DE8201641U1 - Bearbeitungszentrum - Google Patents

Description

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PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14 c ■ D 7000 STUTTGART 1

44 985 b Anmelder: Firma Ex-Cell-0 GmbH

b - 201 Salacher Strasse

21. Januar 1982 7332 Eislingen/Fils

BEARBEITUNGSZENTRUM

Die Erfindung betrifft ein Bearbeitungszentrum mit einem an einem Ständer in vertikaler Richtung (Y-Achse) verschiebbar geführten Spindelkasten mit Arbeitsspindel und einem vor dem Ständer in einem Arbeitsraum des Bearbeitungszentrums angeordneten, von einem unteren und einem oberen Schlitten getragenen Werkstück-Tisch, wobo der untere Schlitten auf einem Maschinenbett längs einer vor dem Ständer befindlichen, horizontalen X-Achse und der obere Schlitten auf dem unteren Schlitten längs einer horizontalen, zur X-Achse senkrechten Z-Achse verschiebbar geführt ist, mit die X-Führ.ungen des Maschinenbetts schützenden ersten Abdeckungen, einer den zwischen Ständer und oberem Schlitten befindlichen hinteren Bereich der Z-Führungen schützenden zweiten Abdeckung, die ebenso wie die ersten Abdeckungen aus teleskopartig zusammenschieb- und auseinanderziehbaren Blechelementen besteht, einer dritten Abdeckung für den vor dem oberen Schlitten liegenden vorderen Bereich der Z-Führungen, sowie mit einem zwischen Ständer und X-Führungen verlaufenden Späneförderer.

Bei derartigen BearbeitungsZentren ist es üblich, die er-K wähnten Abdeckungen kastenartig auszubilden, wobei die

Blechelemente der ersten und zweiten Abdeckungen im

Vertikalschnitt senkrecht zur jeweiligen Achse einen ungefähr umgekehrt U-förmigen Querschnitt aufweisen, dessen Abmessungen von Blechelement zu Blechelement so abnehmen, dass sich die letzteren teleskopartig zusammenschieben lassen. Zur Führung der Blechelemente aneinander sind die unteren Randbereiche ihrer seitlichen Schenkel nach innen zu abgekantet.

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Die dritte Abdeckung ist bei bekannten Bearbeitungszentren dieser Art als starrer Kasten mit umgekehrt U-förmigem Querschnitt gestaltet.

Bei Werkzeugmaschinen mit einem in der Horizontalen verfahrbaren Kreuzschlitten bereitete es schon immer Schwierigkeiten, die beim Bearbeiten anfallenden Späne zu beseitigen, da diese aufgrund des Späneflugs auf die verschiedensten Bereiche des Maschinenbetts fallen. Dies gilt r ich für BearbeitungsZentren der eingangs erwähnten Art, bei denen zwar ein grösserer Teil der Späne auf den vor dem Ständer und unterhalb der Arbeitsspindel verlaufenden Späneförderer fällt, infolge des Späneflugs Späne aber auch auf die verschiedenen Abdeckungen und auf das Maschinenbett vor den ersten Abdeckungen für die X-Führungen fallen, wo sie mühsam von Hand entfernt werden müssen.

Zur Vermeidung dieses Nachteils wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, bei einem Bearbeitungszentrum der eingangs erwähnten Art eine den Arbeitsraum überfangende Haube vorzusehen und die Blechelemente der ersten Abdeckung so auszubilden, dass sie sich nach vorn in Richtung auf diese Haube über die X-Führungen hinaus erstrecken, wobei sie an der Haube in Richtung der X-Achse verschiebbar geführt sind, sowie einen wandartigen Späneschutz vorzusehen, der nach oben an die dritte Abdeckung angrenzt. Bei dieser späneabstreifenden Wand kann es sich um die vordere Wand der Haube oder um einen besonderen Späneabstreifer handeln.

