DE4117421A1 - Rotierende klarsichtscheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine rotierende Klarsichtscheibe an der Trennwand einer Werkzeugmaschine.

Bei der spanabhebenden Bearbeitung eines Werkstücks in einer während der Bearbeitungszeit vollständig durch Trennwände abgeschirmten Werkzeugmaschine ist die Sichtkontrolle des Bearbeitungsprozesses bekanntlich durch Kühlschmierstoffe, die sich auf der für die Überwachung vorgesehenen Kontrollscheibe niederschlagen, stark behindert. Eine bekannte Maßnahme, von der Kontrollscheibe diesen Niederschlag laufend zu entfernen, um eine Durchsicht in den Bearbeitungsraum der Werkzeugmaschine zu gewährleisten, besteht darin, vor die oder in die Kontrollscheibe eine weitere Scheibe zu setzen, die mit hoher Drehzahl rotiert. Der auf diese rotierende Scheibe auftreffende Niederschlag wird aufgrund hoher Fliehkräfte an den Rand der Scheibe getrieben und spritzt von dort aus in den Bearbeitungsraum zurück.

Als Drehantrieb für solche Klarsichtscheiben werden Elektromotoren verwendet. Dabei sind die Klarsichtscheiben koaxial auf der Motorwelle gelagert. Die Doppelfunktion des Elektromotors, nämlich Antrieb und Lagerung für die Klarsichtscheibe zu sein, bringt das Problem mit sich, daß es infolge von Unwuchtmomenten zu einer starken Belastung der Lagerung der Motorwelle kommen kann. Neben diesem mechanischen Problem haben die bekannten Drehantriebe für Klarsichtscheiben den Nachteil, daß für ihre sichere Befestigung an den Trennwänden der Werkzeugmaschine eine zusätzliche Halterung erforderlich ist.

Für eine sichere Befestigung und raumsparende Anordnung des Motors ist es darüber hinaus meist nötig, eine Öffnung in die Trennwand zum Maschinenraum einzuschneiden. Aufgrund der vorgenannten Umstände wird ein Nachrüsten von Werkzeugmaschinen mit rotierenden Klarsichtscheiben erschwert. Ferner wird die Sicht durch den mittig angeordneten Motor behindert.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine mit hoher Drehzahl rotierende, leicht montierbare Klarsichtscheibe zu schaffen, die raumaussparend und auch nachträglich an der Trennwand einer Werkzeugmaschine befestigt werden kann und die dabei eine große freie Sichtfläche gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Klarsichtscheibe von einem an ihrem Umfang angreifenden Antrieb getrieben ist. Bei einer solchen Anordnung wird das zum Drehen der Klarsichtscheibe erforderliche Drehmoment nicht unmittelbar auf die Achse der Klarsichtscheibe aufgebracht, sondern durch eine Kraft, die am Umfang der kreisrunden Klarsichtscheibe angreift. Diese Kraft verfügt über einen großen Hebelarm, der gleich dem Radius der Klarsichtscheibe ist, so daß nur geringe Kräfte zum Drehen der Scheibe erforderlich sind, um ein großes Drehmoment zu erzeugen. So ist es möglich, anstelle von teuren Elektromotoren mit hohem Drehmoment preisgünstigere, kleinere schnelldrehende Motoren zu verwenden, die beispielsweise über ein Riemen- oder Reibgetriebe mit der Klarsichtscheibe verbunden sind.

Darüber hinaus kann die Klarsichtscheibe auf einer zentralen Achse gelagert werden, deren Abmessungen nur durch die Unwuchtmomente der rotierenden Klarsichtscheibe selbst bestimmt sind. Auf diese Weise kann das Sichtfeld erheblich vergrößert werden, weil nun die Sicht in den Bearbeitungsraum der Werkzeugmaschine nicht mehr durch das Motorgehäuse behindert wird.

Außerdem kann der Drehantrieb durch Zwischenschalten von Getrieben aus dem Bereich des beengten Bauraums heraus verlegt werden. So ist es nicht mehr nötig, zur Befestigung der rotierenden Klarsichtscheibe aufwendige Halterungen vorzusehen oder die Trennwände der Werkzeugmaschine aufzuschneiden.

