トップ :: B 処理操作 運輸 :: B23 工作機械;他に分類されない金属加工

【発明の名称】 吸引フードを有する工作機械
【発明者】 【氏名】マルクス・ヨハネス・エルネスト・ベイェラー

【氏名】アンドレアス・キッセルバハ

【氏名】ユルゲン・グラエフ

【要約】 【課題】軽量のチップおよび粉塵も吸引することができるように、工作機械を改善すること。

【構成】回転方向Dに回転し、切削加工するためのツール3と、部分的に開いている周囲壁4を有し、ツール3を覆う吸引フード1とを具備し、周囲壁は、ツール3に対して径方向の間隔Aを有し、チップを吸引するための吸引ノズル2を有してなる工作機械、特に、木材加工機械において、吸引フード1での切削加工中に、吸引ノズル2の区域で、ツール3の回転方向Dと逆方向に回転する空気渦5が発生可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転方向(D)に回転し、切削加工するためのツール(3)と、部分的に開いている周囲壁(4)を有し、前記ツール(3)を覆う吸引フード(1)とを具備し、前記周囲壁は、前記ツール(3)に対して径方向の間隔(A)を有し、チップを吸引するための吸引ノズル(2)を有してなる工作機械、特に、木材加工機械において、
前記吸引フード(1)での切削加工中に、前記吸引ノズル(2)の区域で、前記ツール(3)の前記回転方向(D)と逆方向に回転する空気渦(5)を発生させるようになっていることを特徴とする工作機械。
【請求項2】
前記空気渦(5)は、前記ツール(3)の前記回転方向(D)に関して前記吸引ノズル(2)の直ぐ後方の区域で発生可能であることを特徴とする請求項1に記載の工作機械。
【請求項3】
前記吸引ノズル(2)の前記区域でまたはこの吸引ノズルの直ぐ後方で前記空気渦(5)を発生させるために、前記吸引フード(1)の前記周囲壁(4)は、前記ツール(3)の半径(R)よりも小さい少なくとも1つの曲率半径(r)を有することを特徴とする請求項2に記載の工作機械。
【請求項4】
前記周囲壁(4)は、曲率が、円弧状である部分を有していることを特徴とする請求項3に記載の工作機械。
【請求項5】
前記周囲壁(4)の部分の前記曲率は、90ないし270°の範囲であることを特徴とする請求項4に記載の工作機械。
【請求項6】
前記周囲壁(4)の前記部分の曲率は、<90°の角度で延びていることを特徴とする請求項4に記載の工作機械。
【請求項7】
前記周囲壁(4)と前記ツール(3)との径方向の間隔(A)が、前記ツール(3)回転方向(D)で、前記吸引フード(1)の方へ少なくとも一定であり、あるいは、好ましくは拡大することを特徴とする請求項3に記載の工作機械。
【請求項8】
前記周囲壁(4)は、部分的に、小穴のあいた構造体(6)、特に、格子構造体または穴あき構造体を有することを特徴とする請求項3,5または7に記載の工作機械。
【請求項9】
前記小穴のあいた構造体(6)は、前記ツール(3)の前記回転方向(D)に関して前記吸引ノズル(2)の後方に位置している区域に設けられていることを特徴とする請求項8に記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、回転方向Dに回転し、切削加工するためのツールと、部分的に開いている周囲壁を有し、ツールを覆う吸引フードとを具備する工作機械、特に、木材加工機械に関する。周囲壁は、ツールとの径方向の間隔Aを有し、チップを吸引するための吸引ノズルを有する。
【背景技術】
【0002】
複数の吸引フードの複数の知られた実施の形態では、吸引フード内での流れ状況が空転と加工という状態の間で非常に著しく変化する。加工中に、吸引フードの開口部が、主としてワークピースによって閉じられており、この開口部を介して、ツールがワークピースと相互作用する。このことの結果として、空気が吸引フードに十分に続けて流れず、吸引フード内での流れが止まる。制御されない乱流が生じる。
【0003】
通常は、これらの吸引フードは、チップの入口区域に、真直ぐな吸引フード壁を有する。吸引フード壁はツールの周面に対し切線方向に延びている。それ故に、ツールとの間隔は、まず回転方向に狭くなり、次に、再度拡大する。このことによって、最も狭い横断面区域の手前で、動圧が生じる。この動圧に抗して、チップを搬送しなければならない。
