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Die Erfindung betrifft eine Schutzverkleidung für eine Werkzeugmaschine, bei der Werkstücke auf einen Werkstücktisch aufspannbar sind, mit einer zwischen zwei Endlagen verschwenkbaren Beschickungstür, die in einer ersten Endlage die Schutzverkleidung abschließt und in einer zweiten Endlage eine Öffnung in der Schutzverkleidung zum Zugriff auf den Werkstücktisch freigibt.
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Eine derartige Schutzverkleidung ist aus der DE-OS 20 44 188 bekannt.
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Bei der bekannten Werkzeugmaschine handelt es sich um eine Schleifmaschine, bei der vor dem Benutzer zunächst hinter einer Schutzverkleidung ein Werkstücktisch zum Aufspannen von Werkstücken angeordnet ist und sich - vom Benutzer aus gesehen - dahinter eine Schleifscheibe mit den entsprechenden Antriebs- und Positioniermitteln befindet. Die Schutzverkleidung zwischen Benutzer und Werkstücktisch hat vom Boden her zunächst einen vertikalen Verlauf und verläuft dann viertelzylindrisch gekrümmt nach oben und hinten, bis sie in eine ebenfalls ebene Deckenverkleidung übergeht. Der viertelzylindrische Bereich der Schutzverkleidung ist in einem Ausschnitt als Beschickungstür ausgebildet. Diese Beschickungstür liegt mit ihrem oberen Rand, an dem eine Rolle befestigt ist, auf der oberen ebenen Schutzverkleidung auf, während in der Nähe der Unterseite ein Lenker angreift, der mittels eines Fluidzylinders um eine raumfeste horizontale Achse verschwenkbar ist, die parallel zur gedachten Achse der viertelzylindrischen Schutzverkleidung verläuft. Beim Verschwenken der Beschickungstür rollt deren Oberseite auf der genannten Rolle oben auf der ebenen Schutzverkleidung weit nach hinten, bis der Lenker die Position erreicht hat, die in der ersten Endlage von der Oberseite der Beschickungstür eingenommen wurde. In dieser zweiten Endlage liegt die Beschickungstür somit bogenförmig auf der oberen ebenen Abdeckung der Schutzverkleidung auf. Durch die von der Beschickungstür freigegebenen Öffnung kann nun der Benutzer auf den Werkstücktisch und die darauf aufgespannten Werkstücke zugreifen, insbesondere um diese gegen unbearbeitete Werkstücke auszuwechseln.
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Die bekannte Schutzverkleidung hat jedoch den Nachteil, daß der Bereich, in den die Beschickungstür oben auf der Schutzverkleidung nach hinten geschoben wird, vollkommen frei von Einbauten sein muß, so daß der Anwendungsbereich dieser Schutzverkleidung auf solche Werkzeugmaschinen beschränkt ist, bei denen sich sämtliche Aggregate innerhalb einer verhältnismäßig flachen Schutzverkleidung befinden.
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Bei einer weiteren Schutzverkleidung, wie sie aus der US-PS 27 14 926 bekannt ist, ist die Beschickungstür ähnlich geformt, wie dies bereits zuvor geschildert wurde, sie ist jedoch um eine Achse an der Oberkante der Beschickungstür schwenkbar und steht somit im geöffneten Zustand weit nach oben über die Schutzverkleidung hinaus. Außerdem muß zusammen mit der Beschickungstür ein vertikaler Abschnitt der Schutzverkleidung verschwenkt werden, weil die Unterkante der Beschickungstür (im geschlossenen Zustand) in ihrer nach oben verschwenkten Lage nicht mehr von Hand ergriffen werden kann. Diese weitere bekannte Schutzverkleidung hat somit den Nachteil, kompliziert aufgebaut zu sein und lange Verschwenkwege zu erfordern, außerdem wird der Raum oberhalb der Schutzverkleidung ebenso wie bei der zunächst erläuterten bekannten Schutzverkleidung, durch die hochgeschwenkte Beschickungstür beeinträchtigt, so daß bei beiden bekannten Schutzverkleidungen eine Beschickung der Werkzeugmaschine von oben, beispielsweise mittels eines Kranes, nicht ohne Schwierigkeiten möglich ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutzverkleidung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die Beschickungstür während ihres Verschwenkens möglichst wenig Mantelfläche der Schutzverkleidung überstreicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Beschickungstür während der Bewegung zwischen den beiden Endlagen so geführt ist, daß die Unterseite der Bechickungstür eine nach oben gewölbte Ortskurve über das Werkstück hinweg beschreibt, und daß die Positionen der Beschickungstür in den beiden Endlagen zu einer gedachten horizontalen Achse in der Nähe einer Oberkante der Beschickungstür näherungsweise zueinander drehsymmetrisch sind.
