Verfahren zum spanabhebenden Profilieren der Enden von balkenartigen Konstruktionselementen aus Holz

Abstract

 Die Fräsmaschine zur Ausführung des Verfahrens hat für die Profilierung der beiden Enden (24,25) eines balkenartigen Werkstückes (26) zwei sich in Gegenrichtung drehende Fräs­köpfe (12,13), deren Vorschubbewegung durch Schlitten (16,17) erfolgt, die quer zur Längsrichtung der Werkstücke (26) ver­schiebbar sind. An den Schlitten (16,17) sind Führungsteile (49,50) einer in Längsrichtung der Werkstücke (26) verlaufen­den Führungsbahn sowie Anschläge (44,45) für die Positionie­rung der Werkstücke (26) befestigt, die sich zwischen zwei feststehenden Klemmstrecken (31,32) der Führungsbahn befin­den. In Bearbeitungsposition sind die Werkstücke (26) an ei­nem fest montierten Konterholz (39.40) anliegend durch Klemm­elemente (33-35) der Klemmstrecken (31,32) gehalten.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum spanabhebenden Pro­filieren der Enden von balkenartigen Konstruktionselementen aus Holz, insbesondere der vier Rahmenelemente eines Fenster­rahmens für die Ausbildung seiner Eckverbindungen als Zapfen-­Schlitzverbindung, wobei das Konstruktionselement zur Vermei­dung von Materialausrissen im Bereich seiner, bezogen auf die spanabhebende Arbeitsbewegung des Werkzeuges, hinteren End­kanten an einem Gegenelement zur festen Anlage gebracht wird. Die Erfindung betrifft ausserdem eine Holzfräsmaschine für die Ausführung des Verfahrens, mit einer Werkstückführung und mit mindestens einem Fräskopf.

[0002] Gemäss bekannten Verfahren dieser Art wird das zu bearbeiten­de balkenartige Konstruktionselement zusammen mit einem an ihm angeklemmten Konterholz als Gegenelement, auf einer Füh­rung quer zu seiner Längsrichtung zu einem Fräskopf hinbe­wegt, so dass das Konterholz mitprofiliert wird und folglich für eine gleiche weitere Verwendung unbrauchbar wird. Ausser­dem wird das Konstruktionselement mit etwas Ueberlänge der Fräsmaschine zugeführt, um erst bei der Profilierung seiner Enden auf seine endgültige Länge bearbeitet zu werden, so dass Abfallmaterial entsteht und es erforderlich ist, die Fräsmaschine jeweils auf dieses Längenmass genau einzustel­len.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der genannten Art zu finden, für das ein nur einmalig verwendba­res Konterholz vermieden wird und das sich gegenüber vorbe­ kannten Verfahren mit weniger Arbeitsaufwand und mit hoher Genauigkeit ausführen lässt. Ausserdem soll eine Holzfräsma­schine zur Durchführung des Verfahrens gefunden werden, die bei kompakter Bauweise besonders für eine kontinuierliche und sehr genaue Arbeitsweise geeignet ist.

[0004] Die Lösung der erstgenannten Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss dadurch, dass das jeweilige Konstruktionselement während der spanabhebenden Bearbeitung mit einer seiner Längsflächen zu­mindest im Bereich des zu profilierenden Endes an einem sta­tionär befestigten Gegenelement zur festen Anlage gebracht wird und die Vorschubbewegung der Profilbearbeitung in Rich­tung zu dem Gegenelement ausgeführt wird.

[0005] Vorzugsweise erfolgt dabei die Zuförderung des Konstruktions­elementes für die spanabhebende Profilierung seiner Enden in seiner Längsrichtung bis zu einem ersten Anschlag und das an dem ersten Anschlag anliegende Ende wird zuerst mittels eines ersten spanabhebenden Werkzeuges profiliert. Anschliessend wird vorzugsweise das bezogen auf die Richtung dieser Zuför­derung hintere Ende nach Weiterförderung an einem zweiten An­schlag zur Anlage gebracht, und das Profilieren des an dem zweiten Anschlag anliegenden Endes erfolgt mittels eines zweiten Werkzeuges, so dass die Vorschubbewegung beider Werk­zeuge parallel zueinander und gleichgerichtet verläuft.

