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Die Erfindung betrifft eine Abdeckvorrichtung für Öffnungen, insbesondere für Maschinenöffnungen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige Abdeckvorrichtungen sind durch offenkundige Vorbenutzung beispielsweise der Anmelderin selbst in ihrem Internetauftritt unter http://www.hennig-gmbh.de/products/folded-bellows/ bekannt. Eine solche Abdeckvorrichtung weist einen in Öffnungs- und Schließrichtung verschiebbar geführten Faltenbalgvorhang auf, dessen Faltenbalg an quer zur Öffnungs- und Schließrichtung verlaufenden, in dieser Richtung verschiebbaren Rahmenstreben gelagert ist. Letztere dienen einer Stabilisierung und sauberen Führung des Faltenbalges über dessen gesamten Verschiebeweg.
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Die Rahmenstreben sind mit mindestens einem ihrer Enden - bei einem vertikal angeordneten Faltenbalgvorhang mit dem oberen Ende - in einer parallel zur Öffnungs- und Schließrichtung verlaufenden Laufschiene verschiebbar geführt. Diese im Stand der Technik so bezeichneten Zwischen- oder Führungsrahmen verleihen dem Balg die notwendige Stabilität und ermöglichen ein präzises Verfahren selbst bei hohen Geschwindigkeiten. Die Führungsrahmen können dabei direkt mit dem Faltenbalg verschweißt sein.
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Ferner weisen die Abdeckvorrichtungen sogenannte Halbscheren zwischen den Rahmenstreben auf, die diese in Öffnungs- und Schließrichtung elastisch miteinander bewegungskoppeln. Diese Halbscheren haben den Vorteil, dass die einzelnen Elemente der Abdeckvorrichtung sukzessive ausgefahren werden können, je nachdem welche Auszugslänge erforderlich ist. Die Falten des Faltenbalges werden dabei nicht bis an die theoretisch mögliche Auszugsgrenze belastet, was die Standzeit des Faltenbalges verlängert.
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Jede Halbschere besteht dabei aus zwei Reihen von in Öffnungs- und Schließrichtung aneinander gesetzten Scherengliedern, die zwischen den Rahmenstreben gegenseitig über Gelenke und mit den Rahmenstreben über gemeinsame Anlenkpunkte gekoppelt sind. Entlang einer Reihe von Scherengliedern wechseln sich also ein gegenseitiges Gelenk und ein Anlenkpunkt an der jeweiligen Rahmenstrebe ab. Zwischen den entsprechenden Gelenken der Scherenglieder sind von Reihe zu Reihe Zugfedern eingesetzt, die die Halbschere in Schließrichtung vorspannen. Nachteilig ist, dass ein Gelenk aus der Strecklage in eine Übertotpunktstellung gelangen kann, was die Funktion der Abdeckvorrichtung im Bereich dieses Abschnitts des Faltenbalges erheblich beeinträchtigt.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Abdeckvorrichtung der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, dass sie in ihrer Zuverlässigkeit und Unanfälligkeit gegen Störungen, insbesondere in verschmutzungsträchtigen Arbeitsumgebungen erheblich verbessert wird.
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Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Demnach sind die Gelenke der Scherenglieder mit einem Schwenkanschlag zur Begrenzung des gegenseitigen Schwenkwinkels der beiden gekoppelten Scherenglieder auf unter 180° versehen. Aufgrund dieser Schwenkwinkelbegrenzung wird eine Streck- oder gar Übertotpunktlage des Gelenks zwischen zwei gekoppelten Scherengliedern wirkungsvoll verhindert, was Störungen bei der Abdeckvorrichtung unmöglich macht.
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In den abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes angegeben. So stellt die Anordnung der Schwenkanschläge jeweils an einer Verlängerung eines Scherengliedes über dessen Gelenk hinaus eine konstruktiv sehr einfach realisierbare Anbringungsmöglichkeit für den Schwenkanschlag dar. Das jeweilige Scherenglied muss insbesondere bei einer geradlinigen Verlängerung nur einfach länger ausgeführt sein. Da der Schwenkanschlag an einem Scherenglied in den Schwenkweg des damit gekoppelten Scherengliedes begrenzend auf den Schwenkwinkel eingreift, kann über das Maß der Verlängerung die Größe der Schwenkwinkelbegrenzung konstruktiv angepasst werden. Je größer die Verlängerung ist, desto weniger stark wird der Schwenkwinkel begrenzt.
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Die den Schwenkanschlag tragenden Scherenglieder sind bevorzugterweise aus zwei miteinander fluchtenden, beabstandeten Flachtraversen gebildet, zwischen denen jeweils der Schwenkanschlag und Gelenkbolzen des jeweiligen Gelenks und Anlenkpunktes angeordnet sind. Schwenkanschlag und Gelenkbolzen dienen dabei gleichzeitig zur Montage der beiden Flachtraversen aneinander, sie erfüllen damit also eine vorteilhafte Doppelfunktion.