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Die erfindungsgemäße Schutzverkleidung hat damit den wesentlichen Vorteil, daß der Raum hinter dem Werkstück für Einbauten oder Aggregate genutzt werden kann, insbesondere kann dort ein Spindelstock eines Bearbeitungszentrums angeordnet und in mehreren Koordinaten frei beweglich geführt sein. Beim Öffnen der Beschickungstür nach der Erfindung " überspringt" die Unterkante der Beschickungstür ein auf dem Werstücktisch aufgespanntes Werkstück und gelangt in den Raum zwischen Werkstück und Spindelstock, so daß das Werkstück ausgetauscht werden kann, ohne daß es auch nur erforderlich ist, den Spindelstock in seiner Position zu verfahren.
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Es liegt auf der Hand, daß dies neue Anwendungsbereiche für die erfindungsgemäße Schutzverkleidung eröffnet und insbesondere die Werkstückwechselzeiten vermindert.
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Die Führung der Beschickungstür kann bei Ausführungsformen der Erfindung in geeigneten Gleitschienen vorgesehen sein, die zweckmäßigerweise so ausgebildet sein können, daß sie dann, wenn sich die Tür in ihrer ersten, die Verkleidung vollständig abschließenden Stellung befindet, nicht ins Innere des Innenraums ragen.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist jedoch vorgesehen, daß die Beschickungstür in ihrem unteren Bereich durch ein erstes Lenkerpaar geführt ist, das einerseits an der Tür und andererseits am ortsfesten Teil der Verkleidung angelenkt ist, und daß die Tür durch ein zweites Lenkerpaar geführt ist, das einerseits im oberen Bereich der Beschickungstür und andererseits am ortsfesten Teil der Verkleidung angelenkt ist, und daß der Schwenkweg des zweiten Lenkerpaares zur Erzwingung eines Umkehrpunkts bei gleichbleibender Verschwenkung des erstenLenkerpaars begrenzt ist.
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Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Lenker sehr einfach und raumsparend vorgesehen werden können und ohne besondere Maßnahmen dann, wenn sich die Tür in ihrer ersten Endlage befindet, nicht weit ins Innere der Verkleidung vorragen. Das zweite Lenkerpaar erreicht etwa dann seinen Umkehrpunkt der Schwenkbewegung, wenn sich die Oberkante der Tür in der während des Schwenkvorgangs maximal erreichbaren Höhe befindet. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann es vorteilhaft sein, wenn sich in dieser Stellung das zweite Lenkerpaar etwa in lotrechter Stellung befindet. Es ist hier von Lenkerpaaren gesprochen, weil die Lenker zweckmäßigerweise jeweils an beiden Seiten der Tür angeordnet werden, um diese besonders einfach und genau führen zu können.
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Die Länge der Lenker kann je nach dem Weg, den die Unterkante der Tür beschreiben soll, geeignet gewählt werden. Dies gilt auch für die Stellung, die die Lenkerpaare beispielsweise in der ersten Endlage der Tür relativ zueinander einnehmen. Im Ausführungsbeispiel ist die Anordnung so getroffen, daß die beiden Lenkerpaare nicht exakt, jedoch nahezu gleichlang sind, und daß sie von der parallelen Stellung in der ersten Endlage der Tür etwas abweichen.
