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Schutzwand zur Abschirmung eines Werkraumes gegen Metall-
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späne Die Erfindung betrifft eine Schutzwand zur Abschirmung eines
Werkraumes gegen Metallspäne, die im Verlauf einer spanabhebenden Bearbeitung eines
aus Stahl oder einem anderen Metall bestehenden Werkstückes anfallen und dabei mit
hoher Geschwindigkeit von der Werkzeugmaschine, z.B.
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einer Drehbank, weggeschleudert werden können, mit einer an einem
Gestell festlegbaren, aus einem flexiblen Kunststoffmaterial bestehenden Materialbahn.
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Schutzwände dieser Art sind allgemein bekannt. Zweck solcher Schutzwände
ist es in erster Linie, die in den übrigen Bereichen eines Werkraumes arbeitenden
Personen und Gegenstände gegen Späne zu schützen, die insbesondere im Zuge einer
spanabhebenden Bearbeitung großer Werkstücke mit großen Spantiefen entstehen und
vom Werkstück mit Geschwindigkeiten von bis zu 300 km/h weggeschleudert werden können.
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Die Vermeidung hieraus resultierender Gefahren ist unabdingbar.
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In üblicher Gestaltung solcher Schutzwände, die in der Art von Raumteilern
oder Stellwändern aufstellbar sind, haben diese Schutzwände ein Rahmengestell, an
dem, gleichsam als Wandfüllung, eine PVC-Folie, die eine relativ große Dicke von
2 - 4 mm hat, eingespannt ist. berartige Schutzwände sind mit zumindest den folgenden
Nachteilen behaftet: trotz ihrer großen Dicke halten die Kunststoff-Folien den auftreffenden
Spänen, die rotglühend sein können, nur verhältnismäßig kurze Zeit Stand und müssen
daher sehr oft ausgewechselt werden, was mit häufigen Reparaturarbeiten und hohen
Kosten verbunden ist. Werden statt dessen Blech-Schutzwände verwendet, so kann es
in nicht seltenen Fällen vorkommen, daß Späne an der Schutzwand "reflektiert" und
von dieser zurück in den Arbeitsbereich der Maschine geschleudert werden, was,zumindest
dann, wenn sie vom Werkzeug wieder erfaßt werden, zu Beschädigungen des Werkstückes
und/oder des Werkzeuges führen und damit einen erheblichen Schaden verursachen kann.
Nachteilig ist weiter, daß im Bereich der Maschine, die von Schutzwänden der bekannten
Art umstellt ist, ein erheblicher Wärmestau entstehen kann, der dazu führt, daß
das Arbeiten an der Maschine sehr beschwerlich ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schutzwand der eingangs genannten
Art zu schaffen,die, unbeschadet ihrer Schutzwirkung, wesentlich größere Standzeiten
hat und auch ein Arbeiten unter angenehmeren Bedingungen an der Werkzeugmaschine
ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil
des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.
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Hiernach ist vorgesehen, daß die Materialbahn, die die großflächige
Abschirmung bildet, als eine Gewebematte ausgebildet, die aus Kunststoff-beschichteten
Fasersträngen hoher Reißfestigkeit besteht, deren Faserstränge, senkrecht zur Mattenebene
gemessen, eine Dicke zwischen 0,25 und. 0,6 mm und eine in der Mattenebene gemessene
Breite zwischen 0,6 und 1,2 mm haben, und deren lichte Maschenfläche zwischen 20
% und 40 % der Mattenfläche beträgt, und daß die Gewebematte spannungsfrei an dem
Gestell hängend befestigt ist.
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Die erfindungsgemäße Schutzwand zeichnet sich durch eine überraschend
hohe Langzeit-Standfestigkeit der die Wandfläche bildenden Gewebematte aus, die,
wie Versuche ergeben haben, selbst dann, wenn sie längere Zeit einem Spånflug von
großen und schweren Spänen ausgesetzt ist, keine nennenswerten Beschädigungen zeigt.
Die erfindungsgemäße Schutzwand ist mindestens zehnmal länger benutzbar als eine
mit einer üblichen Kunststoff-Folie ausgerüstete Schutzwand bekannter Bauart. Von
besonderem Vorteil ist auch, daß praktisch keinerlei Reflexionen von Spänen in den
Arbeitsbereich der Maschine zurück auftreten, wohl aufgrund der Tatsache, daß die
ihrem Aufbau nach wesentlich leichtere Gewebematte der erfindungsgemäßen Schutzwand
etwas nachgiebiger ist als eine durchgehende Folie größerer Dicke und daher einen
großen Teil des Impulses der auf sie auftreffenden Späne aufnehmen kann, die daher
nach einem Aufprall auf die Wand im wesentlichen senkrecht nach unten abfallen.
