Kantenfräsvorrichtung und Verfahren zum Fräsen einer Kante

Abstract

 Eine Kantenfräsvorrichtung (10) mit rotierenden Fräswerkzeugen (14) zeichnet sich durch mindestens zwei Fräswerkzeuge (14) aus, die in einer Verschieberichtung eines zu bearbeitenden Werkstücks (30) hintereinander angeordnet sind, wobei die mindestens zwei Fräswerkzeuge (14) mit mindestens einem Antriebsmotor (13) derart gekoppelt sind, dass sie im Betrieb mit zueinander unterschiedlichen Drehzahlen rotieren. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Fräsen einer Kante mit einer derartigen Kantenfräsvorrichtung (10).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kantenfräsvorrichtung, bei der ein Werkstück in einer Vorschubrichtung an mindestens einem rotierenden Fräswerkzeug vorbeigeführt wird, um eine Kante des Werkstücks zu bearbeiten, beispielsweise um diese Kante anzufasen. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Fräsen einer Kante.

[0002] Derartige Fräsvorrichtungen finden beispielsweise in der Fußbodenindustrie zur Bearbeitung von Kanten bei Holz- und/oder Laminatpaneelen Verwendung.

[0003] In manchen Umgebungen oder zur Erzielung einer bestimmten Stilwirkung ist es gewünscht, auch einem neuen Holz- und/oder Laminatfußboden ein rustikales Aussehen zu geben. Ein dabei verwendetes Stilmittel besteht darin, die Holz- und/oder Laminatpaneele, nachfolgend zusammengefasst als Fußbodenpaneele bezeichnet, aus denen der Fußbodenbelag zusammengesetzt ist, mit einer nicht glatten, "gebrochenen" Kante zu versehen. Diese wirkt jedoch nur dann natürlich, wenn sie eine unregelmäßige Struktur aufweist. Eine Möglichkeit, um ein Fußbodenpaneel mit einer derartigen Bruchkante, auch Bruchfase genannt, zu versehen, liegt in einer manuellen Nachbearbeitung der Kante mit groben Raspel- und/oder Schlagwerkzeugen. Dieses ist jedoch arbeits- und entsprechend kostenintensiv.

[0004] Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kantenfräsvorrichtung der eingangs genannten Art und ein Verfahren zum Fräsen einer Kante bereitzustellen, mit denen ein Holz- und/oder Laminatprofil mit einer unregelmäßigen Bruchkante versehen werden kann.

[0005] Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kantenfräsvorrichtung und ein Verfahren mit den jeweiligen Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

[0006] Eine erfindungsgemäße Kantenfräsvorrichtung weist mindestens zwei Fräswerkzeuge auf, die in einer Verschieberichtung des Werkstücks hintereinander angeordnet sind. Die Fräswerkzeuge sind mit mindestens einem Antriebsmotor derart gekoppelt, dass sie im Betrieb zueinander unterschiedliche Drehzahlen aufweisen.

[0007] Die unterschiedlichen Drehzahlen führen zu einer Überlagerung der Fräsbilder der einzelnen Fräswerkzeuge, die einen unregelmäßigen Eindruck abgibt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Kantenfräsvorrichtung ist ein gemeinsamer Motor vorgesehen, an dem die mindestens zwei Fräswerkzeuge über Getriebestufen mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen angekoppelt sind. Auf diese Weise kann die unterschiedliche Drehzahl der Fräswerkzeuge auf einfache Weise mit geringem apparativem Aufbau realisiert werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung können beispielsweise vier Fräswerkzeuge so von einem Motor mit unterschiedlicher Drehzahl angetrieben werden. Besonders vorteilhaft sind die Drehzahlen der Fräswerkzeuge nur leicht voneinander unterschiedlich, wodurch sich eine gleiche Stellung der Fräswerkzeuge zueinander erst nach einer hohen Anzahl von Motordrehungen wiederholt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass sich die Drehzahlen der Fräswerkzeuge untereinander um maximal 30%, bevorzugt um weniger als 10% unterscheiden.

[0008] Die Unregelmäßigkeit der von der Kantenfräsvorrichtung erzeugten Bruchkante kann in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weiter gesteigert werden, indem der Motor von einer Steuervorrichtung automatisch während seines Betriebs in seiner Drehzahl variiert wird. Besonders bevorzugt kann diese Variation nach einem Zufallsprinzip innerhalb eines vorgegebenen Drehzahlbereichs vorgenommen werden.

[0009] Ein besonders rustikales Aussehen der Bruchfase wird erzielt, wenn die Umlaufgeschwindigkeit der Fräswerkzeuge relativ langsam ist und insbesondere im Bereich der Vorschubgeschwindigkeit des zu bearbeitenden Werkstücks liegt. Auf diese Weise hinterlassen einzelne Schneiden des Fräswerkzeugs einzelne und sichtbare Spuren im Werkstück, die den nachzuahmenden Gebrauchsspuren entsprechen. Übertragen auf eine Drehzahl der Fräswerkzeuge bedeutet dieses, das bei typischen Vorschubgeschwindigkeiten Drehzahlen von weniger als 3000 Umdrehungen pro Minute und insbesondere im Bereich von 200 bis 1800 Umdrehungen pro Minute für die Fräswerkzeuge vorgesehen sind. Diese für eine Holz- oder Kunststoffbearbeitung relativ kleinen Drehzahlen führen dazu, dass die einzelnen Fräswerkzeuge jeweils einzelne, sichtbare Spuren im Werkstück hinterlassen.

