DE4117421A1 - Rotating inspection window for machine tool - has turbine type blades around circumference of window which are driven by forced air, or similar jets - Google Patents

Abstract

The inspection window consists of a circular sheet of transparent material (1) on whose, circumference a bearing race (2) is fixed. The other part of the bearing is mounted on a machine guard (3). Rotation is facilitated by an air (or similar) jet forced against a set of blades (6) which are attached to the window assembly. The blades can be formed as turbine scoops. USE/ADVANTAGE - Inspection window for a machine tool which rotates at high speed to remove coolant, etc. by centrifugal force. The window is compact, easily mounted and can be simply retrofitted to guards on a machine.

Description

Die Erfindung betrifft eine rotierende Klarsichtscheibe an der Trennwand einer Werkzeugmaschine.The invention relates to a rotating transparent window on the Partition of a machine tool.

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.When machining a workpiece in one during the processing time completely through partitions shielded machine tool is the visual inspection of the Machining process, as is well known, through cooling lubricants that are on the control disc intended for monitoring knock down, severely disabled. A well known measure from which Control disc to remove this precipitate on an ongoing basis View into the machining area of the machine tool ensure is in front of or in the control disc to put another disc that rotates at high speed. The precipitation falling on this rotating disc driven to the edge of the disc due to high centrifugal forces and sprays back into the machining area from there.

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. Electric motors are used as rotary drives for such transparent windows used. The transparent panels are coaxial on the Motor shaft mounted. The double function of the electric motor, namely That is what drives and supports the transparent window Problem with it that due to unbalance moments to a heavy load on the bearing of the motor shaft. Next the known rotary actuators have this mechanical problem for Transparent windows have the disadvantage that for their secure attachment an additional bracket for the partitions of the machine tool is required.  

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.For a secure attachment and space-saving arrangement of the In addition, it is usually necessary to open the motor Cut the partition to the machine room. Due to the the aforementioned circumstances will be retrofitted with machine tools rotating transparent panels difficult. Furthermore, the view hindered by the centrally located motor.

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.The object of the invention is now one with high Speed-rotating, easy-to-install transparent window create space-saving and also retrospectively on the partition a machine tool can be attached and the one large clear view area guaranteed.

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.This object is achieved in that the Transparent pane of a drive engaging on its circumference is driven. With such an arrangement, this is used to turn the The required torque is not directly on the transparent screen Applied to the axis of the transparent screen, but by a force which attacks on the circumference of the circular transparent window. These Kraft has a large lever arm that is equal is the radius of the transparent screen, so that only small forces to Rotation of the disc are required to produce a large torque to create. So it is possible instead of expensive electric motors With high torque cheaper, smaller fast-rotating To use motors, for example, a belt or Friction gears are connected to the transparent window.

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. In addition, the clear window can be on a central axis are stored, the dimensions of which are determined only by the unbalance moments of the rotating clear glass itself are determined. In this way the field of view can be increased considerably because now the view in the machining area of the machine tool no longer through that Motor housing is hindered.  

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.In addition, the rotary drive can be switched by interposing gears be moved out of the area of the cramped installation space. So is it is no longer necessary to attach the rotating To provide transparent brackets or the Cut open partitions of the machine tool.

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.Particularly high speeds of the transparent window can be generate if the transparent screen by a tangential their Volume flowing fluid, in particular air is driven. The with high kinetic energy the circumference of the transparent window incoming fluid exerts a strong impulse on the transparent window and rotates them until they finally become one approximately the same as the velocity of the incoming fluid Has peripheral speed. By using one Jet drive it is possible to do what is required for the drive Reduce construction volume to a minimum, because for the drive only one nozzle attachment and one connected to a pressure hose Nozzle is needed. In addition, friction losses are minimized.

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.Because a compressor is usually used in modern machine tools Generation of compressed air is present, it is special advantageous if the transparent screen is driven by compressed air he follows.

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.The efficiency of the jet drive can still be reduced improve that the transparent panel on its circumference baffles has, on which the inflowing fluid strikes. The Fluid jet be aligned so that it is perpendicular to the Impact surface. This way is a particularly good one Power transmission guaranteed.

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.It is particularly advantageous if the transparent panel is on your Circumferential blades in the manner of turbine blades having. In this way, a maximum efficiency of Jet drive can be achieved. So are extremely high speeds Transparent window possible. These high speeds result in  that the precipitate forming on the transparent window exposed to particularly high centrifugal forces and therefore particularly is hurled quickly from the clear glass. On this way is a clear, undisturbed view of the edited Workpiece and the tools in the machining area of the Machine tool even under very unfavorable operating conditions Guaranteed at all times.

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.A particularly large free field of view results when the Clear glass is carried by the outer ring of a rolling bearing. By using a roller bearing as a bearing for the It is possible to see the central storage of the transparent screen Discard disc. This way the size of the free one Field of vision only from the inside diameter of the rolling bearing dependent. It is therefore particularly advantageous if the outer ring of the Rolling bearing has the same diameter as that Clear glass. The outer wall of the outer ring can also be used as additional area for the attachment of particularly wide ones Baffles or blades are used. This allows the for the precise alignment of the fluid jet required assembly time be shortened. It also ensures that the entire fluid flow strikes the impact surfaces.

