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(11) | EP 2 484 501 A1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Wechselfräsaggregat mit zwei Fräseinrichtungen |
| (57) Ein Wechselfräsaggregat (1) zur Bearbeitung von Schmalseiten eines bevorzugt plattenförmigen
Werkstücks (4) aus Holz, Holzwerkstoffen oder Kunststoff umfasst eine Durchlaufeinrichtung,
auf der ein zu bearbeitendes Werkstück in einer Durchlaufrichtung (5) gefördert wird
und auf der das Werkstück bearbeitet wird, zumindest eine erste Fräseinrichtung (2a)
und eine zweite Fräseinrichtung (2b), die sich zum ersten Fräswerkzeug gegenläufig
dreht, wobei die Fräseinrichtungen jeweils die Schmalseite des Werkstücks bearbeiten
und die erste Fräseinrichtung der zweiten Fräseinrichtung in Durchlaufrichtung vorgelagert
ist. Ferner umfasst das Wechselfräsaggregat eine bewegbare Lagereinrichtung zum Lagern
der zumindest zwei Fräseinrichtungen und einen Stellmotor, der diese Lagereinrichtung
bewegen kann, wobei die beiden Fräseinrichtungen zueinander senkrecht zur Durchlaufrichtung
versetzt sind (x) und zumindest während der Bearbeitung zueinander nicht relativ bewegbar
sind.
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Gebiet der Erfindung
[0001] Die Erfindung betrifft eine Wechselfräsmaschine, die für die Bearbeitung von Seitenkanten von plattenförmigen Werkstücken aus bevorzugt Holz, Holzwerkstoffen oder Kunststoffen bestehen. Ferner betrifft die Erfindung ein entsprechendes Bearbeitungsverfahren.
Stand der Technik
[0002] Die heutigen Wechselfräsaggregate werden über einen zentralen Antrieb (Ritzel-, Zahnstange-, Kugelgewindetrieb) auf das Referenzmaß positioniert. Wie in Figur 1 zu sehen ist, fräst die vorlaufende Fräseinrichtung zuerst die Schmalseite. Dabei ist die Drehung der Fräse so gerichtet, dass eine auf der vorlaufenden Schmalseite angebrachte Abdeckkante (also nicht auf der zu bearbeitenden Seite) nicht vom Werkstück abgehoben wird (in Figur 1 im Gegenuhrzeigersinn). Die vorlaufende Fräseinrichtung bearbeitet dann die entsprechende Schmalseite längs. Bevor im Endbereich dieser Schmalseite dann die Fräseinrichtung die Abdeckkante an der nachlaufenden Schmalseite des Werkstücks berühren kann, wird die Fräseinrichtung vom Werkstück weggezogen. Dadurch wird vermieden, dass die Abdeckkante an der nachlaufenden Seite des Werkstücks eine durch die im Gegenuhrzeigersinn laufende Fräse abgehoben wird. Das nachlaufende Fräsaggregat wird gleichzeitig mit dem Ausheben der vorlaufenden Fräseinrichtung auf das Referenzmaß positioniert, so dass Endbereich der Schmalseite nur von der nachlaufenden Fräseinrichtung bearbeitet wird. Die nachlaufende Fräseinrichtung ist gegenläufig zur vorlaufenden Fräseinrichtung (in Figur 1 im Uhrzeigersinn).
[0003] Das aus- und einsetzen der beiden Fräsaggregate inklusive der Motoren für das Betreiben der Fräsaggregate an Vorder- und Hinterkante erfolgt über Pneumatikzylinder auf Endanschlag. Da beide Motoren getrennt voneinander ein- und ausgesetzt werden müssen, ist je Motor eine separate Verstellebene nötig, was einen mechanisch aufwendigen Aufbau zufolge hat. Das Einsetzen auf den Endanschlag der Motoren mit Pneumatikzylinder wirkt sich negativ auf das
Bearbeitungsergebnis aus. Es können relativ große Vertiefungen auf der Bearbeitungsoberfläche entstehen.
Darstellung der Erfindung
[0004] Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Wechselfräsaggregat mit einer kompakteren und steiferen mechanischen Konstruktion bereitzustellen, das eine präzise Oberflächenbearbeitung ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Gegenstands des unabhängigen Anspruchs 1 und durch das Verfahren des Anspruchs x erreicht. Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen enthalten.