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Die Scherenglieder ohne Schwenkanschlag können dann als einfache Flachtraversen ausgebildet sein, die zwischen die beabstandeten Flachtraversen der Scherenglieder mit Schwenkanschlag eingreifen. Insgesamt weist die so ausgestaltete Anordnung der Scherenglieder einen kompakten, mit einfachen konstruktiven Mitteln erstellbaren Aufbau auf.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung sind die elastischen Zugelemente, die insbesondere als Zugfedern ausgebildet sind, im Bereich der Schwenkanschläge an den Verlängerungen der Scherenglieder angeschlagen, sodass diese mit einem längeren Hebelarm an dem Gelenk zwischen den beiden Scherengliedern angreifen. Damit wird die Zugwirkung bei gleich dimensionierten Zugelementen größer beziehungsweise können die Zugelemente zur Erzielung einer gleichen Zugwirkung mit geringerer Federkonstante dimensioniert sein.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Abdeckvorrichtung bezieht sich auf die Laufschienen-Lagerung der Rahmenstreben, wobei diese Weiterbildung auch losgelöst von der Schwenkwinkel-Begrenzung der Gelenke der Scherenglieder unter Schutz gestellt werden soll. Demnach sind übliche, über Laufwagen in der Laufschiene in Öffnungs- und Schließrichtung verschiebbar geführte Rahmenstreben dann problematisch, wenn die Laufwagen in Öffnungs- und Schließrichtung eine Erstreckung aufweisen, die größer als der durch die Faltenbälge definierte Minimalabstand der Rahmenstreben ist. Dann würden die Laufwagen vor Erreichen des Minimalabstandes der Rahmenstreben bei komplett komprimierter Faltenbalg-Anordnung gegenseitig anschlagen, womit die Abdeckvorrichtung nicht soweit komprimiert werden könnte, wie dies an sich durch die Faltenbälge möglich wäre.
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Zur Vermeidung dieser Problematik ist gemäß der erwähnten Ausführungsform vorgesehen, dass mindestens zwei, vorzugsweise drei (oder auch mehr) Laufschienen in Öffnungs- und Schließrichtung parallel nebeneinander angeordnet sind, wobei die Laufwagen zweier aufeinanderfolgender Rahmenstreben in unterschiedlichen Laufschienen verschiebbar geführt sind. Damit können die beiden Laufwagen benachbarter Rahmenstreben aneinander vorbei laufen, sodass die vorstehend erwähnte Begrenzung aufgehoben worden ist.
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Ein besonders vorteilhafter Kompromiss bei üblichen Größen von Abdeckvorrichtungen ist die Verwendung dreier Laufschienen, wobei dann die Laufwagen jeder dritten Rahmenstrebe in derselben Laufschiene verschiebbar geführt sind.
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Um den Versatz zweier benachbarter Laufwagen quer zur Längserstreckung der jeweiligen Laufschiene auszugleichen und damit eine Anordnung der Rahmenstreben in einer Ebene zu ermöglichen, sind die Rahmenstreben an ihrem oberen Ende jeweils mit einem horizontalen, quer zur Öffnungs- und Schließrichtung verlaufenden Montageflansch versehen, der mit Montageelementen zur Verbindung der Rahmenstrebe mit ihrem Laufwagen in einem Querabstand zueinander versehen ist, der den Mittenabstand der Laufschienen entspricht. Wird also eine Rahmenstrebe mit ihrem Laufwagen in der äußeren Laufschiene geführt, so wird die Verbindung zwischen Rahmenstrebe und Laufwagen über das äußere Montageelement hergestellt. Bei Führung in der mittleren beziehungsweise inneren Laufschiene wird das mittlere beziehungsweise innere Montageelement verwendet.
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Besonders einfach kann ein solches Montageelement durch Montageöffnungen im Flansch gebildet sein, in denen jeweils ein Montagebolzen des Laufwagens befestigbar ist.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische, teilweise weggebrochene Ansicht einer Abdeckvorrichtung,
- 2 eine Ansicht der Innenseite der Abdeckvorrichtung ohne Laufschienen und Führungen,
- 3 eine perspektivische Ansicht der Abdeckvorrichtung gemäß Einzelheit III nach 1 ohne Laufschienen,
- 4 eine teilweise Seitenansicht einer Halbschere der Abdeckvorrichtung,
- 5 eine ausschnittsweise Perspektivdarstellung der Einzelheit V gemäß 1, und
- 6 eine vergrößerte Detailansicht der Abdeckvorrichtung im Bereich der Laufschienenlagerung gemäß Pfeilrichtung VI nach 1.