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.The assembly can be further simplified in that the Inner ring of the roller bearing means for fastening the roller bearing the partition has. The attachment of the inner ring of the Rolling bearing can be cohesive, for example by gluing respectively. A particularly secure attachment of the Transparent bearing bearing results when the Inner ring of the rolling bearing non-positively, for example by a Screw connection, on the partition of the machine tool is attached.

Im folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen: In the following, the invention is intended to be based on exemplary embodiments showing drawings are explained in more detail. Show it:  

Fig. 1 eine frontale Ansicht einer von einem Preßluftstrahl getriebenen rotierenden Klarsichtscheibe; Fig. 1 is a frontal view of a jet of compressed air driven by a rotating transparent disc;

Fig. 2 einen axialen Schnitt durch die Anordnung nach Fig. 1. Fig. 2 is an axial section through the arrangement of 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.The transparent panel 1 is attached to the outer ring 2 a of a rolling bearing 2 , here a ball bearing. The outer ring 2 a of the ball bearing 2 runs on rollers 2 b, which are held by a ball bearing cage 2 c. The inner ring 2 d of the ball bearing 2 is fastened to a partition 3 of a machine tool by means of screws 4 . Between the partition 3 and the inner ring 2 d of the ball bearing 2 , a seal 5 is inserted. On the outer wall of the outer ring 2 a of the ball bearing 2 baffles 6 are attached, which have the shape of turbine blades.

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.A nozzle 9 is attached to the partition 3 by means of a nozzle holder 8 offset from the transparent pane 1 . The distance (lever arm) of its longitudinal axis 9 a, which extends tangentially to the circumference of the transparent pane, from the center M of the transparent pane is equal to the radius R of the transparent pane 1 . The nozzle 9 is connected via a pressure hose 10 to an air-promoting compressor, not shown.

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. Compressed air flows in a flow parallel to the longitudinal axis 9 a at high speed out of the nozzle opening 9 a of the nozzle 9 and strikes the impact surfaces 6 . Part of the kinetic energy of the compressed air volume flow is transferred to the transparent pane 1 and the transparent pane 1 is rotated until its speed finally reaches almost 2500 rpm. is.

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.Precipitation of cooling lubricant on the transparent pane 1 is exposed to large centrifugal forces due to the high speeds of the transparent pane 1 , by which it is driven from the center of the transparent pane 1 to the edge thereof. The precipitate is sprayed back into the machining area of the machine tool from the edge of the transparent pane 1 , the point at which the greatest centrifugal forces prevail. The seal 5 prevents the splashing of splashing cooling lubricant splashing on the partition 3 and wetting it.

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. To retrofit the rotating transparent window according to the invention on an existing viewing opening of a machine tool, it is only necessary to introduce a small number of fastening holes for fastening the inner ring 2 d of the ball bearing 2 and the nozzle holder 8 into the partition of the machine tool. Since both the nozzle holder 8 and the ball bearing 2 and the transparent pane 1 have only a very small thickness d, the transparent pane can still be attached even if only very limited installation space is available.

BezugszeichenlisteReference symbol list

 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) 1 transparent screen
2 ball bearings
2 a outer ring (of the ball bearing 2 )
2 b balls (of the ball bearing 2 )
2 c ball cage (of ball bearing 2 )
2 d inner ring (of ball bearing 2 )
3 partition (the WZM)
4 (fastening) screws
5 seal
6 baffle
8 nozzle holders
9 nozzle
9 a Longitudinal axis of the nozzle
9 b nozzle opening
10 pressure hose
M center (of the clear window 1 )
R radius (of the clear window 1 )
W horizontal (through 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.1. Rotating transparent window, which is attached to the partition ( 3 ) of a machine tool, characterized in that it is driven by a drive acting on its circumference. 2. Rotierende Klarsichtscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch ein tangential ihren Umfang anströmendes Fluid, insbesondere Luft, angetrieben ist.2. Rotating transparent window according to claim 1, characterized in that it is characterized by a fluid flowing tangentially to its circumference, in particular air, is driven. 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.3. Rotating transparent window according to one of claims 1 or 2, characterized in that it has baffles ( 6 ) on its circumference, on which the inflowing fluid strikes. 4. Rotierende Klarsichtscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prall­ flächen (6) Schaufeln nach Art von Turbinenschaufeln sind. 4. Rotating transparent window according to claim 3, characterized in that the impact surfaces ( 6 ) are blades in the manner of turbine blades. 5. Rotierende Klarsichtscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie von dem Außenring (2a) eines Wälzlagers (2) getragen ist.5. Rotating transparent window according to one of the preceding claims, characterized in that it is carried by the outer ring ( 2 a) of a roller bearing ( 2 ). 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.6. Rotating transparent window according to one of the preceding claims, characterized in that the inner ring ( 2 d) of the roller bearing has means for fastening the transparent window ( 1 ) on the partition ( 3 ).