【0004】
特に、軽量のチップおよび粉塵は、僅かな運動エネルギしか有しないので、空気流と共に吸引フード内で導かれかつ搬送されねばならないのに、十分に捕捉されない。一方では、チップおよび粉塵は、まず吸引フードに達せず、あるいは、ツールによって吸引フードの中で回転し、再度出て行く。チップ用の出口開口部の後方の区域では、不定の流れ状況が支配的である。何故ならば、ここでは、流れが、吸引空気およびツールの自己換気によって、多かれ少なかれ相殺されるからである。特に、この問題が、MDF(中密度繊維板)、硬質気泡プラスチック、石膏またはセメントで結合された材料を加工する最中に生じるのは、チップの場合に、粉塵の形態の成分が大半を占め、あるいは、チップが僅かな嵩を有する場合である。
【0005】
特許文献1からは、少なくとも1つの切刃を有し、切削加工するためのツールと、部分的に開いている周囲壁を有し、ツールを覆う吸引フードと、チップを吸引するための吸引ノズルとを具備する工作機械、特に木材加工機械が公知である。この工作機械では、吸引フードの周囲壁は、ツールの少なくとも1つの切刃の回転面の区域に、錐形にまたは球形に湾曲して形成されており、吸引ノズルは最大の直径の区域に設けられている。
【0006】
僅かな運動エネルギしか有しない、軽量のチップおよび粉塵の場合には、チップおよび粉塵が不十分にしか捕捉されず、吸引フードには全然達せず、またはツールの回転後に、再度吸引フードから出ていく可能性がある。チップのための出口開口部の、回転方向で後方の、その区域が問題である。何故ならば、ここでは、ツールの複数の切刃の運動方向が、吸引方向と逆方向に延びており、2つの流れがいわば相殺されるからである。出口開口部の傍を飛んでいった粒子は、最早吸引されることができず、加工用開口部の際では、吸引フードから再度出て行く。軽量のチップおよび粉塵の場合には、チップの、第2の、軸方向にずれた循環のための内壁の錐形を備えても役立たない。何故ならば、チップのこの循環のためには、粒子の所定の運動エネルギが必要だからである。
【特許文献1】DE 100 49 500 A1
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
この課題の提示を前提として、軽量のチップおよび粉塵も吸引することができるように、工作機械を改善することが、本発明の課題である。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するために、前提部分の記載の工作機械は、吸引フードでの切削加工中に、吸引ノズルの区域で、ツールの回転方向Dと逆方向に回転する空気渦が発生可能であり、すなわち、空気渦を発生させる元である手段が前記区域に設けられていることを特徴とする。
【0009】
かくして、一種の遮断空気が吸引フードに発生される。それ故に、この区域を介して、ほとんどチップおよび粉塵粒子が最早吸引フードから出て外へ達することがない。この遮断作用を得ることができるように、吸引ノズルの区域で、ツールのおよび空気渦の回転方向の複数の方向ベクトルが逆でなければならない。かくして、逆方向に向いた回転する複数の空気渦が発生される。これらの空気渦は、ツールのチップスペースにまだ残っている粒子を、これらのチップスペースから排出し、吸引ノズルに粒子を供給する。吸引ノズルの区域は、ツールの回転方向Dに関して吸引ノズルの直ぐ後方に位置している、周囲壁の部分のみならず、吸引ノズルが設けられている、周囲壁の部分をも意味する。この区域で、ツールの回転方向Dと逆方向に向いた空気渦が発生可能であることは、重要である。
【0010】
吸引ノズルの後方の区域で、外から、周面が開いている吸引フードへ達する静止のチップが、ツールの自己換気と逆方向に吸引フードへ引っ張られることが明らかになった。吸引フードの内部に発生されかつツールの回転方向Dと逆方向に回転する空気渦によって、一種のインゼクタ作用が引き起こされる。このインゼクタ作用は、ツールの回転方向と逆方向でチップの輸送を可能にし、あるいは、空気を、外から吸引フードへ、ツールの回転方向と逆方向に吸い込む。この空気は、一種の遮断空気として、チップをツールのチップスペースから排出することができ、チップを吸引ノズルに供給する。
