Auch mehrlagige Scheiben sind ohne weiteres möglich.
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Der äußere Rand der rotationssymmetrischen Drehscheibe 20 wird durch einen ringförmigen Metallrand 32 abgeschlossen, der mit der Scheibe 30 in geeigneter Weise, z.B. durch Verkleben verbunden ist. An dem Metallrand 32 ist eine erste Hälfte 34 einer Labyrinthdichtung ausgebildet, die mit einer korrespondierenden zweiten Hälfte 36 der Labyrinthdichtung zusammenwirkt (siehe 1), wobei die zweite Hälfte 36 der Dichtung an einem Ringteil 37 des Basisteils 12 ausgebildet ist. Die Funktion der Labyrinthdichtung ist durch die im Betrieb hohe Drehzahl der Drehscheibe 30 gewährleistet.
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Bedingt durch die hohe Drehzahl werden infolge des Betriebes der Werkzeugmaschine entstehende Metallspäne und sonstige Verunreinigungen, die durch Schneidfluide gebunden sein können, durch das Auftreffen auf die schnell rotierende Drehscheibe 20 radial nach außen weggeschleudert, so dass der freie Blick in den Arbeitsraum gewahrt bleibt.
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Die Drehscheibe weist weiterhin eine elektrisch leitfähige Verbindung 38 zwischen dem Innenteil 26 und dem Metallrand 32 auf. Die leitfähige Verbindung besteht bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer Leiste 40 aus Kupfer, die in einer rein radialen Ausrichtung in einer Nut 42 in das Material der Scheibe 30 eingebettet ist. Sie kann aber auch auf deren Oberfläche aufgeklebt sein. Dabei steht die Leiste sowohl mit dem Innenteil 26 als auch mit dem Metallrand 32 in elektrischem Kontakt. Dadurch wird eine Angleichung des elektrischen Potentials zwischen den beiden Hälften 34, 36 der Labyrinthdichtung erreicht, die infolge statischer Aufladung auftreten kann und bei bislang verwendeten Ausführungsformen ohne eine solche Verbindung zu Funkenbildung führen konnte, wenn Metallspäne zwischen Hälften 34,36 der Labyrinthdichtung gelangten und somit ein Kurzschluss zwischen den Potentialen entstehen konnte.
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Die rein radiale Anordnung der Leiste 40 in Verbindung mit ihrer sehr geringen Erstreckung in Umfangsrichtung sorgt dafür, dass die Leiste 40 im Betrieb aufgrund der hohen Drehzahl der Drehscheibe 20 nicht mehr wahrnehmbar ist.
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Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar.
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Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Drehscheibenvorrichtung
- 12
- Basisteil
- 14
- Aufnahme
- 16
- Motoraggregat / elektrischer Antriebsmotor
- 17
- Flanschteil
- 18
- Rotor / Drehteil des Motors
- 20
- Drehscheibe
- 22
- Schrauben
- 24
- Durchgangsbohrungen
- 26
- Innenteil
- 28
- Nabenkappe
- 29
- Bandschlüssel
- 30
- Scheibe
- 32
- Metallrand
- 34
- erste Hälfte Labyrinthdichtung
- 36
- zweite Hälfte Labyrinthdichtung
- 37
- Ringteil
- 38
- elektrisch leitfähige Verbindung
- 40
- Leiste
- 42
- Nut
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 000069817243 T2 [0002]