Da die erfindungsgemäße Schutzwand aufgrund der
relativ großen Maschenweiten
des Gewebes luftdurchlässig ist, tritt auch eine bessere Belüftung des Arbeitsraumes
um die Maschine ein, mit der Folge, daß in der unmittelbaren Umgebung der Maschine
kein nennenswerter Wärmestau auftreten kann, der das Arbeiten an der Maschine beschwerlich
machen könnte. Es kommt hinzu, daß die erfindungsgemäße Schutzwand deutlich billiger
hergestellt werden kann als eine konventionelle, da der Materialeinsatz für die
Gewebematten wesentlich geringer ist als der für die Herstellung dicker, durchgehender
Kunststoff-Folien erforderliche Materialbedarf.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 2, ggf. in Verbindung mit denjenigen
des Anspruchs 3, ist eine Gestaltung der erfindungsgemäßen Schutzwand angegeben,
die sich, wie zur Erprobung der Schutzwand durchgeführte Versuche ergeben haben,
als besonders vorteilhaft, sowohl hinsichtlich der Langzeitstandfestigkeit als auch
hinsichtlich der Funktionssicherheit der Schutzwand, erwiesen haben.
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Durch die Merkmale der Ansprüche 4-7 sind für die einfache Gestaltung
des Schutzwandgestells, seine Anpassung an den Grundriß des abzuschirmenden Raumes,
die einfache Montage zu einer für sich standfesten Wandanordnung sowie für die spannungsfreie
Aufhängung der Gewebematte(n) günstige Gestaltungen dieser Elemente angegeben, deren
Einzelheiten in der nachfolgenden Beschreibung eines speziellen Ausführungsbeispieles
anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine
erfindungsgemäße Schutzwand mit einer die Wandfläche bildenden Gewebematte, in vereinfachter,
schematischer, teilweise abgebrochener Ansichtsdarstellung und Fig. 2 Einzelheiten
des Aufbaues und der Bindung einer im Rahmen der Schutzwand gemäß Fig.1 einsetzbaren
Gewebematte.
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In der Fig.1, auf deren Einzelheiten ausdrücklich verwiesen sei, ist
durch ein insgesamt mit 10 bezeichnetes Wandelement eine erfindungsgemäße Schutzwand
repräsentiert, die mehrere solcher Wandelemente umfassen kann, die ggf. rechtwinklig
oder unter anderen Winkeln aneinander anschließend miteinander verbunden sind.
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Das Wandelement 10 besteht aus einem im wesentlich U-förmigen, für
sich standfähigen, insgesamt mit 11 bezeichneten Rahmen und einer kunststoffbeschichteten,
Kunstfaser-Gewebematte 12, die, abgesehen von aus ihrem Eigengewicht resultierenden,
inneren, vertikal gerichteten Zugspannungen, weitestgehend spannungsfrei hängend
an dem Rahmen 11 lösbar befestigt ist.
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Der Rahmen 11 des Wandelementes 10 umfaßt zwei vertikale Stützen 13
und 14, einen Querträger 16, über den die oberen Enden der Stützen 13 und 14 miteinander
verbunden sind und rechtwinklig von den unteren Enden der Stützen 13 und 14 abstehende
Standfüße 17 und 18, die beim dargestellten, speziellen Ausführungsbeispiel beide
rechtwinklig zu der durch die gemeinsamen Mittelebenen der Stützen 13 und 14 und
des Querträgers 16 bzw. der Gewebematte 12 markierten Wandebene senkrecht verlaufen.
