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Schutzabdeckung für die Gleitbahnen von Werkzeugmaschinen mit Schraubenfedern
zwischen den sich beim Ausfahren der Schutzabdeckung gegeneinander verlagernden
Elementen Es sind bereits Schutzabdeckungen für die Gleitbahnen von Werkzeugmaschinen
in Form von Faltenbälgen bekannt, bei denen zwischen den sogenannten Reitern, welche
die einzelnen Abschnitte des Faltenbalgs voneinander trennen, Schraubenfedern angeordnet
sind. Der Zweck dieser Schraubenfedern besteht darin, dafür zu sorgen, daß beim
Ausfahren des Faltenbalgs die einzelnen Abschnitte sich etwa gleichmäßig öffnen.
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Bei einer bekannten Ausführung eines derartigen Faltenbalgs mit Schraubenfedern
wurden die Schraubenfedern beim Ausfahren des Balgs in ihrer Längsrichtung ausgezogen,
d. h. daß der Federdraht auf Torsion beansprucht wurde. Die Federn liegen dabei
quer zur Längsrichtung des Balgs und sind an ihren beiden Enden über je zwei Stäbe,
die am Federende angreifen und dort miteinander gelenkig verbunden sind, mit den
Reitern verbunden. An diesen letzteren Enden sind die Stäbe an die Reiter angelenkt.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß man durch eine andere
Anordnung der Federn, bei welcher der Federdraht auf Biegung beansprucht wird, nicht
nur zu einer einfacheren Konstruktion kommen kann, sondern vor allem zu einer Bauweise,
die sich auch in solchen Fällen noch anwenden läßt, in denen die obenerwähnte Konstruktion
versagt, d. h. nicht ein ausreichendes Verhältnis des Reiterabstandes im ausgefahrenen
und im eingefahrenen Zustand der Schutzabdeckung ermöglicht.
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Die Erfindung ist auch nicht lediglich auf aus Faltenbälgen mit Reitern
bestehende Schutzabdekkungen anwendbar, sondern kann auf alle Schutzabdeckungen
mit Schraubenfedern zwischen den sich beim Ausfahren der Schutzabdeckung gegeneinander
verlagernden Elementen angewendet werden. Beispielsweise ist also die Erfindung
auch auf Schutzabdeckungen anwendbar, die aus einer Reihe von einen etwa U-förmigen
Querschnitt besitzenden Kästen bestehen, welche beim Einfahren der Schutzabdeckung
ineinandergeschoben werden.
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Die Erfindung geht aus von einer Schutzabdeckung für die Gleitbahnen
von Werkzeugmaschinen mit Schraubenfedern zwischen den sich beim Ausfahren der Schutzabdeckung
gegeneinander verlagernden Elementen und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfedern
so angeordnet sind, daß der Federdraht beim Ausfahren der Schutzabdeckung auf Biegung
beansprucht wird und die Schraubenfedern über sich an die Federenden anschließende
Arme an den sich gegeneinander verlagernden Elementen angreifen.
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F i g. 1 zeigt einen Faltenbalg, auf den die Erfindung anwendbar ist,
während die übrigen Figuren verschiedene Ausführungsformen der Erfindung und weitere
Verbesserungen derselben zeigen.
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F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch den zwischen zwei Reitern
liegenden Abschnitt eines Faltenbalgs, wie er beispielsweise bei einer Schleifmaschine
zum Schutz der hin- und hergehenden Teile der Schleifmaschine und ihrer Gleitbahnen
verwendet werden kann. Die beiden Reiter besitzen je etwa U-förmige Gestalt und
sind in F i g. 1 im ganzen mit 10 bzw. 11
bezeichnet. Die horizontalen
Schenkel der beiden Reiter sind im Schnitt dargestellt und mit 12 bzw. 13 bezeichnet,
während je ein vertikaler .Schenkel der beiden Reiter mit 14 bzw. 15 bezeichnet
ist. Der Balg selbst ist in F i g. 1 durch die den Schnitt durch die Balgoberseite
darstellende Zickzacklinie 16 veranschaulicht sowie durch die dem Betrachter zugewendeten
Innenseiten 17 der Flanken der einen Balgseite.