[0006] Die Lösung der zweitgenannten Aufgabe erfolgt erfindungsge­mäss dadurch, dass der Fräskopf zusammen mit seinem Fräsan­trieb an einem mit einem Antrieb versehenen Schlitten befe­stigt ist, dessen am Maschinenständer befestigte Schlitten­führung senkrecht zur Richtung der Führungsbahn einer Werk­stückführung für die Zufuhr der Werkstücke zu seiner Bear­beitungsposition verläuft, wobei parallel zur Richtung der Führungsbahn ein fest mit dem Maschinenständer verbundenes, für die feste Anlage des Werkstückes bestimmtes Gegenelement vorhanden ist und sich in der Führungsbahn eine Klemmstrecke mit Klemmelementen für die klemmende Halterung des Werkstük­ kes befindet.

[0007] Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind für die Profilierung beider Enden des Konstruktionselementes zwei nebeneinander angeordnete, gegenläufig angetriebene Fräsköpfe vorhanden sind, wobei deren Arbeits- und Vorschub­bewegung zur Anlagefläche des Gegenelementes hin gerichtet sind, wobei diese Vorschubbewegung für beide unabhängig er­folgen kann. Bei der Bearbeitung von kontinuierlich aufein­ander, entlang der Führungsbahn folgender Konstruktionsele­mente können somit die Fräsköpfe ihre Vorschubbewegung ge­meinsam ausführen, so dass gleichzeitig das in Richtung der Förderung entlang der Werkstückführung vordere Ende eines nachfolgenden Konstruktionselementes und das hintere Ende eines vorgeförderten Konstruktionselementes profiliert wer­den, dessen vorderes Ende bereits profiliert worden ist.

[0008] Für die arbeitstaktgemässe Weiterbewegung in jeweils eine exakt vorgegebene Bearbeitungsposition von nacheinander an ihren Enden zu profilierenden Konstruktionselementen ist für beide Enden des Konstruktionselementes jeweils ein Anschlag vorgesehen, der z.B. mittels eines pneumatischen Antriebes in die Führungsbahn hinein in Anschlagposition und aus ihr he­raus bewegbar ist.

[0009] Die verschiedenen, von Elementen der Holzfräsmaschine auszu­führenden Bewegungen, d.h. der Schlitten für die Vorschubbe­wegung der Fräsköpfe, die Klemmelemente zum Festklemmen des Werkstückes in Bearbeitungsposition und die Anschläge für die schnelle und exakte Positionierung der Werkstücke werden vor­teilhaft durch pneumatische Hubkolbenantriebe ausgeführt, und es kann hierfür eine automatische Steuerung vorgesehen sein.

[0010] Im folgenden wird die Erfindung anhand eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispieles weiter erläutert. Es zeigt:

Fig.1 eine Vorderansicht der Fräsmaschine,

Fig.2 eine Aufsicht auf die Fräsmaschine,

Fig.3 eine Ansicht einer inneren Schmalseite der Fräsmaschine,

Fig.4 eine grösser dargestellte Aufsicht auf einen linken Bereich der Fig.2 und

Fig.5 eine grösser dargestellte Seitenansicht eines Teiles der Fräsmaschine.

[0011] Wie aus den Darstellungen der Fig.1 und 2 ersichtlich ist, hat die Fräsmaschine für die Ausführung des erfindungsge­mässen Verfahrens beispielsweise einen symmetrischen Aufbau mit einem linken und rechten Maschinenständer 2 und 3, die jeweils sich entsprechende Maschinenteile tragen. Beide Ma­schinenständer 1,2 bestehen aus einer Stahlträgerkonstruk­tion, die durch Gehäuseplatten geschlossen ist. Sie sind durch einen vorderen und hinteren Profilbalken 4,5 starr mit­einander verbunden.