Besonders hohe Drehzahlen der Klarsichtscheibe lassen sich erzeugen, wenn die Klarsichtscheibe durch ein tangential ihren Umfang anströmendes Fluid, insbesondere Luft angetrieben ist. Das mit hoher kinetischer Energie den Umfang der Klarsichtscheibe anströmende Fluid übt einen starken Impuls auf die Klarsichtscheibe aus und versetzt diese in Drehung, bis sie schließlich eine annähernd der Geschwindigkeit des anströmenden Fluids gleiche Umfangsgeschwindigkeit aufweist. Durch die Verwendung eines solchen Strahlantriebes ist es möglich, das für den Antrieb erforderliche Bauvolumen auf ein Minimum zu reduzieren, da für den Antrieb nur eine Düsenbefestigung und eine mit einem Druckschlauch verbundene Düse benötigt wird. Außerdem werden Reibungsverluste minimiert.

Da in der Regel in modernen Werkzeugmaschinen ein Kompressor zur Erzeugung von Druckluft vorhanden ist, ist es besonders vorteilhaft, wenn der Antrieb der Klarsichtscheibe durch Preßluft erfolgt.

Der Wirkungsgrad des Strahlantriebes läßt sich noch dadurch verbessern, daß die Klarsichtscheibe an ihrem Umfang Prallflächen aufweist, auf die das anströmende Fluid auftrifft. Dabei kann der Fluidstrahl so ausgerichtet werden, daß er senkrecht auf die Prallfläche auftrifft. Auf diese Weise ist eine besonders gute Kraftübertragung gewährleistet.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Klarsichtscheibe auf ihrem Umfang angeordnete Schaufeln nach Art von Turbinenschaufeln aufweist. Auf diese Weise kann ein maximaler Wirkungsgrad des Strahlantriebs erzielt werden. So sind extrem hohe Drehzahlen der Klarsichtscheibe möglich. Diese hohen Drehzahlen haben zur Folge, daß der sich auf der Klarsichtscheibe bildende Niederschlag besonders hohen Fliehkräften ausgesetzt ist und somit besonders schnell von der Klarsichtscheibe herunter geschleudert wird. Auf diese Weise ist eine freie, ungestörte Sicht auf das bearbeitete Werkstück und die Werkzeuge im Bearbeitungsraum der Werkzeugmaschine auch unter sehr ungünstigen Betriebsbedingungen Jederzeit gewährleistet.

Ein besonders großes freies Sichtfeld ergibt sich, wenn die Klarsichtscheibe von dem Außenring eines Wälzlagers getragen ist. Durch die Verwendung eines Wälzlagers als Lagerung für die Klarsichtscheibe ist es möglich, auf eine zentrale Lagerung der Scheibe zu verzichten. Auf diese Weise ist die Größe des freien Sichtfeldes nur noch von dem Innendurchmesser des Wälzlagers abhängig. Daher ist es besonders günstig, wenn der Außenring des Wälzlagers den gleichen Durchmesser aufweist wie die Klarsichtscheibe. Die äußere Wand des Außenrings kann zudem als zusätzliche Fläche für die Befestigung von besonders breiten Prallflächen oder Schaufeln benutzt werden. Dadurch kann die für das genaue Ausrichten des Fluidstrahles erforderliche Montagezeit verkürzt werden. Zudem ist auf diese Weise gewährleistet, daß der gesamte Fluidstrom auf die Prallflächen auftrifft.

Die Montage kann dadurch zusätzlich vereinfacht werden, daß der Innenring des Wälzlagers Mittel zum Befestigen des Wälzlagers an der Trennwand aufweist. Die Befestigung des Innenrings des Wälzlagers kann stoffschlüssig, beispielsweise durch Verkleben erfolgen. Eine besonders sichere Befestigung des die Klarsichtscheibe tragenden Wälzlagers ergibt sich, wenn der Innenring des Wälzlagers kraftschlüssig, beispielsweise durch eine Schraubenverbindung, an der Trennwand der Werkzeugmaschine befestigt ist.

Im folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine frontale Ansicht einer von einem Preßluftstrahl getriebenen rotierenden Klarsichtscheibe;

Fig. 2 einen axialen Schnitt durch die Anordnung nach Fig. 1.

Die Klarsichtscheibe 1 ist auf dem äußeren Ring 2a eines Wälzlagers 2, hier eines Kugellagers, befestigt. Der äußere Ring 2a des Kugellagers 2 läuft auf Rollen 2b, die durch einen Kugellagerkäfig 2c gehalten sind. Der Innenring 2d des Kugellagers 2 ist an einer Trennwand 3 einer Werkzeugmaschine mittels Schrauben 4 befestigt. Zwischen der Trennwand 3 und dem Innenring 2d des Kugellagers 2 ist eine Dichtung 5 eingelegt. An der äußeren Wand des Außenringes 2a des Kugellagers 2 sind Prallflächen 6 befestigt, die die Form von Turbinenschaufeln aufweisen.