【0011】
空気渦を発生させるために、吸引フードの周囲壁が、ツールの半径Rよりも小さい曲率半径rで、湾曲されていることは好都合である。かくして、十分な遮断作用を有する空気渦を発生することができる。吸引フード壁(周囲壁)における曲率が円弧状であってもよく、90°ないし270°の範囲に亘って延びていることは好ましい。かくて、十分な空気渦が発生されることを保証することができる。十分な空気渦を発生させるためには、<90°の曲率で十分であることが明らかになった。吸引フード壁の曲率は、特に、90°よりも大きいか180°よりも大きい範囲で延びていることができる。
【0012】
チップと、粉塵と、カバーフードの周囲壁との間に動圧が生じることがないように、周囲壁とツールとの径方向の間隔Aが、ツールの回転方向Dで吸引ノズルへ向けて狭くならないことが提案されている。径方向の間隔が同じままであるか、拡大することが提案されている。かくして、軽いチップが既に吸引フードの入口開口部で再度出て来ることを阻止することもできる。ツールは、完全に、吸引フード内に設けられており、あるいは、少なくとも部分的に吸引フードから出ることが可能である。
【0013】
このデザインがスペース上の理由から不可能であるときは、吸引フードの他の実施の形態が、吸引フード壁がチップの入口区域でまず部分的にツールに対し等間隔に延びており、次に、ツールとの径方向の間隔が出口開口部まで拡大する。
【0014】
本発明に係わる工作機械は、いわば、上向きGGLおよび下向きGLLの加工に適切である。できる限りすべてのチップおよび粉塵が吸引フードの中に達するように、吸引フードの周囲壁が、前進方向における加工中に、ワークピースを部分的に囲繞することは好都合である。
【0015】
この場合、吸引フードの出口開口部の形状が、ワークピースの構造体の輪郭に対応していることは特に好都合である。出口開口部の形状は、上向きの加工中には、未加工のワークピースの輪郭であり、下向きの加工中には、加工後の完成した輪郭である。
【0016】
ワークピースが通る作業開口部が、加工中に十分に閉じられていても、空気が常に十分に吸引フードに続けて流れることができ、空気渦が維持されることができるように、吸引フードの空気渦の区域の、ツールの回転方向Dに後方で、保護格子または通気可能な穴あきプレートが設けられていることは好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下、図面を参照して本発明の複数の実施の形態を詳述する。図8は、従来の技術に基づく、吸引フード1を有する工作機械を示す。ツール3から吸引フード1の周囲壁4への径方向の間隔A、A´は、ツール3の入口点Pから、ツール3の回転方向Dにますます狭くなる。それ故に、吸引されたチップまたは粉塵に対して、間隔A´の区域で動圧が発生する。この動圧は、すべてのチップが吸引フード1へ吸引されて、吸引ノズル2へ運び出されることを阻止する。P’は、出口点を示す。
【0018】
チップの一部は、動圧の故に、再度、吸引フード1から運び出される。
【0019】
図9は、従来の技術に基づいており、吸引フード1を具備する他の工作機械を示す。この吸引フードは、周囲壁4および吸引ノズル2を有し、吸引フードの中で、ツール3が回転方向Dに回転される。ワークピース7は、ツール3によって上向きGGLまたは下向きGLLに切削加工される。ワークピース7が吸引フード1の給気区域を著しく縮小することによって、流速が吸引フード1の内部で著しく低下される。それ故に、乱流がチップの入口区域で著しく増大され、チップが吸引フード1から再度出て、ワークピース7の表面に付着することがある。
【0020】