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1 zeigt eine zweigeteilte Abdeckvorrichtung für eine Maschinenöffnung, also beispielsweise im Arbeitsbereich eines Werkzeugmaschinen-Bearbeitungszentrums, der bezogen auf die Blickrichtung auf 1 vor der Abdeckvorrichtung liegt. In dieser Zeichnung sind zwei in Öffnungs- und Schließrichtung OS verschiebbar geführte Faltenbalgvorhänge 1, 1' gezeigt, die identisch aufgebaut sind und sich lediglich in ihrer Öffnungs- und Schließrichtung OS unterscheiden, da diese Faltenbalgvorhänge 1, 1' gegenläufig geöffnet beziehungsweise geschlossen werden. So ist der in 1 links dargestellte Faltenbalgvorhang 1 in seinem maximal ausgezogenen Zustand, der rechts dargestellte Faltenbalgvorhang 1' in der maximal zusammengeschobenen Position dargestellt. In der Lücke 2 zwischen den beiden Faltenbalgvorhängen 1, 1' ist beispielsweise ein (nicht dargestellter) Werkzeugträger der Werkzeugmaschine angeordnet, über dessen Bewegung in Öffnung- und Schließrichtung OS die beiden Faltenbalgvorhänge 1, 1' geöffnet beziehungsweise geschlossen werden.
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Die Faltenbalgvorhänge 1, 1' weisen jeweils einen als Ganzes mit 3 bezeichneten Faltenbalg auf, der - wie aus 3 deutlich wird - aus einer in Falten gelegten Decke 4 besteht, die auf Führungsrahmen 5 verschweißt sind. Zur Verbindung des Faltenbalgs 3 mit der Maschine sind jeweils Endrahmen 6 vorgesehen, über die die Bewegung der Maschine auf die Faltenbalgvorhänge 1, 1' übertragen wird. Der jeweilige Faltenbalg 3 ist modulartig aus mehreren miteinander verbundenen Segmenten aufgebaut. In 1 sind beispielhaft zwei Segmente M1 und M2 veranschaulicht, die an der Verbindungsstelle V miteinander verbunden sind. Jedes Segment M1 und M2 umfasst mehrere miteinander verbundene Faltenbalgelemente. In 1 sind bei Segment M1 beispielhaft sechs Faltenbalgelemente E1 bis E6 dargestellt. Die Segmente und die Faltenbalgelemente können in ihrer Anzahl nach Bedarf gewählt werden.
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Zur weiteren Stabilisierung der Faltenbalgvorhänge 1, 1' weisen diese über die Länge der Faltenbalgvorhänge 1, 1' in Öffnungs- und Schließrichtung OS verteilte, vertikal und quer dazu verlaufende Rahmenstreben 7 auf, an denen der Faltenbalg 3 beispielweise über eine Klebung oder eine (nicht dargestellte) mechanische Verbindung befestigt ist. Diese Rahmenstreben 7 sind mit ihrem oberen Ende in noch näher zu erörternder Weise in parallel zur Öffnungs- und Schließrichtung OS verlaufenden Laufschienen 8 verschiebbar geführt. An ihrem unteren Ende sind die Rahmenstreben 7 entlang einer Führungsleiste 9 gleitend geführt, sodass sie nicht nach innen oder außen ausweichen können. Wie aus 1 bei dem geöffneten Faltenbalgvorhang 1 hervorgeht, sind die Rahmenstreben 7 über eine obere Halbschere 10o und eine untere Halbschere 10u in Öffnungs- und Schließrichtung OS elastisch miteinander bewegungsgekoppelt. Jede Halbschere 10o, 10u besteht dabei aus einer oberen Reihe 11o und einer unteren Reihe 11u von in Öffnungs- und Schließrichtung OS aneinander gesetzten Scherengliedern 12, 13. Für jedes Feld des Faltenbalges 3 zwischen zwei benachbarten Rahmenstreben 7 ist ein Paar solcher Scherenglieder 12, 13 vorgesehen, die über ein zentrales Gelenk 14 gegenseitig verschwenkbar verbunden sind. Jedes Scherenglied 12, 13 ist daneben an der jeweiligen Rahmenstrebe 7 über gemeinsame Anlenkpunkte 15 an der jeweiligen Rahmenstrebe 7 gelenkig angekoppelt. Die paarweisen Scherenglieder 12, 13 nehmen dementsprechend zwischen sich einen Schwenkwinkel SW ein, der je nach Grad des Auseinanderziehens des Faltenbalges zwischen einem Wert von nahezu 180° bis nahezu 0° variiert.