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Da die Beschickungstür während ihrer Bewegung zwischen den beiden Endlagen insgesamt angehoben werden muß, ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine Vorrichtung zur Gewichtsentlastung vorgesehen. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ein wesentlicher Bestandteil dieser Vorrichtung zur Gewichtsentlastung eine Feder, die in den beiden Endlagen der Beschickungstür gespannt ist (nicht notwendigerweise in beiden Endlagen gleich stark), und die etwa dann, wenn der Schwerpunkt der Tür seine höchste Stellung erreicht hat, am wenigsten gespannt ist. Der Vorteil einer derartigen Feder liegt darin, daß sie ohne Fremdenergie wirksam ist, und daß sie außerdem dann, wenn sich die Tür nach dem Überschreiten des höchsten Punktes der anderen Endlage nähert, dadurch, daß die Feder wieder gespannt wird, einen schlagartigen Übergang in die andere Endlage, der mit unerwünschter starker Geräuschentwicklung verbunden sein könnte, verhindert. Es kann daher ein Arbeiter ohne große Kraftaufwendung bei dem später beschriebenen Ausführungsbeispiel mit einer einzigen Hand die Tür handhaben.
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Besonders günstig läßt sich die Feder gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dann unterbringen, wenn sie an den oberen Lenkern, also am zweiten Lenkerpaar, angreift. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist hierzu vorgesehen, daß am zweiten Lenkerpaar ein Arm angeordnet ist, an dem die Feder angreift, und die Feder ist in vorteilhafter Weise im wesentlichen in waagrechter Lage angeordnet. Besonders einfach kann die Feder als Schraubenzugfeder ausgebildet sein.
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Um einen genauen Gleichlauf der links und rechts an der Beschickungstür angeordneten Lenker sicherzustellen, sind gemäß einer Ausführungsform der Erfindung die beiden Lenker des zweiten Lenkerpaars mit einer sie verbindenden Welle drehfest verbunden, und an dieser Welle ist der oben erwähnte Arm angeordnet, an dem die Feder angreift.
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An dieser Welle können vorteilhafterweise auch Endschalter vorgesehen sein, die die jeweilige Stellung der Beschickungstür erkennen, um in Abhängigkeit davon die Arbeitsweise der Werkzeugmaschine zu beeinflussen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt
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Fig. 1 eine perspektivische Gesamtansicht einer Werkzeugmaschine mit Verkleidung und Beschickungstür,
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Fig. 2 eine Draufsicht auf die Verkleidung der Werkzeugmaschine im Bereich der Beschickungstür, und
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Fig. 3 einen Vertikalschnitt entsprechend der Linie III-III in Fig. 2, in dem die Stellungen der Lenker während der Bewegung der Beschickungstür eingetragen sind.
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Die in Fig. 1 sichtbare Verkleidung 1 umgibt eine numerisch steuerbare Werkzeugmaschine mit einem in waagrechter und senkrechter Richtung bewegbaren Spindelstock 3 mit lotrechter Drehachse der Werkzeugspindel. An der Seite der Verkleidung 1, die hier als Vorderseite bezeichnet werden soll, befindet sich eine Beschickungstür 10, die in Fig. 1 in ihrer ersten Endlage gezeigt ist, in der sie den Zugriff ins Innere der Verkleidung 1 vollständig verhindert und die Umgebung der Werkzeugmaschine gegen Herausspritzen von Bohröl oder Spänen schützt. Im unteren Drittel ist an der Außenseite der Beschickungstür 10 eine waagrecht verlaufende Stange 12 angeordnet, die als Handhabe dient. Die Beschickungstür 10 weist, wie auch die übrigen Teile der Verkleidung 1, eine Verglasung auf, um dem Arbeiter die Überwachung der Arbeitsvorgänge zu erleichtern.