図1は、吸引フード1と、吸引ノズル2と、ツール3とからなる、木材を加工するための工作機械を示す。吸引フード1は、この吸引フードを囲繞しかつ部分的に開いている周囲壁4を有する。回転するツール3は、回転方向Dおよび半径Rを有する。ワークピース7の切削加工によって発生されるチップが、吸引ノズル2によって吸引される。吸引フード1の内部では、吸引ノズル2の区域で、ツール3の回転方向Dと逆方向に向いた回転する空気渦5が発生される。逆方向に向いた回転する空気渦5は、軽量のチップおよび粉塵も吸引フードから出てかつほぼすべてのチップおよび粉塵が吸引ノズル2の方向に導かれかつ吸引されることを阻止する遮断作用を発生させる。吸引ノズル2の区域にある周囲壁4の終点では、空気渦の方向ベクトルV1がツール3に沿って向いており、空気渦5の方向ベクトルV2は逆方向に向いている。周囲壁4は、ツールの回転方向Dと逆方向に回転する空気渦5の後方の区域で、完全に開いており、あるいは、通気性の、小穴のあいた壁(例えば穴あきプレート)から形成されていてもよい。外から、周面が開いている吸引フード1へしかも吸引ノズル2の後方の区域へ達する静止のチップは、ツール3と吸引フードの周囲壁4との間で、ツール3の自己換気と逆方向に吸引フード1の中へ引っ張られる。吸引フード1の内部に発生されておりかつツール3の回転方向Dと逆方向に回転する空気渦によって、一種のインゼクタ作用が引き起こされる。このインゼクタ作用は、ツール3の回転方向Dと逆方向でチップの輸送を可能にし、換言すれば、空気を、外から吸引フード1へ、ツール3の回転方向Dと逆方向に吸い込む。周囲壁4は、空気渦5の区域で、<90°の曲率を有する。
【0021】
図2は、図1の工作機械を側面図で示す。工作機械の吸引フード1は、周囲壁4および吸引ノズル2を有する。吸引フードの内部にあるツール3は、吸引フード1の傍を案内されるワークピース7を加工する。ワークピース7の切削加工の最中に生じるチップは、吸引フード1の内部で、周囲壁4に沿って吸引ノズル2へと導かれる。この場合、ツール3の回転方向と逆方向に回転する空気渦5は、チップまたは粉塵を最早吸引フード1から出さない。カバーフードすなわち吸引フード1の周囲壁4の輪郭は、ワークピース7の輪郭に適合されている。
【0022】
図3は、吸引フード1と、吸引ノズル2と、ツール3とからなる、木材を加工するための工作機械を示す。吸引フード1は、この吸引フードを囲繞しかつ部分的に開いている周囲壁4を有する。周囲壁は、ツール3からの径方向の間隔Aを有する。ツール3は、入口点Pで吸引フード1に入り、出口点P´で吸引フード1から再度出る。回転するツール3は、回転方向Dおよび半径Rを有する。ワークピース7の切削加工によって発生されるチップは、吸引ノズル2によって吸引される。吸引フード1の内部では、吸引ノズル2の後方の区域で、ツール3の回転方向Dと逆方向に向いた回転する空気渦5が、ツール3の出口点P´に発生される。出口点P´では、空気渦の方向ベクトルV1がツール3に沿って向いており、空気渦5の方向ベクトルV2は逆方向に向いている。2つの空気渦の、互いに逆方向の整列によって、軽量のチップおよび粉塵も吸引フードから出て、かつほぼすべてのチップおよび粉塵が吸引ノズル2の方向に導かれかつ吸引されることを阻止する遮断作用が達成される。吸引フード1の外側では出口点P´の区域にあるチップも、吸引フードへ吸い込まれる。何故ならば、ツール3の回転方向Dと逆方向に発生される空気渦によって、一種のインゼクタ作用が発生されるからである。それ故に、空気およびチップが、外から、ツール3の自己換気と逆方向に吸引される。
【0023】
図4は、図3と類似の工作機械を示す。但し、ツール3の回転方向Dに関して吸引ノズル2の後方にある区域で、小穴のあいた構造体6、この場合では穴あきプレートが設けられている点が異なっている。この穴あきプレートによって、複数のワークピースの加工中にも吸引フード1における十分な空気の供給があり、空気渦5がなくならないことを保証することができる。この場合、吸引フード2からのツール3の出口点P´は、入口点の面へ移される。
【0024】
図5は、ツール3と、周囲壁4を有する吸引フード1と、吸引ノズル2とを具備する、図4に基づく他の工作機械を示す。周囲壁4とツール3との間の径方向の間隔Aは、ツール3の入口点Pから吸引フード1へ一定であり、ツール3の回転方向Dで吸引ノズル2まで拡大する。ツール3と周囲壁4の間の径方向の間隔Aが狭まらないことによって、周囲壁4とツール3との間で吸引フード1の内部に、以下の動圧、すなわち、空気流を吸引フード2の内部で途切れさせ、吸引ノズル2の方向でのチップおよび粉塵の搬送を悪化させる動圧が生じないことが保証される。特に第1の区域Iでは、周囲壁4とツール3との間隔Aが等間隔である。第2の区域IIでは、間隔Aは、チップおよび粉塵を最適に搬送するために、ツール3の回転方向Dで拡大する。周囲壁4は、吸引ノズルの後方の区域で180°の曲率Bの部分を有する。