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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Bearbeitungszentrums weisen die ersten Abdeckungen ein Gefalle in Richtung auf den Späneförderer auf, so dass die auf sie fallenden Späne selbsttätig zum Späneförderer gelangen, um auf einfachste Weise auch die auf die dritte Abdeckung fallenden Späne selbsttätig zum Späneförderer gelangen zu lassen, weist bei dieser bevorzugten Ausführungsform die dritte Abdeckung ein Gefälle in Richtung auf eine der ersten Abdeckungen auf - dadurch sollen alle Ausführungsformen umfasst sein, bei denen die dritte Abdeckung ein Gefalle entweder nur in Richtung auf eine der ersten Abdeckungen oder nach Art eines Giebel- oder Tonnendachs in Richtung auf beide erste Abdeckungen aufweist.

Gehäuseartige Hauben für den Arbeitsraum von Werkzeugmaschinen sind an sich bekannt. Bei dem erfindungsgemässen Bearbeitungszentrum besitzt die Haube zweckmässigerweise eine Frontwand, zwei Seitenwände und eine Decke, wobei Frontwand und Seitenwände nit Fenstern versehen sind.

Die dritte Abdeckung könnte ebenso wie die zweite Abdekkung aus teleskopartig zusammenschieb- und auseinanderziehbaren Blechelementen bestehen und dann an die Frontwand der Haube anschlies en. Einfacher ist es jedoch, der dritten Abdeckung - wie an sich bekannt - die Form einer starren Haube zu verleihen, die in Richtung der Z-Achse unter einem wandartigen Späneabstreifer hindurch bewegbar ist, an den die ersten Abdeckungen anschliessen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Bearbc'^ungsZentrums sind die an den unteren Schlitten anschliessenden Blechelemente der ersten Abdeckungen über den Späneabstreifer miteinander verbunden, wobei letzterer zusammen mit dem unteren Schlitten in Richtung der X-Achse verschiebbar ist.

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Durch die große Abmessung der Bleche lernen te der erster. Abdeckungen in Z-Richtung und ihre Kürze in X-Richtung ergäbe sich für diese Blechelemente kein besonders günstiges Führungsverhältnis, wenn man sie wie bei den Abdec.kungen bekannter Bearbeitungszentren der eingangs erwähnten Art nur ar einander führen würde. Deshalb wird vorgeschlagen, jedes der Blechelemente der ersten Abdeckungen dadurch unmittelbar an den X-Führungen zu führen, daß jedes der Blechelemente an der einen seiner quer zur X-Achse verlaufenden Kanten einen nach unten gerichteten Steg aufweist, an dem Führungselemente zum Führen der Blechelemente an den X-Führungen in vertikaler und horizontaler Richtung vorgesehen sind. Staffelt man diese Führungselemente in ihrer Lage so, daß sie das Ineinanderschieben der Blechelemente nicht behindern, kann man sie in X-Richtung beliebig lang machen, so daß sich ein günstiges Führungsverhältnis erzielen läßt.

Eine besonders gute Abstützung der Blechelemente der ersten Abdeckungen in vertikaler Richtung ergibt sich dann, wenn das bei zusammengeschobener erster Abdeckung innerste Blechelement im Abstand von seinem seitlichen Schenkel eine Stütze aufweist, die an den X-Führungen gleitet und sich auf diesen abstützt, und wenn sich die anderen Blechelemente mit ihrem oberen Schenkel im Abstand von ihrem seitlichen Schenkel auf dem oberen Schenkel des jeweils nächstinneren Blechelements abstützen. Jedes der Blechelemente stützt sich also an seinem einen

