[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umfälzen (Außenprofilieren) von Fensterflügelrahmen
aus Holz, bei welchem mittels eines im Gegenlauf fräsenden, ersten Fräswerkzeuges
jeweils eine Rahmenseite auf ganzer Länge mit endgültiger Eintauchtiefe auf das vorbestimmte
Endmaß gefräst wird und bevor dieses erste Fräswerkzeug das in Vorschubrichtung hintere
Ende der jeweils gefrästen Rahmenseite erreicht hat, mittels eines im Gleichlauf fräsenden,
zweiten Fräswerkzeuges dieses hintere Ende mit einer gegenüber der endgültigen Eintauchtiefe
des ersten Werkzeuges um wenige zehntel Millimeter verringerten Eintauchtiefe vorgefräst
wird, um das Aussplittern des hinteren Endes zu vermeiden.
[0002] Die Rahmenhölzer von Fensterflügelrahmen werden heutzutage zunächst nur an ihren,
die Fensterscheibe aufnehmenden, Innenseiten profiliert und an ihren Enden mit Zapfen
und Schlitzen oder auch Minizinken versehen. Dann werden vier Rahmenhölzer zu einem
Fensterflügelrahmen zusammengeleimt. Anschließend muß dieser Fensterflügelrahmen nacheinander
noch an seinen vier Außenseiten durch Fräsen profiliert werden. Diesen Vorgang, der
auf entsprechenden Maschinen vorgenommen wird, nennt man Umfälzen, die Maschinen Umfälz-
und Profiliermaschinen. Beim Umfälzen wird mit einem im Gegenlauf arbeitenden Fräswerkzeug
jeweils eine Rahmenseite auf ihrer ganzen Länge bearbeitet, wobei dieses Fräswerkzeug
mit endgültiger Eintauchtiefe arbeitet, d.h. die betreffende Rahmenseite auf das Endmaß
bearbeitet, wobei das gefräste Profil und die Kanten so präzise und sauber bearbeitet
sind, daß sich jede Nacharbeit erübrigt. Da bei einem im Gegenlauf arbeitenden Fräswerkzeug
das Holz am Ende der jeweils bearbeiteten Rahmenseite, insbesondere das Holz des quer
zur jeweils bearbeiteten Rahmenseite aussplittern würde, weist die Umfälzmaschine
eine zweite Frässpindel auf, die sich entgegen der Frässpindel des ersten Fräswerkzeuges
dreht und das zweite Fräswerkzeug im Gleichlauf antreibt. Dieses zweite Fräswerkzeug
dient bisher nur zum Vorfräsen der letzten 5 cm der Rahmenseite. Hierbei wird dieses
endgültige Vorfräsen mit dem zweiten Fräswerkzeug jedoch nicht mit einer der endgültigen
Eintauchtiefe des ersten Fräswerkzeuges entsprechenden Eintauchtiefe vorgenommen,
sondern mit einer Eintauchtiefe, die um wenige zehntel Millimeter, beispielsweise
nur um ein zehntel Millimeter, kleiner ist als die endgültige Eintauchtiefe. Das verbleibende
Zehntel Millimeter wird anschließend noch von dem im Gegenlauf arbeitenden Fräswerkzeug
weggefräst, sobald dieses das hintere Ende der Rahmenseite erreicht hat. Bei der geringen
Spanabnahme von nur einem zehntel Millimeter Dicke ist ein Aussplittern nicht mehr
feststellbar. Indem jedoch mit dem ersten Fräswerkzeug die Rahmenseite auf voller
Länge, einschließlich des hinteren Endes, gefräst wird, kann erreicht werden, daß
das gefräste Profil durchgehend glatt ist und keinen Fräsansatz aufweist. Nachteilig
an dem bekannten Verfahren ist jedoch, daß das im Gegenlauf fräsende Fräswerkzeug
mit hoher Zerspanung arbeitet, so daß die endgültige Oberflächengüte nicht immer dem
Kundenwunsch entspricht, insbesondere, wenn das erste Fräswerkzeug bereits längere
Zeit im Einsatz war. Außerdem ist das erste Fräswerkzeug wegen seiner hohen Zerspanungsleistung
einer starken Abnutzung unterworfen und muß deshalb öfters nachgeschliffen werden.