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Die Stützen 13 und 14, der Querträger 16 und die Standfüße 17 und
18 bestehen aus Stahl- oder Aluminium-Hohlprofizen, die einen quadratischen Profilquerschnitt
haben. In typischer Gestaltung haben diese Hohlprofile einen Außendurchmesser D
von 24 mm und einen lichten Innendurchmesser d von 20 mm. Die Standfüße 17 und 18
bestehen aus je zwei Profilelementen 17' und 17'' bzw. 18' und 18'', die jeweils
über T-Verbindungsstücke 19 bzw. 21 mit den Stützen-Profilen 13 bzw. 14 lösbar fest
verbunden sind. Diese T-Verbindungsstücke 19 und 21 haben einen zentralen, würfelformigen
Block 22, dessen Kantenlänge dem Außendurchmesser D der Rahmenprofile entspricht
und von diesem zentralen Block 22 rechtwinklig abstehende, ca. 4 bis 6 cm lange
Steckzapfen 23, 24 und 26, deren Querschnitt dem lichten Innenquerschnitt der miteinander
zu verbindenden Profile 13, 17' und 17'' bzw. 14, 18' und 18'' entspricht, die formschlüssig
an die T-Verbindungsstücke 19 bzw. 21 ansteckbar sind, wobei die Soll-Lage der miteinander
zu verbindenden Profile durch die Anlage ihrer Endstirnflächen an den die Zapfen
23 und 24 bzw. 26 an deren Basis umgebenden Falzfläche 27 des zentralen würfelförmigen
Blockes 22 der T-Verbindungsstücke 19 bzw. 21 markiert ist.
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In den Soll-Lagen dieser Rahmenelemente schließen die freien Würfelflächen
der Verbindungsstücke 19 und 21 jeweils bündig an die Profil-Außenflächen der Fuß-
und Stützprofile an.
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Das Querträger-Profil 16 ist mittels analog ausgebildeter Verbindungsstücke
19' bzw. 28 mit den vertikalen Stütz-Profilen 13 und 14 verbunden. Beim dargestellten,
speziellen Ausführungsbeispiel ist das die gemäß Fig.1 linke Stütze 13
mit
dem Querträger 16 koppelnde Verbindungsstück 19' ebenfalls als T-Verbindungsstück
ausgebildet, dessen gemäß Fig. 1 linker Steckzapfen 23' zur Verbindung mit nicht
dargestellten Querträger eines das Wandelement 10 in dessen Längsrichtung fortsetzenden,
weiteren Wandelementes ausgenutzt werden kann. Das Verbindungsstück 25, mittels
dessen der Querträger 16 an die gemäß Fig. 1 rechte Stütze 14 angeschlossen ist,
hat ebenfalls drei Steckzapfen 28, 29 und 31, die hier paarweise rechtwinklig zueinander
verlaufend angeordnet sind, wobei die beiden gestrichelt angedeuteten Zapfen 28
und 29 zur Verbindung des Querträger-Profils 16 mit dem rechten Stützenprofil 14
ausgenutzt sind und der rechtwinklig zu diesen beiden Zapfen 28 und 29 verlaufende,
freie Zapfen 31 zum Anschluß eines weiteren Wandelements ausnutzbar ist, das rechtwinklig
zur Ebene des komplett dargestellten Wandelements 11 verläuft. In jedem der Steckzapfen
der T- oder Dreibein-förmigen Verbindungsstücke 19, 21, 19' oder 25 ist, wie am
besten anhand des T-Stückes 19' erkennbar, eine Inbus-Schraube 32 schraubbar geführt,
deren Kopf in der für das Aufstecken des jeweiligen Rahmenprofils geeigneten Grundstellung
vollständig in dem jeweiligen Zapfen versenkt ist. Dieser Kopf ist - in der Soll-lage
des an dem jeweiligen Verbindungsstück zu fixierenden Rahmen-Profil-Elements durch
eine Öffnung 33 zugänglich, deren Durchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser
des Kopfes 34 der Inbus-Schraube 32, jedoch so groß, daß die Inbus-Schraube mit
dem passenden Inbus-Schlüssel gedreht werden kann. Durch Herausdrehen der Inbus-Schraube
kann diese in abstützende Anlage ihres Kopfes 34 mit dem Rand der Profilöffnung
33 gebracht werden,
wodurch eine hinreichende reibungsschlüssige
Fixierung der Stützen-Querträger- und Standfuß-Profilelemente an den jeweiligen
Verbindungsstücken 19, 21 und 19' bzw. 28 erzielbar ist, die auch ohne Mühe wieder
lösbar ist. Es versteht stich, daß z.B. zur Fixierung einer endständigen Stütze
eines Wandelementes mit dem jeweiligen Querträger auch ein als Winkelstück mit nur
zwei rechtwinklig zueinander verlaufenden Steckzapfen ausgebildetes Verbindungsstück
vorgesehen sein kann.