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Zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Anordnung der Schraubenfedern
sei nunmehr die in F i g. 2 dargestellte Ausführungsform betrachtet, welche eine
perspektivische Ansicht der Reiter 10 und 11 enthält, nachdem diese gegenüber ihrer
in F i g. 1 dargestellten, Lage um 180° gedreht worden sind, also derart gedreht
worden sind, daß die zueinander parallelen Schenkel des U nach oben weisen: Der
Balg 16, 17 der F i g. 1 ist in F i g. 2 nicht mitgezeichnet. Die beiden Reiter
10 und 11 sind in einer gegenseitigen Lage dargestellt, die nahezu
dem eingefahrenen Zustand des Balgs entspricht. Mit 18 und 19 sind zwei
Schraubenfedern
bezeichnet, von denen die Feder 18 über einen sich an das untere Federende anschließenden
Arm 20 an einem nur schematisch veranschaulichten Drehpunkt 21 am horizontalen Schenkel
12 des Reiters 11 angelenkt ist. Das obere Ende der Feder 18 ist über einen Arm
22 an einen ebenfalls nur schematisch veranschaulichten Drehpunkt 23 auf dem horizontalen
Schenkel 13 des anderen Reiters 10 angelenkt. In gleichartiger Weise ist die Schraubenfeder
19 über einen Arm 24 im Punkte 25 und über einen Arm 26 im Punkte
27 drehbar gelagert.
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In F i g. 3 ist die Feder 18 der F i g. 2 von oben gesehen dargestellt,
wobei sich die Arme 20 und 22 im eingefahrenen Zustand des Balgs in der mit ausgezogenen
Linien in F i g. 3 veranschaulichten Lage befinden. Beim Ausfahren des Balgs bewegt
sich der Arm 22 in die punktiert gezeichnete Lage 22a und der Arm 20 in die punktiert
gezeichnete Lage 20a. Die Feder 18 wird also beim Ausfahren des Balgs stärker gebogen,
der Durchmesser der Schraubenfeder also verkleinert.
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Eine weitere Ausführungsform, die in F i g. 4 dargestellt ist, unterscheidet
sich von derjenigen nach F i g. 2 dadurch, daß an den Drehpunkten 21, 23, 25 und
27 noch je eine weitere Schraubenfeder 28, 29, 30, 31 angeordnet ist. Das rechte
Ende des Armes 20 der Schraubenfeder 18 greift am unteren Ende der Schraubenfeder
28 an, deren oberes Ende an einem Bolzen 32 befestigt ist, der den Innenraum der
Schraubenfeder 28 durchsetzt. Das rechte Ende des Armes 22 der Schraubenfeder
18 greift am oberen Ende der Schraubenfeder 29 an, deren unteres Ende auf dem horizontalen
Schenkel 13 befestigt ist. Auch innerhalb der Schraubenfeder 29 kann ein
Bolzen angeordnet werden, um eine Führung der Schraubenfeder 29 zu gewährleisten.
Die Anordnung der Schraubenfedern 31 und 30 entspricht der Anordnung der Schraubenfedern
28 und 29.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in F i g. 5 im eingefahrenen
Zustand des Balgs mit ausgezogenen Linien und im ausgefahrenen Zustand mit punktierten
Linien in der Aufsicht dargestellt. Während in F i g. 2 zwischen den Armen
20 und 22 nur eine Schraubenfeder, nämlich die Feder 18, und zwischen
den Armen 24 und 26 nur eine Schraubenfeder, nämlich die Feder 19 liegt, sind in
F i g. 5 im ganzen 6 Schraubenfedern vorhanden, nämlich die Schraubenfedern 33 bis
38, die ihrerseits durch weitere Arme 39 bis 43 miteinander verbunden sind. Man
sieht, daß man selbst bei einem sehr starken Auszug des ganzen Balgs durch Anordnung
von entsprechend vielen Schraubenfedern eine verhältnismäßig geringe Deformation
jeder einzelnen Feder erreichen kann. An den freien Enden der kurzen Arme 44 und
45 ist je ein Auge 46 und 47 angeordnet, mit denen diese freien Enden in der Mitte
der Schenkel 12 und 13 der Reiter 11 und 10 gelagert sind.