[0012] An der Innenseite der Maschinenständer 4,5 sind jeweils mit wesentlichem Abstand übereinander zwei horizontal verlaufende Führungsschienen 7-10 von Schlittenführungen befestigt, durch die die einen Fräskopf 12,13 mit seinem Antrieb 14,15 tragen­de Schlitten 16,17 geführt sind. Die beiden Antriebe 14,15 haben jeweils einen Elektromotor 18, der die jeweilige Frä­serwelle 20,21 über einen Keilriemen 23 antreibt.

[0013] Für die Profilierung der Enden 24,25 eines Werkstückes, d.h. eines balkenartigen Konstruktionselementes 26 aus Holz haben die beiden Fräsköpfe 12,13 mehrere auf ihrer Fräserwelle 20, 21 befestigte Frässcheiben 27,28, die aufgrund der ihre Vor­schubbewegung bestimmenden Schlittenbewegung in diesen Enden 24,25 Schlitze oder Aussparungen einfräsen. Da die beiden En­den 24,25 durch verschiedene Fräsköpfe bearbeitet werden, können diese somit durch die dargestellte Fräsmaschine unter­schiedlich profiliert werden.

[0014] Die Zufuhr der Werkstücke, d.h. der balkenartigen Konstruk­tionselemente 26 erfolgt entsprechend dem Arbeitstakt der Fräsmaschine intermittierend in deren Längsrichtung in Rich­tung des Pfeiles 30 von Hand oder mittels einer nichtdarge­stellten automatischen Förderanlage, wofür eine Führungsbahn vorgesehen ist.

[0015] Einen Anfangs- und Endteil der Führungsbahn bilden zwei re­lativ zu den Maschinenständern 2,3 feststehend angeordnete Klemmstrecken 31,32 mit pneumatischen Klemmelementen 33-36. Durch diese wird das Werkstück 26 während der Bearbeitung von jeweils einem seiner Enden 24,25 in der Arbeitsposition fest­gehalten. Dabei liegt das Werkstück 26 mit seiner den Fräs­köpfen 12,13 abgekehrten Längsseite 38 an einem Gegenelement 39,40 der Bearbeitung fest an, das einen Materialausriss an der ablaufenden Kante der Bearbeitung verhindert. Dieses als Konterholz an sich bekannte Gegenelement 39,40 lässt sich bei Aenderung der Profilform oder nach Abnutzung durch Lösen einer Schraubbefestigung 41,42 gegen ein neues austauschen.

[0016] Die genaue Bearbeitungsposition der Werkstücke entsprechend dieser Klemmposition ergibt sich durch in die Führungsbahn hineinbewegbare Anschläge 44,45 für deren Endfläche 46,47.

[0017] Da durch das anschliessende Festklemmen des Werkstückes 26, 26′ diese Anschläge 44,45, ebenso wie zwischen beiden Klemm­strecken 31,32 angeordnete Führungsteile 49,50 der Führungs­bahn, nur während der Werkstückzuführung bis zu ihrer Bear­beitungsposition benötigt werden und ansonsten der Vorschub­bewegung der Fräsköpfe 12,13 im Wege stehen würden, sind die­se vorteilhaft an den Schlitten 16,17 so angebracht, dass sie sich in der Ausgangsposition der Vorschubbewegung der Schlit­ ten 16,17 in ihrer funktionsgemässen Position befinden.