Die hohe Zerspanungsleistung erfordert auch eine größere Motorleistung zum Antrieb
des ersten Fräswerkzeuges und einen entsprechend hohen Energieverbrauch. Wegen der
hohen Zerspanung ist außerdem die Vorschubgeschwindigkeit begrenzt.
[0003] Um die Vorschubgeschwindigkeit zu steigern und die endgültige Oberflächengüte zu
verbessern, ist es auch üblich, mit zwei im Gegenlauf fräsenden Fräswerkzeugen zu
arbeiten, wobei jedoch immer noch das im Gleichlauf fräsende Fräswerkzeug erforderlich
ist, um das Aussplittern zu verhindern. Bei diesem Verfahren bearbeitet das erste
im Gegenlauf fräsende Fräswerkzeug die Rahmenseite nicht mit der endgültigen Eintauchtiefe,
sondern mit einer um einige Millimeter geringeren Eintauchtiefe. Es erfolgt mit dem
ersten, im Gegenlauf arbeitenden Fräswerkzeug ein Vorfräsen der Rahmenseite, während
das zweite, im Gegenlauf arbeitende Fräswerkzeug auf die endgültige Eintauchtiefe
eingestellt ist und das Profil fertig bearbeitet. Maschinen, die nach diesem Verfahren
arbeiten, sind jedoch teurer in der Herstellung, denn sie erfordern eine zusätzliche
Frässpindel und für jedes Profil ein zusätzliches, im Gegenlauf arbeitendes Fräswerkzeug.
Hierbei ist zu berücksichtigen, daß an den verschiedenen Rahmenseiten meist unterschiedliche
Profile gefräst werden müssen und daß deshalb auf jeder Frässpindel mehrere Fräswerkzeuge
übereinander angeordnet sind, die durch Heben und Senken der Spindel (Hubspindel)
wechselweise zum Einsatz kommen. Die Werkzeuganschaffungs- und Werkzeuginstandhaltungskosten
sind daher bei einer Frässpindel mit zwei im Gegenlauf arbeitenden Fräswerkzeugen
wesentlich höher. Auch die Durchlaufzeit für jeweils eine Rahmenseite ist länger,
da durch die zusätzliche Frässpindel auch die Durchlauflänge für die jeweilige Rahmenseite
um ca. 60 cm verlängert wird. Außerdem erfordert eine zusätzliche Frässpindel auch
zusätzliche Antriebsenergie.
[0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Umfälzen (Außenprofilieren)
von Fensterflügelrahmen aus Holz der eingangs erwähnten Art aufzuzeigen, welches ohne
zusätzliches, im Gegenlauf arbeitendes Fräswerkzeug eine bessere Endoberfläche bei
höherer Vorschubgeschwindigkeit und längerer Werkzeugstandzeit ermöglicht, und welches
durch den Wegfall eines zusätzlichen Fräswerkzeuges geringere Werkzeug- und Maschinenanschaffungskosten
sowie geringere Instandhaltungskosten erfordert.
[0005] Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß das im Gleichlauf fräsende, zweite
Fräswerkzeug bereits kurz nachdem das erste Fräswerkzeug vollständig in das vordere
Ende der Rahmenseite eingedrungen ist, mit der zu fräsenden Rahmenseite in Eingriff
gebracht wird und dann die Rahmenseite annähernd auf ihrer ganzen Länge mit dem zweiten
Fräswerkzeug vorgefräst wird, wobei dieses Vorfräsen mit einer Eintauchtiefe des zweiten
Fräswerkzeuges erfolgt, die kleiner ist als die verringerte Eintauchtiefe des ersten
Fräswerkzeuges am Ende der Rahmenseite.
[0006] Die Erfindung geht also von dem Gedanken aus, das im Gleichlauf arbeitende zweite
Fräswerkzeug nicht nur, wie bisher, zum Vorfräsen der letzten Zentimeter am Ende einer
Rahmenseite zu verwenden, sondern zum Vorfräsen annähernd der gesamten Länge der Rahmenseite.
Hierbei erfolgt jedoch dieses Vorfräsen mit dem zweiten Fräswerkzeug nicht mit gleichbleibender
Eintauchtiefe, sondern über den größten Teil der Länge der Rahmenseite mit einer Eintauchtiefe,
die kleiner ist als die Eintauchtiefe des zweiten Fräswerkzeuges am Ende der Rahmenseite.
