(57)【要約】      （修正有）【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。【解決手段】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。【選択図】図１
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【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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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