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Zum Schutz der Führungsbahn hin-und hergehender Teile von Werkzeugmaschinen
dienende Abdeckung aus teleskopartig ineinander schiebbaren Kästen Durch das deutsche
Patent 1021234 ist bereits eine zum Schutz der Führungsbahn hin- und hergehender
Teile von Werkzeugmaschinen dienende Abdeckung aus teleskopartig ineinander schiebbaren
Kästen vorgeschlagen worden, die je aus einer parallel zur Führungsbahnebene verlaufenden
Deckwand, je aus zwei in der Führungsbahnlängsrichtung verlaufenden Seitenwänden
und aus einer senkrecht zur Führungsbahnrichtung verlaufenden Rückwand bestehen
und mit auf der Führungsbahn aufliegenden und an ihr seitlich anliegenden Gleitern
an der Rückwand jedes Kastens, ferner mit Abstützschienen an der freien Kante der
Deckwand jedes Kastens und mit einer Einrichtung zum Verhindern des gegenseitigen
Abhebens der Kästen ausgerüstet sind. Dabei sind Gleiter an der Rückwand jedes Kastens,
Abstützschienen an der freien Kante der Deckwand jedes Kastens; Führungsschienen
an den Seitenwänden jedes Kastens vorgesehen, und es ist eine Einrichtung zur Verhinderung
des gegenseitigen Abhebens der Kästen vorhanden, die aus in der Führungsbahnlängsrichtung
verlaufenden Führungsschienen an der Innenseite der Seitenwände jedes Kastens gebildet
ist, die andere Führungsschienen an der Außenseite der Seitenwände des nächstkleineren
Kastens Untergreifen.
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Wenn eine solche Abdeckung völlig eingefahren (zusammengeschoben)
ist und ausgefahren (ausgezogen) werden soll, so wird, gleiche Reibungsverhältnisse
bei allen Kästen vorausgesetzt, zunächst der erste Kasten vollständig ausgefahren,
dann der zweite Kasten in Bewegung gesetzt usw. Ebenso wird eine derartige völlig
ausgefahrene Abdeckung derart eingefahren, daß zunächst der erste Kasten vollständig
eingefahren wird, dann der nächste Kasten in Bewegung gesetzt wird usw.
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Bei ungleichen Reibungsverhältnissen der einzelnen Kästen wird jedoch
beim Ausfahren der Abdeckung zunächst derjenige Kasten ausgezogen werden, der die
geringsten Reibungswiderstände zu überwinden hat. Daher werden sich normalerweise
die einzelnen Kästen in einer von ihrer geometrischen Reihenfolge innerhalb der
Abdeckung abweichenden Reihenfolge zu bewegen beginnen.
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Es ist darüber hinaus gemäß der deutschen Patentschrift 949139 bekannt,
einen harmonikaartigen Faltenbalg zum Schutz der Gleitbahnen von sich hin-und hergehend
bewegenden Teilen von Werkzeugmaschinen derart aufzubauen, daß zwischen je zwei
aufeinanderfolgenden, zur Versteifung des Balges dienenden, an sich bekannten Reitern
eine quer zur Auszugsrichtung des Balges liegende Zugfeder vorhanden ist, die an
beiden Enden über je einen Stab mit beiden Reitern verbunden ist und die Stäbe sowohl
an den Reitern gelenkig zu befestigen als auch am zugehörigen Federende gelenkig
miteinander zu verbinden. Dabei soll die Gegenkraft der Zugfeder groß gegenüber
den inneren und äußeren Kräften gewählt werden, die sich dem Ausziehen des Balgteils
widersetzen. Bei dieser bekannten Anordnung öffnen sich beim Ausziehen alle Balgfaltenabschnitte
gleichzeitig, d. h., der ganze Faltenbalg öffnet sich gleichförmig.