[0018] Die Art der Anbringung der Anschläge 44,45 und der Führungs­teile 49,50 an den Schlitten 16,17 ergibt sich aus den Dar­stellungen der Fig.4 und 5. Diese zeigen eine vertikal und sich in Richtung der Vorschubbewegung erstreckende Tragplatte 52, 52′, an der ein Führungsrollen 53,54 der Führungsteile 49,50 sowie eine Führungsschiene 55 der Anschläge 44,45 tra­gender Bock 56 angeschraubt ist. Diese Führungsschiene 53 wird zusammen mit einem senkrecht von ihr abstehenden, hori­zontalen Tragsteg 57 von oben von einem Anschlagträger 58 um­fasst. Rollenpaare 59,60, die den Tragsteg 57 zwischen sich einschliessen, ermöglichen eine leichte Verschiebung, um den Anschlagträger 58 mit seinem Anschlag 44 in die die Tiefe der Profilierung bestimmende Anschlagposition zu bringen. Diese Position wird durch eine gegen die Führungsschiene 55 drük­kende Feststellschraube fixiert.

[0019] Um nach der Profilierung des in Zuführungsrichtung vorderen Endes 24 des Werkstückes 26 und Zurückbewegung des Schlittens 16 in seine Ausgangsposition das Werkstück 26 über die Füh­rungsrollen 53,54 zum linken Teil der Fräsmaschine, d.h. zu der zweiten Klemmstrecke 32 zu fördern, so dass anschliessend das hintere Ende 25 profiliert werden kann, ist es erforder­lich, die Anschläge 44,45 unabhängig von ihrer Bewegung mit dem zugehörigen Schlitten 16,17 aus der Führungsbahn heraus­zubewegen. Hierfür ist der jeweilige Anschlag 44,45 klappen­artig um eine Achse 62 in eine vertikale Position nach oben schwenkbar. Die Schwenkbewegung wird durch eine pneumatische Zylinder-Kolbeneinheit 64 erzeugt, die an einem schräg nach oben abstehenden Schenkel 65 des Anschlagträgers 58 befe­stigt ist und über ein Gelenk 66 am äusseren Ende des An­schlages angreift.

[0020] Im linken Teil der Fräsmaschine wird das Werkstück 26 mit seinem hinteren Ende 25 durch eine kurze Bewegung entgegen der Zuführrichtung zur Anlage an dem wieder nach oben ge­ schwenkten Anschlag 44 gebracht und in fester Anlage an dem Gegenelement 40 in einer zweiten Bearbeitungsposition mittels der klemmelemente 35,36 wieder festgeklemmt, um durch den Fräskopf 12 profiliert zu werden.

[0021] Um die Holzspäne der spanabhebenden Bearbeitung vollständig absaugen zu können sowie zur Unfallverhütung sind die Fräs­köpfe 12,13 unter je einer Haube 70,71 eingeschlossen, an die jeweils ein Absaugrohr 72,73 angeschlossen ist. Diese hat nur seitlich einen in Vorderansicht u-förmigen Ausschnitt 74,75, der sich während der Bearbeitung über das zu profilierende Ende 24,25 des Werkstückes 26 bewegt. Die Fräsköpfe 12,13 sind leicht von oben austauschbar, nachdem die Hauben 70,71 um eine hintere Achse 76 aufgeklappt worden sind.