Hierdurch wird einerseits erreicht, daß über den größten Teil der Länge der Rahmenseite
das zweite Fräswerkzeug nur einen Teil der gesamten Zerspanungsleistung erbringen
muß. Andererseits wird aber auch sichergestellt, daß am Ende der Rahmenseite das zweite
Fräswerkzeug das Holz bis auf wenige zehntel Millimeter, beispielsweise bis auf einen
zehntel Millimeter, wegfräst, so daß wie bisher das Aussplittern verhindert wird.
Durch Verwendung des im Gleichlauf arbeitenden zweiten Fräswerkzeuges vom Vorfräsen
der Rahmenseite auf annähernd ihrer gesamten Länge, wird die Güte der vom im Gegenlauf
arbeitenden ersten Fräswerkzeug gefrästen Endoberfläche wesentlich verbessert. Die
Eintauchtiefe des zweiten Fräswerkzeuges kann nämlich so eingestellt werden, daß sie
nur um wenige Millimeter kleiner ist als die endgültige Eintauchtiefe des ersten Fräswerkzeuges.
Auf diese Weise hat das erste Fräswerkzeug nur noch wenig zu zerspanen, was sich nicht
nur auf die Oberflächengüte vorteilhaft auswirkt, sondern auch eine längere Werkzeugstandzeit
ergibt. Insbesondere bleibt das erste Fräswerkzeug länger schneidhaltig, so daß auch
die gute Endoberfläche über einen längeren Zeitraum gewährleistet ist. Da die Gesamtzerspanung
annähernd auf der gesamten Länge einer Rahmenseite nunmehr von beiden Fräswerkzeugen
durchgeführt wird, kann mit höheren Vorschubgeschwindigkeiten gearbeitet werden. Durch
den Wegfall eines zusätzlichen, im Gegenlauf arbeitenden Fräswerkzeuges kann eine
zusätzliche Frässpindel entfallen, wodurch sich geringere Werkzeuganschaffungskosten
und auch geringere Maschinenanschaffungskosten, sowie auch eine gewisse Energieeinsparung
ergeben. Abgesehen von der durch die höhere Vorschubgeschwindigkeit erreichten kürzeren
Durchlaufzeit wird diese noch zusätzlich dadurch verkürzt, daß durch den Wegfall eines
zusätzlichen Fräsers auch die Durchlauflänge um ca. 60 cm verkürzt wird und dementsprechend
auch die Durchlaufzeit.
[0007] Zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind anhand der beiliegenden
Zeichnung nicht nur dieses, sondern auch das Verfahren gemäß dem Stand der Technik
näher erläutert.
[0008] Es zeigen:
- Figur 1a, b, c
- das Verfahren gemäß dem Stand der Technik mit verschiedenen Arbeitsstellungen der
Fräswerkzeuge während der Bearbeitung einer Rahmensseite,
- Figur 2a, b, c
- das erfindungsgemäße Verfahren mit verschiedenen Arbeitsstellungen der Fräswerkzeuge
bei der Bearbeitung einer Rahmenseite.
[0009] Bei dem in Figur 1a, b und c dargestellten Verfahren nach dem Stand der Technik werden
die vier Rahmenseiten eines aus Holz bestehenden Fensterflügelrahmens nacheinander
an ihren Außenseiten durch Fräsen profiliert. Die zu profilierende Rahmenseite, an
welcher die Fräswerkzeuge 1, 2 gerade arbeiten, ist mit 3 bezeichnet. Der Fensterflügelrahmen
wird durch eine nicht dargestellte Vorschubeinrichtung in Vorschubrichtung V gegenüber
den stationär angeordneten Fräswerkzeugen 1, 2 bewegt, wobei jedoch in kinematischer
Umkehrung auch der Fensterflügelrahmen aufgespannt sein kann und dann die Fräswerkzeuge
entgegengesetzt zur Pfeilrichtung V bewegt werden. Das erste Fräswerkzeug 1 ist auf
einer ersten Spindel 4 angeordnet, welche das Fräswerkzeug 1 im sogenannten Gegenlauf
antreibt, d.h. die einzelnen Fräserschneiden bewegen sich beim Zerspanen entgegen
der Vorschubrichtung V. Das zweite Fräswerkzeug 2 sitzt auf einer zweiten Spindel
5, die sich entgegengesetzt zur ersten Spindel 4 dreht und damit das zweite Fräswerkzeug
im Gleichlauf antreibt. Auf jeder der Spindeln 4, 5 können mehrere unterschiedlich
profilierte Fräswerkzeuge angeordnet sein, damit an den verschiedenen Rahmenseiten
auch unterschiedliche Profile gefräst werden können. Die vorstehende Beschreibung
trifft sinngemäß auch auf die Figuren 2a, b und c zu, weshalb dort dieselben Bezugszeichen
für Teile gleicher Funktion verwendet worden sind.