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Diese beiden beschriebenen Abdeckungen arbeiten bei verhältnismäßig
leichten Kästen und bei verhältnismäßig geringen Ausfahr- und Einfahrgeschwindigkeiten
befriedigend, jedoch stellen sich bei schweren Kästen und/oder größeren Geschwindigkeiten
Schwierigkeiten ein. Die starke Beschleunigung, die bei Beginn des Ausfahrens der
einzelnen Kästen erforderlich ist, belastet den Ausfahrmotor verhältnismäßig stark
und beansprucht auch die Anschläge sehr stark, über die der jeweils ausgezogene
Kasten den an nächster Stelle ausgezogenen Kasten mitzunehmen beginnt. Entsprechende
Schwierigkeiten verursacht die beim Einfahren der einzelnen Kästen nötige hohe Beschleunigung.
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Erfindungsgemäß ist bei einer zum Schutz der Führungsbahn hin- und
hergehender Teile von Werkzeugmaschinen dienenden Abdeckung aus teleskopartig ineinander
schiebbaren Kästen vorgesehen, daß zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Kästen
federnde Mittel wirksam sind, die bei einer Stellung der Kästen, die sich zwischen
deren Extremlagen befindet, entspannt sind, in stärker zusammengeschobenem
Zustand
der Kästen eine die Kästen voneinander entfernende Kraft und in stärker ausgezogenem
Zustand der Kästen eine die Kästen einander annähernde Kraft ausüben.
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Hierdurch wird die erwähnte Schwierigkeit der stoßweisen Belastung
des Ausfahrmotors vermieden und auch eine gleichförmige Bewegung aller Kästen erreicht,
wie aus der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hervorgeht.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Vertikalschnitt, F i g. 2 einen Schnitt längs
der Linie B-B in F i g. 1, F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie C-C in F i g.
2, F i g. 4 und 5 eine schematisierte Teilansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels;
F i g. 6 dient zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der Anordnung nach F i g.
4 und 5.
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In den F i g.,1 bis _4 sind jeweils zwei aufeinanderfolgende Abdeckkästen
schematisch angedeutet. Der größere (kleinere) Kasten besteht aus oberer Deckwand
10 (11), Rüdkwand 12 (13) und Seitenwänden 16, 17 (18, 19); an der freien Kante
ist eine Abstützschiene 14 (15) angeordnet, deren Fortsetzung an den freien Kanten
der Seitenwände mit 20, 21(22, 23) bezeichnet ist. Die Ebene der Führungsbahnen
ist durch die strichpunktierte Linie G, die Symmetrieebene der Führungsbahnen durch
die strichpunktierte Linie S angedeutet. In den Zeichnungen sind gleiche Teile mit
gleichen Bezugszeichen versehen.
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An der Rückwand 13 des kleineren Kastens sind zwei Winkel 24 und"
25 befestigt, an denen je ein Drehgelenk angeordnet ist, von denen das am Winkel
24 angeordnete in F i g. 1 durch die strichpunktierte Linie 26 angedeutet ist. In
diesem Drehgelenk ist ein Stab 27 schwenkbar gelagert; ein gleichartiger Stab 28
ist in dem Drehgelenk am Winkel 25 gelagert. Zwei entsprechende Winkel an der Rückwand
12 des größeren Kastens sind mit 29, 30 bezeichnet, und das Drehgelenk für einen
Stab 31 am Winkel 29 ist in F i g. 1 wieder durch eine strichpunktierte Linie angedeutet.
Ein entsprechendes Drehgelenk am Winkel 30 nimmt einen Stab 32 auf. Die beiden Stäbe
27 und 31 oberhalb der Symmetrieebene S in F i g. 2 und die beiden Stäbe 28 und
32 unterhalb dieser Symmetrieebene sind nun zu je einem Gelenk 33 bzw. 34 zusammengefügt,
und zwischen diesen beiden Gelenken ist eine in F i g. 2 nur durch ein punktiertes
Rechteck 35 angedeutete Zugfeder (Teleskopfeder) vorhanden. Unter einer Teleskopfeder
wird in bekannter Weise eine Anordnung verstanden, in welcher über zwei oder mehr
teleskopartig ausziehbare Rohre eine Schraubenfeder gewickelt ist, wobei bei mittlerem
Auszug der telesköpartigen Rohre die Schraubenfeder entspannt ist, während sie bei
stärker zusammengeschobenen Rohren eine Druckfeder und bei stärker ausgezogenen
Rohren eine Zugfeder darstellt.