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Ende über seinen seitlichen Schenkel auf den X-Führungen und an seinem anderen Ende im Falle des innersten Blechelements gleichfalls auf den X-Führungen, im Falle dir anderen Blechelemente auf dem jeweils nächstinnersten Blechelement ab.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und/oder aus der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten zeichnerischen Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindunasgemäßen BearbeitungsZentrums; in der Zeich-

nung zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des BearbeitungsZentrums,

wobei die den Arbeitsraum überfangende H&abe aufgebrochen und die dem Betrachter zugewandten und vor dem Werkstückuisch-Kreuzschlitten liegenden Teile.in einem Vertikalschnitt senkrecht zur X-Achse dargestellt worden sind;

j Fig. 2 eine Stirnansicht des BearbeitungsZentrums, ge-

:. sehen in Richtung des Pfeils A in Fig. 1, wobei

t die Frontwand der den Arbeitsraum überfangenden

{ Haube aufgebrochen wurde und die dem Betrachter

j zugewandten und vor dem Werkstücktisch-Kreuz-

[ schlitten liegenden Bereiche in einem Vertikalschnitt senkrecht zur Z-Achse dargestellt wurden;

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 2

mit einer Draufsicht auf die verschiedenen Ab-

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deckungen;

Fig. 4 einen VertikalscVmitt senkrecht zur X-Achse durch die X-Führungen samt zugehörigei Abdeckung ;

Fig. 5 einen Schnitt nach dei. Linie 5-5 in Fig. 4, und

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine der ersten Abdeckungen/ gesehen in Richtung des Pfeils B in Fig. 4, wobei die Blechelemente dieser Abdeckung aufgebrochen wurden, um ihre Führungselemente darstellen zu können.

Anhand der Fig. 1 bis 3 soll zunächst der grundsätzliche Aufbau des BearbeitungsZentrums erläutert werden.

An ein Maschinenbett 10 schließt sich hinten ein Ständer 12 an, an dem ein Spindelkasten 14 in vertikaler Richtung (Y-Achse) verschiebbar geführt ist. In diesem ist mit zur Y-Achse senkrechter Achse eine antreibbare Arbeitsspindel 16 drehbar gelagert, in der auswechselbar Bearbeitungswerkzeuge gehalten werden können, über dem Spindel™ kasten 14 trägt der Ständer 12 ein kreisscheibenförmiges Werkzeugmagazin 18 mit einer Vielzanl von Werkzeughalteraufnahmen 20, denen z. B. mit Hilfe eines nicht dargestellten Werkzeugwechslers Werkzeughalter entnommen und

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in die Arbeitsspindel 16 eingesetzt werden können.

Auf dem Maschinenbett 10 sind zwei quer vor dem Ständer und horizontal (X-Achse) verlaufende Führungsleisten 22, 24 befestigt, die im folgenden auch als X-Führungsleisten bezeichnet werden und auf denen ein X-Schlitten 26 in Richtung der X-Achse verschiebbar geführt ist. Dem Antrieb des X-Schlittens dient ein X-Motor 28, der über eine nicht dargestellte Kugelrollspindel mit dem X-Schlitten 26 verbunden ist.

Auf dem X-Schlitten 26 sind zwei Z-Führungsleisten 3 2 und 34 befestigt, die horizontal und senkrecht zu den X-Führungsleisten 22, 24 verlaufen und an denen ein oberer Schlitten, im folgenden Z-Schlitten 36 genannt, längs

f!=z. einer Z-Achse verschiebbar geführt ist. Seinem Antrieb

dient ein Z-Hotor 38, der gleichfalls über eine Kugelrollspindel mit dem Z-Schlitten 36 verbunden ist. Auf dem Z-Schlitten befindet sich schließlich ein Werkstücktisch 40 für das zu bearbeitende Werkstück.

In ebenfalls noch bekannter Weise befindet sich zwischen dem Ständer 12 und dem X-Schlitten 26 ein Späneförderer 42, mit dem die bei der Bearbeitung anfallenden Späne aus dem Arbeitsraum 44 des BearbeitungsZentrums in einen Behälter 46 (s. Fig. 2) abgeführt werden sollen.

Erfindungsgemäß ist zunächst eine den Arbeitsraum 44 auf allen Seiten umfassende Schutzhaube 50 mit einem vorderen Fenster 52 und zwei seitlichen Fenstern 54 vorgesehen, an

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deren Frontwand 56 eine Zwischenwand 58 befestigt ist, die in den Arbeitsraum 44 hinein vorspringt und nach hinten und unten geneigt ist.