[0005] Ein erfindungsgemäßes Wechselfräsaggregat zur Bearbeitung von Schmalseiten eines bevorzugt plattenförmigen Werkstücks aus Holz, Holzwerkstoff oder Kunststoff umfasst eine Werkstückfördereinrichtung, auf der ein zu bearbeitendes Werkstück gefördert wird und auf der das Werkstück bearbeitet werden kann, zumindest ein erstes und ein zweites Fräswerkzeug, wobei sich die Fräswerkzeuge zueinander gegenläufig drehen und das erste Fräswerkzeug das zweite Fräswerkzeug in der Bearbeitungsrichtung vorgelagert ist, eine bewegbare Lagereinrichtung, die die zumindest zwei Fräswerkzeuge lagert und die von dem Werkstück weg bewegbar ist und einen Stellmotor, der die Lagereinrichtung bewegen kann, wobei die beiden Fräswerkzeuge zueinander senkrecht zur Bearbeitungsrichtung radial versetzt sind und zumindest während der Bearbeitung zueinander nicht relativ bewegbar sind. Dieser Aufbau ermöglicht durch den Verzicht auf die Pneumatikzylinder einen mechanisch steifen Aufbau und verhindert zuverlässig Stöße durch einsetzende Maßen. Ferner wird auch der Aufbau des Wechselfräsaggregats vereinfacht.
[0006] Bevorzugt werden beide gegenläufige Fräswerkzeuge von einem und demselben Motor angetrieben. Dadurch wird die Konstruktion des Fräswerkzeugaggregats weiter vereinfacht und es muss weniger Maße bewegt werden, wodurch sich die Bearbeitungsgenauigkeit erhöhen kann.
[0007] Der Versatz zwischen den beiden Fräswerkzeugen senkrecht zur Bearbeitungsrichtung beträgt vorzugsweise 0,1 bis 5 mm, besonders bevorzugt 1 bis 3 mm.
[0008] Bevorzugt werden die beiden Fräswerkzeuge auf der Lagereinrichtung von dem Stellmotor aus- und eingesetzt. Dies wird durch eine Steuereinrichtung gesteuert und vereinfacht weiter die Konstruktion des Fräswerkzeugaggregats.
[0009] Das Verfahren zum Bearbeiten der Schmalseite eines plattenförmigen Werkstücks aus Holz, Holzwerkstoffen oder Kunststoff wird mit einem Wechselfräsaggregat durchgeführt, das eine vorlaufende und nachlaufende Fräse aufweist, welche zueinander einen Versatz senkrecht zur Bearbeitungsrichtung aufweisen und die gegenläufig sind, wobei die Wechselfräseinrichtung ferner einen Stellmotor umfasst. Das Verfahren umfasst die Schritte des Positionierens der Fräswerkzeuge für die erste Bearbeitung der Schmalseite, das Fräsen der Schmalseite mit der vorlaufenden Fräse, und das Aus- und wieder Einsetzens der Fräswerkzeuge, so dass die vorlaufende Fräse kontaktfrei über das Endstück der Schmalseite fährt und die nachlaufende Fräse das Endstück wieder bearbeiten kann, wobei das Positionieren und Aus- und Einsetzen mit dem Stellmotor durchgeführt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0011]
Figur 1 zeigt ein Wechselfräsaggregat gemäß dem Stand der Technik;
Figur 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Wechselfräsaggregat;
Figuren 3A bis 3D zeigen den Ablauf der erfindungsgemäßen Schmalseitenbearbeitung.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
[0012] Ein erfindungsgemäßes Wechselfräsaggregat 1 weist eine erste und eine zweite Fräseinrichtung 2a, 2b, eine Lagereinrichtung 3, auf der die beiden Fräseinrichtungen 2a, 2b montiert sind, einen Stellmotor (nicht gezeigt) [evtl. den Stellmotor in den Zeichnungen zumindest schematisch darstellen] zum Verstellen der Lagereinrichtung 3, eine Durchlaufeinrichtung 5, auf der sich das Werkstück in einer Durchlaufrichtung bewegt und eine Steuereinrichtung (nicht gezeigt) auf, die den Stellmotor steuert. Eine Fräseinrichtung 2a, 2b umfasst bevorzugt ein Fräswerkzeug und einen Motor, um das Fräswerkzeug anzutreiben. Alternativ kann jedoch auch nur ein Motor vorgesehen sein und das Fräswerkzeug der anderen Fräseinrichtung 2a, 2b über ein Getriebe (bspw. Zahnräder) mit dem Motor oder der der ersten Fräseinrichtung 2a, 2b verbunden sein, so dass beide Fräswerkzeuge von nur einem Motor angetrieben werden. Die beiden Fräswerkzeuge bewegen sich gegenläufig, wie es in Figur 2 durch Pfeile auf den Fräseinrichtungen dargestellt ist.