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In den Rückwänden der Kästen sind Ausschnitte 36 für die Führungsbahnen
der Werkzeugmaschine vorgesehen. Führungsschienen 37 und 38 an den Seitenwänden
16 und 17 des größeren Kastens Untergreifen ähnliche Führungsschienen 39 und 40
an den Seitenwänden 18 und 19 des kleineren Kastens. Die Fortsetzungen 20 bis 23
der Abstützschienen sind an der Stelle dieser Führungsschienen unterbrochen.
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Die Anordnung nach F i g. 1 bis 3 arbeitet in folgender Weise: Es
sei angenommen, daß die beiden dargestellten Kästen in der gezeichneten Lage gerade
halb ausgezogen seien und daß die Abdeckeinrichtung ausgefahren werden soll. Dann
bewegt sich also in F i g. 1 und 2 der kleinere Kasten gegenüber dem größeren nach
links; die beiden Gelenkpunkte 33 und 34 entfernen sich voneinander, und die Zug-Druck-Feder
35 wird stärker ausgezogen, wobei sie eine Zugwirkung ausübt.
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Durch diese Zugwirkung wird der größere Kasten schon, bevor der kleinere
Kasten aus ihm ganz herausgezogen ist, in Bewegung gesetzt und braucht also nicht
bei Erreichung des vollen Auszuges stoßartig stark beschleunigt zu werden, wie es
bei der eingangs beschriebenen Einrichtung nach dem Patent 1021234 der Fall ist.
Der größere Kasten wird vielmehr schon während der zweiten Hälfte der Auszugsbewegung
des kleineren Kastens beschleunigt, und die eingangs erwähnten Stöße auf die Anschläge
sowie die stoßartige Belastung des Ausziehmotors werden somit vermieden.
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Wenn man annimmt, daß von der in F i g. 1 und 2 dargestellten halb
ausgezogenen Lage aus die beiden Kästen stärker zusammengeschoben werden sollen,
wenn es sich also um die Einfahrbewegung der ganzen Abdeckeinrichtung handelt, so
bewegt sich der kleinere Kasten in F i g. 1 und 2 gegenüber dem größeren nach rechts,
und die Zug-Druck-Feder 35 übt daher nun einen Druck auf die beiden Gelenkpunkte
33 und 34 aus. Es wird somit, schon bevor der kleinere Kasten in den größeren vollständig
eingefahren ist, auf die Rückwand des größeren Kastens eine nach rechts wirkende
Kraft ausgeübt, d. h., dieser Kasten wird bereits nach rechts beschleunigt, bevor
der kleine Kasten vollständig eingefahren ist. Somit wird also- auch beim Einfahren
-der ganzen Abdeckeinrichtung die stoßartige Beschleunigung des größeren Kastens
am Ende der Einfahrbewegung des kleineren und die, daraus resultierende kurzzeitige
starke Belastung des zum Einfahren benutzten Motors vermieden.
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Außerdem.wird auch eine gleichförmige Bewegung aller Kästen beim Ausziehen
und Einfahren der ganzen Schutzanordnung erreicht.