Der zwischen Werkstücktisch 40 und Ständer 12 liegende Bereich der Z-Führungsleisten 32, 34 wird durch eine übliche kastenförmige Abdeckung 60 vor Spänen, Kühlmittel und dergleichen geschützt; diese Abdeckung, die im folgenden als hintere Z-Abdeckung 6 0 bezeichnet werden wird, besteht aus im Querschnitt umgekehrt U-förmigen Blechelementen 60a bis 60g, die nach hinten zu in ihren Abmessungen abnehmen und sich teleskopartig zusammenschieben und auseinanderziehen lassen. Der sich vom Werkstücktisch 40 nach vorn erstreckende Bereich der Z-Führungsleisten 32, 34 wird durch eine als starre Haube ausgebildete, im Querschnitt gleichfalls ungefähr umgekehrt U-förmige Abdeckung 62 geschützt, im folgenden vordere Z-Abdeckung genannt, deren obere Wand 6 2a jedoch nach der einen Seite zu (gem. Fig. 2 nach rechts) ein Gefälle aufweist. Die vordere Z-Abdeckung 62 ist am Z-Schlitten 36 befestigt und bewegt sich infolgedessen als Ganzes zusammen mit diesem Schlitten längs der Z-Achse. Sollte dadurch der Weg des Werkstücktisches 40 längs der Z-Achse unerwünscht beschränkt werden, kann in der Frontwand 56 der Schutzhaube 50 eine Öffnung vorgesehen werden, durch die sich die vordere Z-Abdeckung 62 gemäß Fig. 1 nach rechts hindurchschieben läßt.

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Die auf beiden Seiten des X-Schlittens 26 liegenden Bereiche der X-Führungsleisten 22, 24 werden durch eine linke und eine rechte X-Abdeckung 66 bzw. 68 geschützt, die zur Z-Achse spiegelbildlich ausgebildet sind, so daß es ausreicht, anhand 'er Figuren 4 bis 6 nur die eine dieser beiden Abdeckungen, z. B. die linke X-Abdeckung 66, im einzelnen zu erläutern.

Sie besteht aus drei, im Querschnitt ungefähr Z-förmigen Blechelementen, nämlich einem oberen Blechelement 66a, einem mittleren Blechelement- 66b und einem unteren Blechelement 66c, die sich teleskopartig ineinanderschieben und auseinanderziehen lassen. Die Fig. 3 zeigt die linke X-Abdeckung 66 im auseinandergezogenen und die rechte X-Abdeckung 68 im zusammengeschobenen Zustand,

Das obere Blechelement 66a besitzt an seinem gemäß Figur 3 linken Hand einen in Figur 4 gezeigten Befestigungsflansch 70, mit dem es an der einen Seitenwand der Haube 50 befestigt ist, während das untere Blechelement 66c an seinem gemäß Fig. 3 rechten Rand einen in Figur 5 erkennbaren Befestigungsflansch 72 aufweist, mit dem es mit dem X-Schlitten 26 verbunden ist. Wie sich der Fig. 5 entnehmen läßt, besitzt jedes der Blechelemente 66a, 66b, 66c eine obere Wand 76a bzw. 76b bzw. 76c, eine Rückwand 78a bzw. 78b bzw. 78c und unten (siehe auch Fig. 6) zwei Führungswinkel 80a bzw. 80b bzw. 80c, wobei die letzteren, wie noch zu erläutern sein wird, der Seitenführung der Blechelemente an der

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X-Führungsleiste 24 dienen. An den Rückwänden 78a, 78b und 78c ein."¹ Gleitleisten 82 angebracht, über die sich die Blechelemente auf den X-Führungsleisten 22 und 24 abstützen. Das untere Blechelement 66c weist seiner Rückwand 78c gegenüberliegend einen nach unten ragenden Tragsteg 84 auf, der sich über an ihm befestigte Gleitleisten 86 gleichfalls auf den X-Führungsleisten 22 und 24 abstützt. Der vertikalen Abstützung der gemäß Fig. 3 rechten Ränder des oberen und des mittleren Blechelements 66a bzw. 66b dienen an diesen Rändern befestigte Gleitleisten 88 bzw. 90, die auf der oberen Wand 76b bzw. 76c ,des jeweils nächsten Biecheiements 66b bzw. 66e aufliegen.