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Der technische Fortschritt, der durch die erfindungsgemäße Anordnung
der Schraubenfedern erreicht wird, sei nun durch eine zahlenmäßige Gegenüberstellung
einer Ausführungsform mit in ihrer Längsrichtung ausgezogener Schraubenfeder nach
dem Stand der Technik einerseits und einer Ausführungsform nach F i g. 5 andererseits
erläutert.
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Wenn man eine Schraubenfeder verwendet, die gemäß dem Stand der Technik
quer zur Balglängsrichtung liegt und an jedem Federende mit dem gemeinsamen Gelenk
zweier Stäbe verbunden ist, deren freie Enden ihrerseits an den Reitern angelenkt
sind, so kann ein Balgabschnitt von im eingefahrenen Zustand 40 mm Länge auf den
neunfachen Betrag, also auf 360 mm Länge nur dann ausgezogen werden, wenn der Balg
etwa eine Breite, also eine Abmessung in derLängsrichtung derSchraubenfedern von
800 mm oder mehr besitzt.
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Die Konstruktion nach F i g. 5 kann man dagegen bei dem gleichen Auszugsverhältnis,
d. h. bei einem Auszug des Balgs von 30 auf 270 mm, also ebenfalls bei einem Auszug
auf das Neunfache schon bei Bälgen von 340 mm Breite, also bei Bälgen von weniger
als der halben Breite, die gemäß dem Stand der Technik erforderlich wäre, anwenden.
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Bei gleicher Balgbreite läßt sich demnach, wie einleitend festgestellt
worden ist, im bekannten Fall nur ein kleineres Auszugsverhältnis erreichen als
bei der erfindungsgemäßen Konstruktion nach F i g. 5.
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F i g. 6 zeigt zur Veranschaulichung der Lagerung der freien Enden
der Arme einen Schnitt längs der Schnittebene A -B in F i g. 5 und läßt einen
Teil des kurzen Armes 45 erkennen, der an seinem freien Ende das Auge 47 trägt.
Innerhalb dieses Auges befindet sich ein Röhrchen 48, an welches oben und
unten zwei Unterlagscheiben 49 angrenzen, und welches mittels einer in F i g. 6
nur durch eine strichpunktierte Linie 50 dargestellten Holzschraube oder in anderweitiger
geeigneter Weise an dem horizontalen Schenkel 13 befestigt ist. Das Auge 47 am freien
Ende des Armes 40 kann sich also bei der gegenseitigen Entfernung oder Annäherung
der Reiter 10
und 11 auf dem Röhrchen 48 frei drehen und wird
bei geeigneter Bemessung der in F i g. 6 dargestellten Bestandteile auf diesem Röhrchen
48 in ausreichendem Maße geführt.
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Die F i g. 6 veranschaulicht gleichzeitig die Lagerung der freien
Enden der Arme 20 und 26 in F i g. 2. Die freien Enden der Arme 22 und
24 in F i g. 2 sind in entsprechender Weise auf den Schenkeln 12 bzw. 13
der Reiter 11 bzw. 10 gelagert. Der einzige Unterschied dieser Lagerung gegenüber
der in F i g. 6 dargestellten Lagerung besteht darin, daß das Röhrchen
48 für die Lagerung dieser freien Enden eine größere Länge erhalten muß als
in F i g. 6, nämlich eine Länge, die etwa der Summe der Länge des Röhrchens
48 und der axialen Länge der Federn 18
bzw. 19 entspricht und
darin, daß zur Gewährleistung einer ausreichenden Führung der freien Enden dieser
Arme noch durch geeignete Distanzröhrchen gesorgt werden muß.
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F i g. 7 zeigt die erfindungsgemäße Anordnung der Schraubenfedern
in der Ausführungsform der F i g. 5 an einer Seitenwand des in F i g. 1 dargestellten
Balgs, d. h. die Befestigung der freien Enden der kurzen Arme 44 und 45 an den senkrechten
Schenkeln 14 bzw. 15 der Reiter 11 bzw. 10 im Längsschnitt gemäß F i g. 1 gesehen
und dürfte an Hand der zu F i g. 5 gegebenen Erläuterungen ohne weiteres verständlich
sein.