【0025】
図6には、吸引フード1およびツール3を有する工作機械が示されている。ワークピース7は、ツール3によって上向きGGLまたは下向きGLLに切削加工される。ワークピース7の加工中でも、吸引フード1のための給気区域は、空気流の途切れが吸引フード1の内部で生じるほどには、著しく狭められない。空気を吸引フード1へ続けて流すことができる給気区域が残る。吸引フード1の周囲壁4はツール3を部分的にのみ囲繞する。
【0026】
図7は、図3の工作機械を側面図で示す。工作機械の吸引フード1は、周囲壁4および吸引ノズル2を有する。吸引フード1の内部にあるツール3は、吸引フード1の傍を案内されるワークピース7を加工する。ワークピース7の切削加工中に発生するチップは、吸引フード1の内部で、周囲壁4に沿って、吸引ノズル2へと導かれる。この場合、ワークピース3の回転方向と逆方向に向いた回転する空気渦5は、出口点P´で、吸引フードから最早チップまたは粉塵を出さないようにする。カバーフード1の周囲壁4の輪郭は、ワークピースの輪郭に適合されている。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】ツールおよび吸引フードを有する第1の工作機械の略図を示す。
【図2】吸引フードおよびワークピースの略図を示す。
【図3】ツールおよび吸引フードを有する他の工作機械の略図を示す。
【図4】ツールおよび吸引フードを有する他の工作機械の略図を示す。
【図5】ツールおよび吸引フードを有する他の工作機械の略図を示す。
【図6】ツール、吸引フードおよびワークピースを有する他の工作機械の略図を示す。
【図7】吸引フードおよびワークピースの略図を示す。
【図8】従来の技術に基づく工作機械の略図を示す。
【図9】ワークピースを有する、従来の技術に基づく他の工作機械の略図を示す。
【符号の説明】
【0028】
1 吸引フード、カバーフード
2 吸引ノズル
3 ツール
4 周囲壁
5 空気渦
6 小穴のあいた構造体
7 ワークピース
A 間隔
A´ 間隔
P 入口点
P´ 出口点
R 半径
r 曲率半径
D 回転方向
B 曲率
I 第1の区域
II 第2の区域
V1 方向ベクトル
V2 方向ベクトル。
【出願人】 【識別番号】503043665
【氏名又は名称】ライツ・ゲーエムベーハー・ウント・コンパニー・カーゲー
【出願日】 平成19年6月20日(2007.6.20)
【代理人】 【識別番号】100058479
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 武彦

【識別番号】100091351
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 哲

【識別番号】100088683
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 誠

【識別番号】100108855
【弁理士】
【氏名又は名称】蔵田 昌俊

【識別番号】100075672
【弁理士】
【氏名又は名称】峰 隆司

【識別番号】100109830
【弁理士】
【氏名又は名称】福原 淑弘

【識別番号】100095441
【弁理士】
【氏名又は名称】白根 俊郎

【識別番号】100084618
【弁理士】
【氏名又は名称】村松 貞男

【識別番号】100103034
【弁理士】
【氏名又は名称】野河 信久

【識別番号】100140176
【弁理士】
【氏名又は名称】砂川 克

【識別番号】100092196
【弁理士】
【氏名又は名称】橋本 良郎

【識別番号】100100952
【弁理士】
【氏名又は名称】風間 鉄也


【公開番号】 特開2008−889(P2008−889A)
【公開日】 平成20年1月10日(2008.1.10)
【出願番号】 特願2007−163026(P2007−163026)