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In einer typischen Dimensionierung hat das in der Fig. 1 dargestellte
Wandelement 10 eine vom Boden aus gemessene Höhe H von 2 - 2,5 m und eine zwischen
den zentralen Längsachsen 36 und 37 der Stützen-Profile 13 und 14 gemessene horizontale
Breite B von 2 - 3 m.
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Die gleichsam eine Füllung des Wandelementes 10 bildende, engmaschige
Gewebematte 12 hat an ihrem oberen, in Gebrauchslage horizontalen Längsrand einen
Hohlsaum 38, durch den der Querträger 16, an dem die Gewebematte 12 in ihrer Gebrauchslage
hängt, vor seiner Fixierung an den Stützen 13 und 14 hindurchgesteckt wird.
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Anstelle eines Hohlsaumes 38 kann, wie im linken Teil der Fig. 1 angedeutet,
auch lediglich ein um den Querträger 16 herumlegbarer Randstreifen 38' vorgesehen
sein, dessen in Gebrauchslage unterer, freier Randbereich 38'' mittels schematisch
angedeuteter Druckknopf-Verbindungen 39 in der dargestellten Weise an dem unmittelbar
unterhalb des Querträgers 16 angeordneten Bereich der Gewebematte 12 lösbar fixierbar
ist. Bei einer derartigen Gestaltung des oberen Randes der Gewebematte 12 kann diese
auch erst nach Fertigstellung des Wandelement-Rahmens 11 an diesem aufgehängt werden.
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Zur Fixierung der Gewebematte 12 an den Stützen 13 und 14 sind Schlaufen
41 bzw. 42 vorgesehen, welche durch Ösen 43 hindurchtreten, die in der aus der Fig.
1 ersichtlichen Anordnung innerhalb verstärkter Randstreifen 44 oder Rand naher
Streifen 46 angeordnet sind, die durch Zurückklappen eines Randbereiches der Gewebematte
12 und Verkieben bzw.
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Verschweißen desselben mit der Gewebematte 12 auf einer Breite von
ca. 5 - 10 cm erzielt sind.
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Der im linken Teil der Fig. 1 gezeigte, Rand-nahe verstarke Streifen
46 ist nur auf einem Teil seiner Breite mit der Matte 12 fest verbunden, d.h. lediglich
innerhalb der durch die gestrichelt eingezeichneten Linien 47 und 48 begrenzten
streifenförmigen Fläche, so daß außerhalb der Begrenzungslinie 47 ein weiterer Hohlsaum
49 vorhanden ist, der sich, wenn die Matte 12 mit den Schlaufen 41 in der dargestellten
Position an der linken Rahmenstütze 13 gehalten ist, etwas aufwölbt und sich dabei
mit einem Teil seines Mantels satt und flächig an die innere Längsfläche 51 des
Stützenprofils 13 anlegt, so daß zwischen dieser und dem durch den Hohl saum 49
und dem verstärkten Streifenbereich 46 gebildeten Randbereich der Matte 12 keinerlei
Spalt mehr verbleibt, durch den Späne hindurchfliegen könnten.
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Bei der im rechten Teil der Fig. 1 dargestellten Gestaltung der Gewebematte
12 ist deren verstärkter Randbereich 44 so breit, daß dessen freier Randabschnitt
44' in der Gebrauchslage der Gewebematte 12 an der einen, parallel zur Rahmenebene
verlaufenden Längsfläche 52 des Stützenprofils 14 anliegt, an der die Matte 12 mittels
der
Halteschlaufen 42 befestigt ist, wodurch wiederum vermieden
wird, daß zwischen der Matte 12 und der Stütze 14 ein Spalt verbleiben könnte, durch
den Späne hindurchfliegen könnten.
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Es versteht sich, daß der freie Randstreifen 441 jeweils an derjenigen
Seite eines Stützenprofils 14 angelegt wird, die der abzuschirmenden Maschine zugewandt
ist.
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Ein gleichsam spaltfreier Anschluß der Gewebematte an vertikale Stützenprofile
des Rahmens 11 kann auch dadurch erzielt werden, daß die Stützenprofile, wie in
Verbindung mit der linken Rahmenstütze 13 angedeutet, mit einem in der Wandebene
verlaufenden, in die Rahmenöffnung hineinragenden Profilschenkel 53 versehen sind,
an den sich der dieser Stütze jeweils zugewandte freie vertikale Rand der Matte
anlegt.