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In Fig. 2 ist der Spindelstock 3 lediglich schematisch dargestellt, die Beschickungstür 10 befindet sich in ihrer äußeren Endlage, also in der ersten Endlage. Dies gilt auch für die Fig. 3. Nachfolgend werden die Fig. 2 und 3 gemeinsam betrachtet. In ortsfesten Wandteilen 20 der Verkleidung 1 ist im oberen Bereich der Verkleidung eine Welle 22 mittels einer Lagerung 24 drehbar gelagert. Etwa auf halber Höhe der Beschickungstür 10 ist an den ortsfesten Teilen oder Wänden 20 der Verkleidung 1 in unmittelbarer Nähe der seitlichen Ränder der Tür, die in Fig. 2 oben und unten liegen, jeweils eine Lagerung 26, nämlich ein Metallwinkel, befestigt, an dem jeweils ein Lenker 28 eines ersten Lenkerpaares angelenkt ist. Das andere Ende des Lenkers 28 ist an einem im wesentlichen rechtwinklig zur Ebene der Beschickungstür 10 verlaufenden Rahmenteil 30 der Beschickungstür an einem Gelenk 32 angelenkt. In der ersten Endlage der Tür verläuft die Richtung der Lenker 28 des ersten Lenkerpaars vom Gelenk 29 zum Gelenk 32 nach unten und außen ungefähr unter einem Winkel von 60° gegenüber der Horizontalebene.
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An der Welle 22 sind die beiden Lenker 36 eines zweiten Lenkerpaars parallel zueinander drehfest befestigt. Die der Welle 22 abgewandten Enden der Lenker 36 sind mit Gelenken 38 mit den Rahmenteilen 30 verbunden. Die Lenker 36 verlaufen von ihrer durch die Welle 22 gebildeten Schwenkachse zum Gelenk 38 in der in Fig. 3 gezeigten Stellung ebenfalls nach unten und außen, jedoch etwas flacher als die Lenker 28, und zwar unter einem Winkel von etwa 45° gegenüber der Horizontalebene.
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An der Welle 22 ist im Bereich ihrer beiden Enden jeweils ein kurzer Hebelarm 40 drehfest befestigt, der an seinem Ende einen Haken 42 bildet, in dem das Ende einer Schrauben-Zugfeder 44 unverlierbar eingehakt ist. Das andere Ende der Feder 44 ist in einem ortsfesten Teil 46 der Verkleidung 1 an einem Ankerpunkt 48 befestigt. Die Feder 44 verläuft im wesentlichen in waagrechter Richtung etwas unterhalb des oberen Randes der Verkleidung 1, so daß sie nach außen optisch nicht in Erscheinung tritt. Der Arm 42 verläuft in der Blickrichtung der Fig. 3 nach links oben, wogegen vom Haken 42 aus sich die Feder 44 nach rechts erstreckt.
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In Fig. 3 sind ein um die Achse der Welle 22 verlaufender, durch das Gelenk 38 gehender Kreisbogen 50 und ein um das Gelenk 29 gezogener und durch das Gelenk 32 verlaufender Kreisbogen 52 eingetragen, außerdem eine Kurve 54. Die Kurve 54 beschreibt den Weg, den die Unterseite 56 der Tür 10 zurücklegt, wenn die Beschickungstür 10 aus der in Fig. 3 gezeigten ersten Endlage in ihre zweite Endlage bewegt wird. In der zweiten Endlage nimmt die Beschickungstür 10 gegenüber der rechtwinklig zur Zeichenebene der Fig. 3 verlaufenden Vertikalebene eine Stellung ein, in der die Unterseite 56 der Tür in den Innenraum 60 der Verkleidung 1 hineinragt.