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Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 und 5 entsprechen die
Stäbe 27, 28, 31, 32 den ebenso bezeichneten Stäben in F i g. 2. Die Stäbe 27 und
31 und ebenfalls die Stäbe 28 und 32 schließen nach der Symmetrieebene S hin stets
einen Winkel, der größer als 180° ist, ein. Zwischen den Gelenkpunkten 33 und 34
liegt jedoch im Gegensatz zu F i g. 1 bis 3 bei dieser Ausführungsform eine reine
Zugfeder 41. An den Winkeln 24, 25, 29 und 30 sind bei dieser Ausführungsform noch
vier weitere Stäbe 42 bis 45 gelenkig gelagert, die ebenfalls wieder paarweise zu
Gelenkpunkten 46 und 47 zusammengefaßt sind. Die Stäbe 42 und 43 und ebenso die
Stäbe 44 und 45 schließen nach der Seite der SymmetrieebeneS hin einen Winkel ein,
der stets kleiner als 180° ist. Zwischen den Gelenkpunkten 46 und 47 befindet sich
eine zweite, in F i g. 4 nur zum Teil dargestellte Zugfeder 48.
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Zur Erläuterung der Wirkungsweise sei wieder angenommen, daß die beiden
Rückwände 12 und 13 in F i g. 4 diejenige Entfernung besitzen mögen, welche der
halb ausgezogenen Lage des kleineren Kastens entspricht, und daß der Kasten gerade
ausgefahren, d. h. in F i g. 4 nach links bewegt werden möge.
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In. F i g. 6 ist in der x-Achse die Entfernung der Rückwand 13 von
der Rückwand 12 dargestellt,
wobei der Punkt 0 den Minimalwert
dieser Entfernung und der Punkt 1 den Maximalwert dieser Entfernung (voll ausgezogene
Lage) bedeutet. Im Punkt0 haben die Gelenkpunkte 46 und 47 einen maximalen Abstand,
der einer maximalen Spannung oder Zugkraft der Feder 48 entspricht. Im Punkt 1 ist
die Länge der Feder 48 am geringsten und daher auch ihre Zugkraft am kleinsten.
Zwischen den Punkten 0 und 1 verläuft daher die Zugspannung der Feder 48 so, wie
es in F i g. 6 durch die ausgezogene Linie 48' dargestellt ist. Diese Zugkraft wirkt
in jeder Auszugslage im Sinn einer Entfernung der beiden Kästen voneinander und
ist daher in F i g. 6 in Richtung der positiven y-Achse eingetragen. Die Feder 41
dagegen ist in der voll eingeschobenen Lage des kleineren Kastens am kürzesten,
während sie in der voll ausgezogenen Lage am längsten ist. Ihre Zugkraft, die stets
im Sinn einer Annäherung der beiden Kästen wirkt, verläuft daher zwischen den Punkten
0 und 1 so, wie in F i g. 6 durch die Gerade 41' angedeutet ist. Diese Zugkraft
ist, da sie der Kraft der Feder 48 entgegengerichtet ist, in der Richtung der negativen
y-Achse aufgetragen. In der halb ausgefahrenen oder halb eingefahrenen Lage des
kleineren Kastens (Punkt 0, 5) sind die beiden Federkräfte gerade gleich groß und
heben sich daher gegenseitig auf, so daß in dieser Lage die beiden Zugfedern zusammen
ebenso wie die Zug-Druck-Feder im ersten Ausführungsbeispiel wirken, d. h., daß
in dieser Lage keine Kraft zwischen den beiden Kästen übertragen wird. In einer
stärker eingefahrenen Lage wirkt jedoch eine die Kästen voneinander entfernende
Kraft (oberhalb der x-Achse), in einer stärker ausgefahrenen Lage aber eine die
Kästen einander annähernde Kraft (unterhalb der x-Achse). Die Resultierende R der
beiden Federkräfte verläuft also ebenso wie die von der Zug-Druck-Feder im ersten
Ausführungsbeispiel ausgeübte Kraft. Es wird also auch beim zweiten Ausführungsbeispiel
wieder die plötzliche Beschleunigung der Kästen und die entsprechende starke Belastung
des Motors vermieden. Außerdem wird auch hier eine gleichförmige Bewegung der Kästen
beim Ausziehen und Einfahren der ganzen Schutzanordnung erreicht.