[0010] Bei dem Verfahren gemäß dem Stand der Technik wird mittels des ersten Fräswerkzeuges
1 die Rahmenseite 3 auf ihrer ganzen Länge gefräst, wobei das erste Fräswerkzeug 1
auf die endgültige Eintauchtiefe t1 eingestellt ist. Durch diese endgültige Eintauchtiefe
wird die Rahmenseite 3 auf das vorbestimmte Endmaß profiliert, wobei die durch den
ersten Fräser 1 erzeugte Oberfläche auch die Endoberfläche bildet. Bei dem Verfahren
gemäß dem Stand der Technik tritt gemäß Figur 1a das erste Fräswerkzeug 1 in das in
Vorschubrichtung vordere Ende 3a der zu bearbeitenden Rahmenseite ein und fräst diese
Rahmenseite im Gegenlauf über die gesamte Länge. Das zweite Fräswerkzeug 2 verbleibt
hierbei annähernd über die gesamte Länge in einer Stellung, in welcher es die Rahmenseite
3 nicht berührt. Dies soll auch durch die Figur 1b dargestellt werden, welches die
beiden Bearbeitsungswerkzeuge in einem zwischen dem vorderen Ende 3a und dem hinteren
Ende 3b liegenden Bereich der Rahmenseite zeigt. Sobald sich nun das in Vorschubrichtung
hintere Ende 3b dem ersten Fräswerkzeug 1 bis auf wenige Zentimeter, beispielsweise
5 cm, genähert hat, wird das zweite Fräswerkzeug 2 senkrecht zur zu fräsenden Rahmenseite
3 hin bewegt. Es taucht nunmehr auch das zweite Werkzeug 2 in die Rahmenseite 3 ein
und stellt hierbei bei fortschreitendem Vorschub des Fensterflügelrahmens in Richtung
V eine Ausfräsung oder Profilierung 3' her, die der durch das erste Fräswerkzeug 1
gefrästen Profilierung entspricht. Die Eintauchtiefe t2 des zweiten Fräswerkzeuges
2 wird jedoch dabei so eingestellt, daß sie gegenüber der endgültigen Eintauchtiefe
t1 des ersten Fräswerkzeuges 1 um nur wenige zehntel Millimeter, beispielsweise um
einen zehntel Millimeter, kleiner ist. Diese Differenz ist in der Zeichnung mit d1
bezeichnet. Bei weiterem Vorschub des Fensterflügelrahmens in Richtung V kommt auch
das von dem zweiten Fräswerkzeug 2 vorgefräste hintere Ende 3b in den Bereich des
ersten Fräswerkzeuges 1. Dieses Fräswerkzeug 1 braucht nunmehr nur noch Holz von der
Dicke d1, also beispielsweise von einem zehntel Millimeter, abzufräsen. Wegen dieser
geringen Spanabnahme ergibt sich kein Aussplittern des Holzes, wenn das erste Fräswerkzeug
1 schließlich am Ende 3b aus der Rahmenseite 3 austritt.
[0011] Bei dem anhand der Figuren 2a, b und c nachstehend beschriebenen erfindungsgemäßen
Verfahren entspricht die Einstellung der beiden Fräswerkzeuge 1 und 2 zu Beginn des
Fräsens einer Rahmenseite genau dem Verfahren nach dem Stand der Technik. Während
das erste Fräswerkzeug 1 auf die endgültige Eintauchtiefe t1 eingestellt ist und in
das vordere Ende 3a der Rahmenseite eindringt, bleibt das zweite Fräswerkzeug 2 außer
Eingriff mit der Rahmenseite. Sobald jedoch das erste, im Gegenlauf arbeitende Fräswerkzeug
1 vollständig in das vordere Ende 3a eingedrungen ist und nur wenige Zentimeter profiliert
hat, wird gemäß Figur 2b das zweite Fräswerkzeug 2 senkrecht zur Rahmenseite 3 zu
der Rahmenseite hin bewegt, so daß es mit der Rahmenseite 3 in Eingriff kommt. Die
Eintauchtiefe t3 des zweiten Fräswerkzeuges 2 wird dabei so eingestellt, daß sie kleiner
ist als die verringerte Eintauchtiefe t2 des zweiten Fräswerkzeuges am Ende 3b der
Rahmenseite 3. Die Eintauchtiefe t3 des zweiten Fräswerkzeuges 2 wird um einige Millimeter,
beispielsweise 1 - 5 mm, kleiner eingestellt als die Eintauchtiefe t1 des ersten Fräswerkzeuges.