Versetzt zu der Klarsichtscheibe 1 ist mittels eines Düsenhalters 8 eine Düse 9 an der Trennwand 3 befestigt. Dabei ist der Abstand (Hebelarm) ihrer tangential zum Klarsichtscheibenumfang verlaufenden Längsachse 9a zum Mittelpunkt M der Klarsichtscheibe gleich dem Radius R der Klarsichtscheibe 1. Die Düse 9 ist über einen Druckschlauch 10 an einen luftfördernden nicht gezeigten Kompressor angeschlossen.

Preßluft strömt in einer parallel zu der Längsachse 9a gerichteten Strömung mit hoher Geschwindigkeit aus der Düsenöffnung 9a der Düse 9 heraus und trifft auf die Prallflächen 6. Dabei wird ein Teil der kinetischen Energie des Preßluftvolumenstroms auf die Klarsichtscheibe 1 übertragen und die Klarsichtscheibe 1 in Drehung versetzt, bis ihre Drehzahl schließlich nahezu 2500 U/Min. beträgt.

Kühlschmierstoffniederschlag auf der Klarsichtscheibe 1 wird aufgrund der hohen Drehzahlen der Klarsichtscheibe 1 großen Fliehkräften ausgesetzt, durch die er vom Zentrum der Klarsichtscheibe 1 zu deren Rand getrieben wird. Vom Rand der Klarsichtscheibe 1, der Stelle, an der die größten Fliehkräfte herrschen, wird der Niederschlag in den Bearbeitungsraum der Werkzeugmaschine zurückgespritzt. Durch die Dichtung 5 wird dabei verhindert, daß auf die Trennwand 3 treffende und an ihr herabrinnende Kühlschmierstoffspritzer die Scheibe benetzen.

Um die erfindungsgemäß rotierende Klarsichtscheibe an einer vorhandenen Sichtöffnung einer Werkzeugmaschine nachzurüsten, ist es lediglich erforderlich, eine geringe Anzahl von Befestigungs­ bohrungen zum Befestigen des Innenrings 2d des Kugellagers 2 und des Düsenhalters 8 in die Trennwand der Werkzeugmaschine einzubringen. Da sowohl der Düsenhalter 8 als auch das Kugellager 2 und die Klarsichtscheibe 1 nur eine sehr geringe Dicke d aufweisen, ist eine Befestigung der Klarsichtscheibe auch dann noch möglich, wenn nur sehr begrenzter Bauraum zur Verfügung steht.

Bezugszeichenliste

 1 Klarsichtscheibe
 2 Kugellager
 2a Außenring (des Kugellagers 2)
 2b Kugeln (des Kugellagers 2)
 2c Kugelkäfig (des Kugellagers 2)
 2d Innenring (des Kugellagers 2)
 3 Trennwand (der WZM)
 4 (Befestigungs-)Schrauben
 5 Dichtung
 6 Prallfläche
 8 Düsenhalter
 9 Düse
 9a Längsachse der Düse
 9b Düsenöffnung
10 Druckschlauch
M Mittelpunkt (der Klarsichtscheibe 1)
R Radius (der Klarsichtscheibe 1)
W Waagerechte (durch M)

Claims (6)

1. Rotierende Klarsichtscheibe, die an der Trennwand (3) einer Werkzeugmaschine befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie von einem an ihrem Umfang angreifenden Antrieb getrieben ist.

2. Rotierende Klarsichtscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch ein tangential ihren Umfang anströmendes Fluid, insbesondere Luft, angetrieben ist.

3. Rotierende Klarsichtscheibe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie an ihrem Umfang Prallflächen (6) aufweist, auf die das anströmende Fluid auftrifft.

4. Rotierende Klarsichtscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prall­ flächen (6) Schaufeln nach Art von Turbinenschaufeln sind.

5. Rotierende Klarsichtscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie von dem Außenring (2a) eines Wälzlagers (2) getragen ist.

6. Rotierende Klarsichtscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring (2d) des Wälzlagers Mittel zum Befestigen der Klarsichtscheibe (1) an der Trennwand (3) aufweist.