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An der Kurve 54 sind Marken 1 bis 18 eingezeichnet, und auch an den Kreisbögen 50 und 52 sind gleichfalls Marken 1 bis 18 eingezeichnet. Jeweils dann, wenn sich die Unterseite 56 der Beschickungstür 10 an einer dieser Marken befindet, so befinden sich die Gelenke 38 bzw. 32 an derjenigen Marke der Kurven 50 bzw. 52, die mit der gleichen Zahl versehen ist. Das Gelenk 32 beschreibt somit während der Bewegung der Beschickungstür aus der ersten (äußeren) Endlage in die zweite (innere) Endlage einen Weg von etwa 270°, wogegen das Gelenk 38 und somit die Lenker 36 zunächst im gleichen Drehsinn wie die Lenker 28 sich bewegen, jedoch nur bis die Lenker 36 etwa eine lotrechte Stellung eingenommen haben. Ein Überfahren dieser lotrechten Stellung durch die Lenker 36 ist durch einen Anschlag 62 verhindert. Wird die Beschickungstür 10 mit ihrem unteren Bereich weiter nach innen, in Fig. 3 also nach rechts bewegt, so bewegt sich im Anschluß das Lenkerpaar 36 in der Ansicht der Fig. 3 wieder im Gegenuhrzeigersinn entsprechend den in die Kurve 50 eingetragenen Marken 13 bis 18. In der inneren Endlage befindet sich somit das Gelenk 38 gegenüber der in Fig. 3 gezeigten Stellung in einer etwa nach außen oben verschobenen Lage.
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Im rechten Teil der Fig. 3 ist durch unterschiedliche Stricharten angedeutet, daß der Spindelkopf 3 sich bis in die mit strichpunktierten Linien gezeigte Stellung abwärts bewegen kann, ohne aß die Gefahr besteht, daß er mit der in der zweiten Endlage befindlichen Beschickungstür 10 kollidiert. Auf dem lediglich angedeuteten Maschinentisch 64 der Werkzeugmaschine, der um eine lotrechte Achse um jeweils 180° verschwenkbar ist, befindet sich ein Werkstück 66 , dessen Oberseite 68 höher liegt als die Unterseite 56 der Beschickungstür 10 in der ersten und zweiten Endlage. Die Kurve 54 zeigt, daß die Beschickungstür 10 ohne Kollision mit dem Werkstück 66 zwischen den beiden Endlagen hin- und herbewegt werden kann.
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Die beiden Federn 44 sind in der in Fig. 3 gezeigten Stellung maximal gespannt. Wird die Beschickungstür 10 ausgehend von der in Fig. 3 gezeigten Stellung nach oben bewegt, so verdreht sich der Arm 40 im Uhrzeigersinn, dadurch kann sich die als Zugfeder ausgebildete Feder 44 verkürzen und gibt dabei gespeicherte Energie ab, die das Anheben des Gewichts der Beschickungstür 10 für den Arbeiter, der die Bewegung der Tür von Hand mittels der Stange 12, die einen einfachen Handgriff bildet, bewirkt, erleichtert. Etwa dann, wenn die Lenker 36 die lotrechte Stellung eingenommen haben, ist die Feder 44 minimal gespannt. Wenn sich die Lenker 36 bei der Weiterbewegung der Beschickungstür 10 wieder im Gegenuhrzeigersinn bewegen, so werden die Federn 44 wieder zunehmend gespannt und nehmen dadurch einen Teil der durch das Anheben der Tür in dieser gespeicherten potentiellen Energie auf, wenn sich die Tür insgesamt wieder nach unten bewegt, um ihre zweite Endlage einzunehmen.
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Ein elektrischer Endschalter 80 wirkt mit einer auf der Welle 22 befestigten Nockenscheibe 82 zusammen und erkennt, wenn sich die Tür 10 in ihrer äußeren Endlage befindet. Nur in dieser Stellung darf der Tisch der Werkzeugmaschine gedreht werden.
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Im Ausführungsbeispiel hat die Verkleidung 1 insgesamt eine Höhe von etwa 180 cm. Die waagrechte Projektion der Höhe der Beschickungstür 10 in ihrer ersten Endlage beträgt 90 cm. Die Breite der Beschickungstür 10 beträgt 70 cm. Die ersten Lenker 28 sind zwischen den Gelenken etwa 21 cm lang, die zweiten Lenker 36 haben eine geringfügig größere Länge, und zwar beträgt ihre wirksame Länge etwa 23 cm. Die Höhe des Werkstücks 66 beträgt 32 cm. Die in Fig. 3 sichtbare Breite des Werkstücks 66 beträgt 25 cm.