[0013] Die beiden Fräswerkzeuge sind mit einem Versatz x zueinander senkrecht zur Durchlaufrichtung D versehen, so dass die vorlaufende Fräseinrichtung 2a, 2b die Schmalseite bearbeitet, die nachlaufende Fräseinrichtung 2a, 2b aber um den Versatz x von der Schmalseite abgehoben ist. Der Versatz x kann bevorzugt manuell oder automatisch verstellt werden. Wenn nur ein Motor für den Antrieb der beiden Fräswerkzeuge verwendet wird, kann der Versatz x verstellt werden, indem sich das zweite Fräswerkzeug um das erste Fräswerkzeug herum dreht, wodurch sich der Versatz x senkrecht zur Durchlaufrichtung D vergrößern kann (in Figur 2 angedeutet durch den Pfeil y). Alternativ ist jedoch ebenfalls möglich, dass ein Stellmotor eines der beiden Fräswerkzeuge linear bewegen kann. Möglich sind auch zwei Stellmotoren für jeweils eine Fräseinrichtung 2a, 2b, jedoch erhöht sich dadurch wieder das Gewicht der Lagereinrichtung 3 und des Wechselfräsaggregats 1 insgesamt. Manuelle Verstellmöglichkeiten umfassen Einsetzlöcher für eine oder beide Fräseinrichtungen 2a, 2b, die in vorbestimmten Abständen vorgesehen sind, oder ein Langloch, in dem die Fräseinrichtungen 2a, 2b verstellt und bpsw. mit einer Schraube festgezogen werden können.
[0014] Im Betrieb des Wechselfräsaggregats 1 wird der Versatz x nicht mehr geändert, sondern er bleibt konstant, so dass nach dem Positionieren der Fräseinrichtungen 2a, 2b auf das Referenzmaß durch den Stellmotor sich der Aus- und der Einsatzhub um den Betrag x ändern muss, damit das nachlaufende Fräswerkzeug auf das Bearbeitungsmaß gefahren wird. Grundsätzlich kann der Aus- und Einsatzhub durch eine eigene Bewegungseinrichtung, wie einen Pneumatikzylinder oder einen eigenen Stellmotor, durchgeführt werden, die die beiden Fräswerkzeuge vom Werkstück weg- und wieder hinbewegt. Dabei ist die Bewegungseinrichtung dann bevorzugt auf der Lagereinrichtung 3 angeordnet. Bevorzugt ist jedoch, dass der Stellmotor diesen Aus- und Einsatzhub durchführt, der die Fräswerkzeuge auch auf das Referenzmaß positioniert. Dies spart weiter Gewicht und vereinfacht die Konstruktion des Wechselfräsaggregats 1.
[0015] Der Stellmotor, der die Lagereinrichtung 3 zusammen mit den Fräseinrichtungen 2a, 2b auf das Referenzmaß positioniert, ist bevorzugt ein Linearmotor, kann aber auch durch eine Drehscheibe ersetzt werden, die die Lagereinrichtung 3 zusammen mit den Fräseinrichtung 2a, 2ben um einen Momentanpol M auf das Referenzmaß eindreht (siehe den gestrichelten Pfeil M' in Figur 2). Die Drehscheibe kann direkt an einem Motor angebracht sein. Ebenso ist es vorstellbar, dass der Aus- und Einsetzhub mit dieser Drehscheibe durchgeführt werden kann, oder mit
In den Figuren 3a bis 3d ist ein Verfahren beschrieben, mit dem das Werkstück bearbeitet wird. Das Aggregat wird über die Positionierachse auf ein gewünschtes Referenzmaß gefahren. Das vorlaufende Fräswerkzeug bearbeitet dann das Werkstück im Gegenlauf (Fig. 3a). Kurz vor der Hinterkante, also bevor der Endbereich der Schmalseite bearbeitet wird, werden die beiden Fräseinrichtungen 2a, 2b zusammen über die Positionierachse ausgerückt, damit die vorlaufende Fräseinrichtung 2a nicht die nachlaufende Kante 4' vom Werkstück abhebt (Fig. 3b). Sobald der nicht vom ersten Fräswerkzeug zu bearbeitende Endbereich des Werkstücks am ersten Fräswerkzeug vorbei gelaufen ist, werden die Fräseinrichtungen 2a, 2b wieder eingerückt (Fig. 3c). Dabei werden die Fräswerkzeuge so eingerückt, dass der Einsatzhub um den Betrag des Versatzes x größer ist, so dass das nachlaufende Fräswerkzeug auf das Referenzmaß des ersten Fräswerkzeugs gebracht wurde und den noch nicht bearbeiteten Endbereich bündig mit der bisherigen Bearbeitung weiterführt (Fig. 3d). Dadurch wird sichergestellt, dass die Abdeckkanten 4' keiner Kraft ausgesetzt werden, die sie vom Werkstück weg bewegen würden. Ferner werden Marken auf der Schmalseite vermieden oder zumindest reduziert.