Wie die Fig. 5 und 6 erkennen lassen, sind an den Führungswinkeln 80a, 80b, 80c Gleitleisten 92 befestigt, die gegen die Seitenflächen der X-Führungsleiste 24 anliegen, und in gleicher Weise können die Blechelemente an d',r X-Führungsleiste 22 geführt sein.

Die Blechelemente 66a, 66b, 66c sind aber auch an der sie übergreifenden Zwischenwand 58 geführt, an der eine Führungsschiene 100 befestigt ist, in die die vorderen, oberen Längskanten der Blechelemente eingreifen (siehe Fig. 4).

Bewegt sich der X-Schlitten 26 aus einer gemäß Fig. 3 linken Endstellung, in der die Blechelemente 66a, 66b, 66c so ineinandergeschoben sind, wie dies die Fig. 5 zeigt, nach rechts, so zieht der X-Schlitten 26 zunächst

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nur das untere Blechelement 66c gemäß den Fig. 3 und 5 nach rechts, bis eine von seiner Rückwand 78c gebildete Stufe 110 gegen die Gleitleiste 90 des mittleren Blechelements 66b anschlägt und dieses mit sich nach rechts zieht. Gleichzeitig wird die rechte X-Abdeckung 68 teleskopartig zusammengeschoben, was z. B. durch die gegeneinander stoßenden Rückwände der Blechelemente bewerkstelligt werden kann.

Wie sich am besten der Fig. 4 entnehmen läßt, weisen die Blechelemente der X-Abdeckungen 66, 68 ein Gefälle nach hinten in Richtung auf den Späneförderer 4 2 auf, so daß alle auf die Zwischenwand 58 und die X-Abdeckungen 66, 68 fallenden Späne von selbst in den Späneförderer gelangen. Wegen der Neigung der oberen Wand 62a der vorderen Z-Abdeckung 62 gilt dies aber auch für Späne, die auf diese vordere Z-Abdeckung fallen.

Um schließlich zu verhindern, daß die zwischen den X-Abdeckungen 66 und 68 nach vorn hindurchschiebbare vordere Z-Abdeckung 6 2 Späne in den Maschinenraum vor den X-Abdeckungen 66, 68 trägt (siehe Fig. 1), ist zwischen den vorderen, nach oben gezogenen Bereichen der an den X-Schlitten 26 angrenzenden unteren Blechelemente 66c bzw. 68c der X-Abdeckungen 66, 68 ein trennwandartiger Späneabstreifer 130 montiert (siehe Fig. 2), der nahezu die Form eines Dreiecks besitzt und mit seiner geneigten ü..werkante auf der oberen Wand 62a der vorderen Z-Abdeckung 62 gleitet.

Es ist also sichergestellt, daß Späne, Kühlmittel und dergleichen nicht an die Führungen für den Werkstück-

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tisch 40 gelangen können und daß alle Späne von selbst in den Späneförderer 42 glexten.