Durch das Eintauchen des zweiten Fräswerkzeuges in die Rahmenseite 3, nachdem das
erste Fräswerkzeug 1 einige Zentimeter bearbeitet hat, wird erreicht, daß das zweite
Fräswerkzeug 2 die Rahmenseite 3 annähernd auf ihrer gesamten Länge mit einer Eintauchtiefe
t3 vorfräst. Hierdurch muß dann das im Gegenlauf arbeitende erste Fräswerkzeug 1,
nachdem es am vorderen Ende 3a die ersten Zentimeter der Rahmenseite gefräst hat,
nur noch wenige Millimeter, entsprechend der Differenz d2 zwischen der Eintauchtiefe
t1 und der Eintauchtiefe t3, zerspanen. Die hierdurch erreichten Vorteile sind weiter
oben beschrieben worden. Wenn sich das hintere Ende 3b der Rahmenseite bis auf wenige
Zentimeter, beispielsweise 5 cm, dem ersten Fräswerkzeug 1 genähert hat, dann wird
gemäß Figur 2c das zweite Fräswerkzeug 2 nochmals in Richtung zur Rahmenseite 3 verstellt
und hierdurch die Eintauchtiefe t2 eingestellt. Diese Eintauchtiefe t2 ist, wie bei
dem Verfahren gemäß dem Stand der Technik, nur um wenige zehntel Millimeter, beispielsweise
ein zehntel Millimeter, kleiner als die endgültige Eintauchtiefe t1, so daß das erste
Fräswerkzeug auf den letzten Zentimetern nur noch eine Spanabnahme von der Dicke d1
hat. Hiermit wird wie beim Stand der Technik das Aussplittern verhindert.
1. Verfahren zum Umfälzen (Außenprofilieren) von Fensterflügelrahmen aus Holz, bei welchem
mittels eines im Gegenlauf fräsenden, ersten Fräswerkzeuges jeweils eine Rahmenseite
auf ganzer Länge mit endgültiger Eintauchtiefe auf das vorbestimmte Endmaß gefräst
wird und bevor dieses erste Fräswerkzeug das in Vorschubrichtung hintere Ende der
jeweils gefrästen Rahmenseite erreicht hat, mittels eines im Gleichlauf fräsenden,
zweiten Fräswerkzeuges dieses hintere Ende mit einer gegenüber der endgültigen Eintauchtiefe
des ersten Fräswerkzeuges um wenige zehntel Millimeter verringerten Eintauchtiefe
vorgefräst wird, um das Aussplittern des hinteren Endes zu vermeiden, dadurch gekennzeichnet, daß das im Gleichlauf fräsende, zweite Fräswerkzeug bereits kurz nachdem das erste
Fräswerkzeug vollständig in das vordere Ende der Rahmenseite eingedrungen ist, mit
der zu fräsenden Rahmenseite in Eingriff gebracht wird und dann die Rahmenseite annähernd
auf ihrer ganzen Länge mit dem zweiten Fräswerkzeug vorgefräst wird, wobei dieses
Vorfräsen mit einer Eintauchtiefe des zweiten Fräswerkzeuges erfolgt, die kleiner
ist, als die verringerte Eintauchtiefe des zweiten Fräswerkzeuges am Ende der Rahmenseite.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorfräsen annähernd der ganzen Länge der Rahmenseite (mit Ausnahme des vorderen
und hinteren Endes) mit einer Eintauchtiefe des zweiten Fräswerkzeuges erfolgt, die
um etwa 1 bis 5 mm kleiner ist als die endgültige Eintauchtiefe des ersten Fräswerkzeuges.