1. Wechselfräsaggregat (1) zur Bearbeitung von Schmalseiten eines bevorzugt plattenförmigen
Werkstücks (4) aus Holz, Holzwerkstoffen oder Kunststoff, umfassend:
eine Durchlaufeinrichtung (5), auf der ein zu bearbeitendes Werkstück (4) gefördert und auf der das Werkstück (4) bearbeitet wird;
zumindest eine erste vorlaufende Fräseinrichtung (2a) und
eine zweite nachlaufende Fräseinrichtung (2b), die sich zur ersten Fräseinrichtung (2a) gegenläufig dreht, wobei die Fräseinrichtungen jeweils die Schmalseite des Werkstücks (4) auf der Durchlaufeinrichtung (5) bearbeiten;
eine bewegbare Lagereinrichtung (3) zum Lagern der zumindest zwei Fräseinrichtungen; und
einen Stellmotor, der die Lagereinrichtung 3 zu einem geförderten Werkstück (4) und davon weg bewegen kann;
dadurch gekennzeichnet, dass
die beiden Fräseinrichtungen (2a, 2b) zueinander senkrecht zur Durchlaufrichtung (D) einen Versatz x aufweisen und
zumindest während der Bearbeitung zueinander nicht relativ bewegbar sind.
2. Wechselfräsaggregat (1) nach Anspruch 1, bei dem die beiden gegenläufigen Fräseinrichtungen
(2a, 2b) von dem gleichen Motor angetrieben werden.
3. Wechselfräsaggregat (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Versatz x 0,1 mm bis 5
mm, besonders bevorzugt 1 bis 3 mm beträgt.
4. Wechselfräsaggregat (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend
eine Steuereinrichtung, die den Stellmotor der Lagereinrichtung so steuert, dass er
die Lagereinrichtung (3) zusammen mit den Fräseinrichtungen (2a, 2b) Aus- und Einsetzt.
5. Wechselfräsaggregat (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Stellmotor
ein Linearmotor ist.
6. Wechselfräsaggregat (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Versatz
x manuell oder automatisch verstellbar ist, wenn das Wechselfräsaggregat nicht im
Betrieb ist.
7. Verfahren zum Bearbeiten einer Schmalseite eines bevorzugt plattenförmigen Werkstücks
(4) aus Holz, Holzwerkstoffen oder Kunststoff, die benachbart zu Schmalseiten mit
einer angebrachten Abdeckkante ist, wobei die Bearbeitung mit einem Wechselfräsaggregat
(1) erfolgt, das eine vorlaufende und eine nachlaufende Fräseinrichtung (2a, 2b),
welche zueinander einen Versatz x zur Bearbeitungsrichtung aufweisen, sich relativ
zueinander im Betrieb nicht bewegen und gegenläufig sind, und einen Stellmotor umfasst,
wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
- Positionieren der Fräseinrichtungen (2a, 2b) für die erste Bearbeitung der Schmalseite; und
- Fräsen der Schmalseite mit der vorlaufenden Fräseinrichtung;
gekennzeichnet durch das
- Aussetzen der Fräseinrichtungen, so dass die vorlaufende Fräseinrichtung (2a) kontaktfrei über das Endstück der Schmalseite fährt, und nachfolgendes zusätzlich um den Versatz x vergrößertes Einsetzen, so dass die nachlaufende Fräseinrichtung (2b) das Endstück bearbeitet.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei dass das Positionieren und das Aus- und Einsetzen
mit dem Stellmotor durchgeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, ferner umfassend den Schritt des Einstellen des
Versatzes x vor dem Positionieren.