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Die Anordnung der Ösen 43 und die Dimensionierung der Schlaufen 41
und 42 sind jeweils so gewählt, daß die Gewebematte in ihrer Gebrauchslage im wesentlichen
spannungsfrei hängt, d.h. keine, zumindest keine nennenswerten Spannungen in horizontaler
Richtung vorhanden sind, die ein Zurückprallen von Spänen begünstigen könnten.
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Wenn die Matte 12 sich mit einer freien Längsfläche 52 eines Stützenprofils
14 überlappend an diesem fixiert wird, so können Schlaufen 42 benutzt werden, die
eine vorgegebene Länge haben und z.B. mittels eines Karabinerverschlusses schließbar
sind. In Fällen, in denen die Matte 12 sich mit einem Hohlsaum 49 an eine Innenfläche
51 eines Stützenprofils anlegend an diesem fixiert wird, ist es zweckmäßig, wenn
die Längen der Schlaufen 41, wie in der Fig. 1 schematisch angedeutet, einstellbar
sind.
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Weiter versteht es sich, daß die Matte 12 auch mit Hilfe den Schlaufen
41 oder 42 entsprechender Befestigungsmittel am Querträger 16 des Rahmens 11 angehängt
sein kann. Es ist dann auch möglich, die Matte mit leicht wellenförmigem Verlauf
aufzuhängen, wodurch in horizontaler Richten? wirkende Spannungen in der Matte 12
weitestgehend vermieden werden können.
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Die gleichsam die Wandfüllung bildende Gewebematte 12 ist mit der
aus der Fig. 2, auf deren Einzelheiten nunmehr Bezug genommen sei, im einzelnen
ersichtlichen Leinenbindung hergestellt, wobei jeweils zwei Schußfäden 54 bzw. Kettfäden
55 unmittelbar nebeneinander verlaufend angeordnet sind; die lichte Maschenweite
w ist im wesentlichen durch den seitlichen lichten Abstand je zweier Schuß- bzw.
Kett-Fadenpaare bestimmt, der in Richtung der Schußfäden 54 und der Kettfäden 55
gesehen, jeweils derselbe ist. Die einzelnen Fäden 54 und 55 des Gewebes 11 bestehen
aus ver-' zwirnten Polyesterfasern und haben einen Faserdurchmesser von ca. 0,4
mm. Das in dieser Bindung gewobene Grundgewebe wird in einem Tauchverfahren mit
einer Kunststoff-Beschichtung 56 aus weichem Polyvinylchlorid ausgerüstet, die das
aus den Schuß- und den Kettfäden 54 und 55 bestehende Grundgewebe vollständig einhüllt.
Überschüssiges PVC, das die lichten Maschenöffnungen verschließen würde, wird im
Anschluß an die Tauch-Beschichtung abgerakelt.
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Im Ergebnis entsteht ein gleichsam aus Schuß- und Kettbändern 57 und
58, die jeweils zwei Schuß- bzw. Kettfäden 54 bzw. 55 und deren Kunststoff-Umhüllungen
56 umfassen, in einfacher Leinenbindung aufgebautes Gewebes, dessen Schuß- und Kettbänder
57 und 58 an den Kreuzungsstellen 59 durch die Kunststoff-Beschichtung 56 unverrückbar
aneinander
haften. In bevorzugter Gestaltung des Gewebes 11 ist
die lichte Maschenweite w gleich der Breite der Schuß- bzw.
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Kettbänder 57 bzw. 58 gewählt und beträgt zwischen 0,8 und 1,5 mm,
vorzugsweise etwa 1,3 bis 1,4 mm. Die senkrecht zur Mattenfläche gemessene Dicke
der Schuß- und Kettfadenbänder 57 und 58 beträgt zwischen 0,25 und 0,6 mm.
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Die erfindungsgemäße Schutzwand 10 ist, dank der feinmaschigen Gewebestruktur
und der relativ großen Maschenweiten sehr gut durchsichtig, im Unterschied zu bekannten
Schutzwänden mit dicken Kunststoff-Folien, die in der Regel milchig-trüb sind.
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Eine erfindungsgemäße Schutzwand 10 mit entsprechend den vorgenannten
Auslegungs-Grenzen ausgelegten Gewebematten 12 bietet einen wirkungsvollen Schutz
gegen Spanf lug, kann auf einfache Weise an beliebige Grundriß formen eines abzuschirmenden
Raumes angepaßt werden und ist preisgünstig herstellbar.
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Anstelle von Polyester-Faser-Geweben kann als Grundmatte auch eine
Glasfaser-Gewebematte entsprechender Auslegung verwendet werden.