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Die Halbscheren 10o, 10u werden schließlich noch durch elastische Zugelemente in Form von Zugfedern 16 komplettiert, die im Bereich der jeweiligen Gelenke 14 zwischen den Scherengliedern 12, 13 angelenkt sind und die jeweils obere und untere Reihe 11o, 11u der beiden Halbscheren 10o, 10u miteinander verbinden. Dadurch wird jede Halbschere 10o, 10u in Schließrichtung S vorgespannt.
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Wie insbesondere aus 3 und 4 deutlich wird, sind die einen Scherenglieder 12 über das Gelenk 14 zum benachbarten Scherenglied 13 hinaus mit einer Verlängerung 17 versehen, an deren Ende der Befestigungspunkt 18 der Zugfeder 16 sitzt. Die Scherenglieder 12 sind dabei jeweils aus zwei miteinander fluchtenden, beabstandeten Flachtraversen 19, 20 gebildet, zwischen denen jeweils die in den Zeichnungen nicht sichtbaren Gelenkbolzen der Gelenke 14 beziehungsweise Anlenkpunkte 15 verlaufen. Ferner ist wiederum am Ende der Verlängerung 17 ein Schwenkanschlag 21 zwischen den Flachtraversen 19, 20 eingesetzt, der in den Schwenkweg des damit gekoppelten Scherengliedes 13 eingreift und damit den Schwenkwinkel SW zwischen den beiden Scherengliedern 12, 13 auf einen maximalen Wert von unter 180° begrenzt. Das andere Scherenglied 13 besteht dabei jeweils aus einer einfachen Flachtraverse 22, die zwischen den beiden Flachtraversen 19, 20 des benachbarten Scherengliedes 12 im Bereich der Gelenke 14 beziehungsweise Anlenkpunkte 15 angeordnet ist.
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Aufgrund der damit erzielten Schwenkwinkelbegrenzung kann keines der Gelenke 14 zwischen den Scherengliedern 12, 13 über den maximalen Schwenkwinkel hinaus in eine Streckstellung gebracht werden, sodass beim Zusammenfahren des Faltenbalges 3 gewährleistet ist, dass die Halbscheren 10o, 10u zuverlässig in die in 1 beim Faltenbalg 1' dargestellte kontrahierte Position zusammengefahren werden können.
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Wie aus den 3, 5 und 6 deutlich wird, sind für die Lagerung und Führung der Rahmenstreben 7 in Öffnungs- und Schließrichtung OS oben drei Laufschienen 8.1, 8.2, 8.3 vorgesehen, die in Öffnungs- und Schließrichtung OS parallel nebeneinander auf einer Höhe angeordnet sind. Diese sogenannten Helm®-Schienen nehmen die Laufwagen 23 auf, an denen jeweils eine Rahmenstrebe 7 aufgehängt ist. Dazu ist die Rahmenstrebe 7 an ihrem oberen Ende mit einem horizontal, quer zur Öffnungs- und Schließrichtung OS verlaufenden Montageflansch 24 in Form eines abgekröpften Endbereiches der Rahmenstrebe 7 versehen. In diesem Montageflansch 24 sind drei Montageöffnungen 25.1, 25.2, 25.3 angelegt, deren Abstand dem Mittenabstand der drei Laufschienen 8.1, 8.2, 8.3 entspricht. Wird nun eine Rahmenstrebe 7 mit ihrem Laufwagen 23 in der inneren Laufschiene 8.1 gelagert, wird zur Verbindung des Laufwagens 23 mit der Rahmenstrebe 7 über einen entsprechenden Montagebolzen 26 die innerste Montageöffnung 25.1 genutzt. Für die nächstliegende Rahmenstrebe 7 wird dann deren Laufwagen in der nächsten Laufschiene 8.2 gelagert, der dann dementsprechend in der Montageöffnung 25.2 befestigt ist. Dies wiederholt sich mit dem nächsten Laufwagen in der Laufschiene 8.3 unter Verwendung der Montageöffnung 25.3. Wie aus 5 deutlich wird, können dann die Rahmenstreben 7 soweit zusammengeschoben werden, dass sich die Laufwagen 23 quer zur Öffnungs- und Schließrichtung OS gesehen gegenseitig überlappen, sodass der Faltenbalgvorhang 1, 1' „auf Block“ komplett zusammengefahren werden kann.
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Der Vollständigkeit halber ist unter Verweis auf 1 zu ergänzen, dass die Laufschienen 8.1, 8.2, 8.3 an oberen Haltetraversen 27 für die Faltenbalgvorhänge 1, 1' sowie die untere Führungsleiste 9 an einer Bodentraverse 28 angeordnet sind.