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F i g. 8 zeigt für den Arm 22 der Feder 18 in F i g. 2, daß vor der
Biegung des Auges 51 am freien Ende des Armes 22 noch ein Rohr 52, z. B.
aus Metall oder aus einem geeigneten steifen Kunststoff, das in F i g. 8 im Schnitt
dargestellt ist, über diesen Arm geschoben werden kann, so daß dieser Arm versteift
wird. Eine gleichartige Versteifung kann der andere Arm 20 dieser Feder 18 erfahren.
Eine
Versteifung der Arme im Sinne der F i g. 8 ist auch auf die Arme 39 bis 45 in F
i g. 5 anwendbar, wobei aber natürlich die Versteifungsrohre über diese Arme geschoben
werden müssen, bevor die nächste Schraubenfeder oder das Auge 46 bzw. 47 geformt
wird.
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E_ne von F i g. 8 abweichende Art der Versteifung der Arme ist wieder
für die Feder 18 in F i g. 9 veranschaulicht. Das obere Ende 53 der Feder 18 ist
gemäß F i g. 9 beispielsweise durch Schweißung an einem Arm 54, der aus Rundmaterial,
aus quadratischem Material oder aus Flachmaterial bestehen kann, befestigt, und
am rechten Ende dieses Armes 54 ist ein Auge 55 angebracht, welches wieder entsprechend
F i g. 6 zur Lagerung des freien Endes des Armes 54 an einem Schenkel des betreffenden
Reiters dient.
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Eine weitere Ausführungsform sei an Hand der F i g. 10 besprochen.
In F i g. 10 sind die Augen 46, 47 der F i g. 7 je durch eine Schraubenfeder 56,
57 der halben Zahl von Windungen wie die Schraubenfedern 33 bis 38 ersetzt. Jede
dieser Schraubenfedern 56, 57 ist zusammen mit einer entsprechenden Schraubenfeder
am Ende des zum nächsten Balgabschnitt gehörigen Armes 44a bzw. 45a auf einem Bolzen
58 lose drehbar gelagert. Der Wicklungssinn dieser Schraubenfedern 56, 57 ist der
umgekehrte wie derjenige der Schraubenfedern 33 bis 38, so daß bei der Vergrößerung
des gegenseitigen Abstandes der Reiter 10 und 11 der Durchmesser der Schraubenfedern
56, 57 vergrößert wird. Das den Armen 44 bzw. 45 abgewandte Ende der Federn 56,
57 kann sich, wenn man den Federdraht einfach in einer Radialebene der Schraubenfeder
abschneidet, mit seiner Schnittfläche an der entsprechenden Schnittfläche des Drahtes
der Feder am benachbarten Arm 44c bzw. 45z abstützen, so daß das Ausziehen des Balgs
gegen die Kraft der auf jedem Bolzen 58 befindlichen Federn 56 bzw. 57 und gegen
die Kraft der am angrenzenden Arm 44a bzw. 45a befindlichen Feder erfolgt.
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Die erfindungsgemäße Anordnung und Lagerung der Schraubenfedern ist,
wie eingangs bereits erwähnt wurde, unter anderem auch auf Schutzabdeckungen aus
Kästen mit U-förmigem Querschnitt anwendbar, welche zum Einfahren der .Schutzabdeckung
ineinandergeschoben werden und zum Ausfahren der Schutzabdeckung auseinandergezogen
werden. Statt an den Reitern werden dann die freien Enden der Arme in F i g. 2,
5 und 7 bzw. die freien Enden der Federn 28, 29, 30, 31. in F i g. 4 an den sogenannten
Rückwänden der Kästen gelagert. Auch eine der F i g. 10 entsprechende Ausführung
ist bei Kästen denkbar.
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Bei Schutzabdeckungen mit Faltenbälgen wird in vielen Anwendungsfällen
die Einrichtung derart getroffen werden, daß die Schraubenfedern im eingefahrenen
Zustand der Schutzabdeckung entspannt sind. Bei Schutzabdeckungen aus Kästen U-förmigen
Querschnittes kann es zweckmäßig sein, die Anordnung so zu treffen, daß in der halb
ausgefahrenen Lage der Kästen die Schraubenfeder entspannt ist.