Ansprüche

1. Verfahren zum spanabhebenden Profilieren der Enden von balkenartigen Konstruktionselementen aus Holz, insbesondere der vier Rahmenelemente eines Fensterrahmens für die Ausbil­dung seiner Eckverbindungen als Zapfen-Schlitzverbindung, wobei das Konstruktionselement zur Vermeidung von Material­ausrissen im Bereich seiner, bezogen auf die spanabhebende Arbeitsbewegung des Werkzeuges, hinteren Endkanten an einem Gegenelement zur festen Anlage gebracht wird, dadurch gekenn­zeichnet, dass das jeweilige Konstruktionselement (26) wäh­rend der spanabhebenden Bearbeitung mit einer seiner Längs­flächen (38) zumindest im Bereich des zu profilierenden Endes (24,25) an einem stationär befestigten Gegenelement (39,40) zur festen Anlage gebracht wird und die Vorschubbewegung der Profilbearbeitung in Richtung zu dem Gegenelement (39,40) ausgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuförderung des Konstruktionselementes (26) für die span­abhebende Profilierung seiner Enden (24,25) in seiner Längs­richtung bis zu einem ersten Anschlag (45) erfolgt und zuerst das an dem ersten Anschlag (45) anliegende Ende (24) mittels eines ersten spanabhebenden Werkzeuges (13) profiliert wird, anschliessend das bezogen auf die Richtung dieser Zuförderung hintere Ende (25) nach Weiterförderung an einem zweiten An­schlag (44) zur Anlage gebracht wird und das Profilieren des an dem zweiten Anschlag (44) anliegenden Endes (25) mittels eines zweiten Werkzeuges (12) erfolgt, so dass die Vorschub­bewegung beider Werkzeuge (13,12) auf zueinander parallelen Bahnen und gleichgerichtet verläuft.

3. Holzfräsmaschine für die Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Werkstückführung (31,49,50,32) und mit mindestens einem Fräskopf(12,13), dadurch gekennzeichnet, dass der Fräskopf (12,13) zusammen mit seinem Fräsantrieb (14,15) an einem mit einem Antrieb (19) versehenen Schlitten (16,17) befestigt ist, dessen am Maschinenständer (2,3) be­festigte Schlittenführung (7-10) senkrecht zur Richtung der Führungsbahn der Werkstückführung (31,49,50,32) für die Zu­fuhr der Werkstücke (26) zu ihrer Bearbeitungsposition (31, 32) verläuft, wobei parallel zur Richtung der Führungsbahn ein fest mit dem Maschinenständer (2,3) verbundenes, für die feste Anlage des jeweiligen Werkstückes (26) bestimmtes Ge­genelement (39,40) vorhanden ist und sich in der Führungsbahn eine Klemmstrecke (31,32) mit Klemmelementen (33-36) für die klemmende Halterung eines Werkstückes befindet.

4. Holzfräsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei nebeneinander angeordnete, gegenläufig angetriebene Fräsköpfe (12,13) vorhanden sind, wobei deren Arbeits- und Vorschubbewegung zur Anlagefläche des Gegenelementes (39,40) hin gerichtet sind.

5. Holzfräsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitten (16,17) für die Vorschubbewegung der Fräs­köpfe (12,13) in Richtung der Schlittenführung (7-10) jeweils einen unabhängigen Antrieb (19) haben.

6. Holzfräsmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 5, ge­kennzeichnet durch je einen Anschlag (45,44) für die Enden (24,25) der Werkstücke (26), der in die Führungsbahn der Werkstücke (26) hinein und aus ihr herausbewegbar ist.

7. Holzfräsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Anschläge (45,44) schwenkbar gelagert sind.

8. Holzfräsmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­zeichnet, dass die Anschläge (45,44) jeweils an einem der Schlitten (16,17) für die Vorschubbewegung befestigt sind, so dass sie in einer Ausgangsposition (Fig.2) der Vorschubbewe­ gung in die Führungsbahn der Werkstücke (26) hineinbewegbar sind.

9. Holzfräsmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 8, da­durch gekennzeichnet, dass mindestens ein Führungsteil (49, 50) der Werkstückführung an einem der Schlitten (16,17) für die Vorschubbewegung befestigt ist, so dass sie sich in einer Ausgangsposition (Fig.2) der Vorschubbewegung in der Füh­rungsbahn befinden.

10. Holzfräsmaschinen nach einem der Ansprüche 3 bis 7, da­durch gekennzeichnet, dass der Schlitten (16,17) für die Vorschubbewegung des mindestens einen Fräskopfes (12,13), die Klemmelemente (33-36) zum Festklemmen des Werkstückes (26) und Anschläge (44,45) für die Positionierung des Werkstückes (26) mit einem pneumatischen Hubkolbenantrieb verbunden sind.

Zeichnung