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   ANSPRÜCHE

   Bearbeitungszentrum mit einem an einem Ständer in vertikaler Richtung (Y-Achse) verschiebbar geführten Spindelkasten mit Arbeitsspindel und einem vor dem Ständer in einem Arbeitsraum des Bearbeitungszentrums angeordneten, von einem unteren und einem oberen Schlitten getragenen Werkstück-Tisch, wobei der untere Schlitten auf einem Maschinenbett längs einer vor dem Ständer befindlichen horizontalen X-Achse und der obere Schlitten auf dem unteren Schlitten längs einer horizontalen, zur X-Achse senkrechten Z-Achse verschiebbar geführt ist, mit die X-Führungen des Maschinenbetts schützenden ersten Abdeckungen, einer den zwischen Ständer und oberem Schlitten befindlichen hinteren Bereich der Z-Führungen schützenden zweiten Abdeckung, die ebenso wie die ersten Abdeckungen aus teleskopartig zusammenschieb- und auseinanderziehbaren Blechelementen besteht, einer dritten Abdeckung für den vor dem oberen Schlitten liegenden vorderen Bereich der Z-Führungen, sowie mit einem zwischen Ständer und X-Führungen verlaufenden Späneförderer, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

   (a) Der Arbeitsraum ist mit einer Haube überfangen;

   (b) Die Blechelemente der ersten Abdeckungen erstrecken sich nach vorn in Richtung auf die Haube über die X-Führungen hinaus und sind an der Haube in Richtung der X-Achse verschiebbar geführt;

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   (c) An die dritte Abdeckung grenzt nach oben ein wandartiger Späneschutz an.

   2. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Abdeckungen ein Gefalle in Richtung auf den Späneförderer aufweisen.

   3. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Abdeckung ein Gefalle in Richtung auf eine der ersten Abdeckungen aufweist.

   4. Bearbeitungszencrum nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Abdeckung in Richtung der Z-Achse unter einem zumindest in Richtung der Z-Achse unverschiebbaren, wandartigen Späneabstreifer hindurch bewegbar ist, an den die ersten Abdeckungen anschliessen.

   5. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Späneabstreifer zusammen mit dem unteren Sehlitten in Richtung der X-Achse verschiebbar ist.

   6. Bearbeitungszentrum nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Blechelemente der ersten Abdeckungen an der einen seiner quer zur X-Achse verlaufenden Kanten einen nach unten gerichteten Steg aufweist, an denen Führungselemente zum Führen der Blechelem^nte an den X-Führungen in vertikaler und/oder horizontaler Richtung vorgesehen sind.

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   7. BearbeitungsZentrum nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechelemente der ersten Abdekkungen im Vertikal-Schnitt längs der X-Führüngen ungefähr die Gestalt eines liegenden U aufweisen, dessen unterer Schenkel von den Führungselemencen und dessen seitlicher Schenkel von dem Steg gebildet wird, und daß der Abstand von oberem und unterem Schenkel der Blechelemente derart unterschiedlich gewählt ist, daß die letzteren teleskopartig ineinanderschiebbar sind.

   8. Bearbeitungszentrum nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechelemente der ersten Abdeckungen im Schnitt quer zur X-Achse eine sich vom Späneförderer bis zur Haube erstreckende Schräge und eine sich daran anschließende Wand aufweisen, deren oberer Randbereich an der Haube geführt ist.

   9. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 8,. dadurch gekennzeichnet, daß sich an den dem Späneförderer zugewandten Randbereich der Schräge ein nach unten gerichteter Steg anschließt.

   10. BearbeitungsZentrum nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das bei zusammengeschobener erster Abdeckung innerste Blechelement im Abstand von seinem seitlichen Schenkel eine nach unten gerichtete Stütze aufweist, die an den X-Führungen gleitet und sich auf diesen abstützt, und daß sich die anderen Blechelemente mit

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   ihrem oberen Schenkel im Abstand von ihrem seitlichen Schenkel auf dem oberen Schenkel des jeweils nächstinneren Blechelements abstützen.

   11. BearbeitungsZentrum nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10/dadurch gekennzeichnet, daß die
   Haube/ an ihre Frontwand angrenzend, eine in Richtung auf den Ständer vorspringende, sich in Längsrichtung der X-Führungen erstreckende, zu diesen hin geneigte Zwischenwand aufweist, die die ihr zugewandten Randbereic-he der Blechelemente der ersten Abdeckungen
   übergreift und an der die Führung für diese Blechelemente vorgesehen ist.