[0010] Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Fräsen einer Kante zeichnet sich dadurch aus, dass ein zu bearbeitendes Werkstück an einer Kantenfräsvorrichtung mit mindestens zwei rotierenden Fräswerkzeugen vorbeigeführt wird, wobei die mindestens zwei Fräswerkzeuge mit zueinander unterschiedlichen Drehzahlen rotieren. Bevorzugt rotieren die Fräswerkzeuge zueinander mit einem festen Drehzahlverhältnis. Weiter bevorzugt werden die Drehzahlen der Fräswerkzeuge während des Fräsens der Kante automatisch variiert, insbesondere zufällig. Es ergeben sich die im Zusammenhang mit der Kantenfräsvorrichtung beschriebenen Vorteile.

[0011] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mithilfe von Figuren näher dargestellt. Die Figuren zeigen:

Fig. 1

eine teilgeschnittene Seitenansicht einer Kantenfräsvorrichtung;

Fig. 2

eine Ausschnittvergrößerung aus Fig. 1;

Fig. 3

eine isometrische Ansicht auf die Kantenfräsvorrichtung mit einer gegenüber Fig. 1 um 90 Grad gedrehten Blickrichtung;

Fig. 4

eine isometrische Teilansicht auf den Fräsbereich der Kantenfräsvorrichtung aus einer Schrägperspektive; und

Fig. 5

eine schematische Ansicht eines Werkstücks mit einer Bruchkante.

[0012] Fig. 1 zeigt eine Seiteneinrichtung einer Kantenfräsvorrichtung 10 zusammen mit einer Vorschubeinrichtung 20 für ein Werkstück 30. Fig. 1 gibt die Anordnung in einer Seitenansicht wieder, wobei die Blickrichtung entlang der Vorschubrichtung des Werkstücks 30 verläuft. Fig. 2 zeigt eine Ausschnittvergrößerung des Fräsbereichs der Kantenfräsvorrichtung der Fig. 1.

[0013] Die Kantenfräsvorrichtung 10 umfasst einen Maschinenständer 11, der ein Maschinengehäuse 12 trägt. Das Maschinengehäuse 12 ist im vorliegenden Beispiel sowohl schwenkbar als auch im Hinblick auf seine Höhe und seitliche Ausrichtung montiert. Im oberen, dem Werkstück 30 zugewandten Bereich stellt das Maschinengehäuse 12 mehrere, vorliegend vier, rotierende Aufnahmen für Fräswerkzeuge 14 bereit. In der Blickrichtung der Fig. 1 und 2 liegen diese Aufnahmen und damit die Fräswerkzeuge mit gleicher Achsausrichtung in Blickrichtung hintereinander, so dass in den Figuren nur das vordere Fräswerkzeug 14 sichtbar ist.

[0014] Die Fräswerkzeuge 14 sind innerhalb des Maschinengehäuses 12 über ein Getriebe mit einem Antriebsmotor 13 verbunden, der an der den Fräswerkzeugen 14 gegenüberliegenden Seite des Maschinengehäuses 12 angeflanscht ist. Das Getriebe enthält beispielsweise Zahnräder, die über eine direkte Kopplung und/oder über Zahnriemen miteinander im Eingriff stehen. Das Getriebe ist so ausgebildet, das der Antriebsmotor 13 die in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehenen vier Fräswerkzeuge 14 antreibt. Dabei sind mindestens zwei der Fräswerkzeuge 14, bevorzugt jedoch alle Fräswerkzeuge 14, mit unterschiedlichem Übersetzungsverhältnis des Getriebes an den Antriebsmotor 13 gekoppelt.

[0015] In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Maschinengehäuse 12 schwenkbar und höhen- und seitenverstellbar an dem Maschinenständer 11 montiert. Diese Freiheitsgrade erlauben eine Positionierung der Fräswerkzeuge 14 gegenüber dem Werkstück 30, sowie eine Einstellung des Winkels der Anfasung. Gegebenenfalls kann das Maschinengehäuse auch fest mit dem Maschinenständer 11 verbunden sein, falls die das Werkstück 30 tragende Vorschubeinrichtung 20 die entsprechenden Einstellmöglichkeiten bietet.

[0016] Der Antriebsmotor 13 ist bevorzugt ein gut in seiner Drehzahl regelbarer Motor, beispielsweise ein bürstenloser Drehstrommotor, der von einer hier nicht dargestellten Steuervorrichtung im Hinblick auf seine Drehzahl variabel angesteuert wird.

[0017] Als Werkstück 30 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Laminatpaneel gezeigt, das von der Vorschubeinrichtung 20 in seiner Längsrichtung an der Kantenfräsvorrichtung 10 entlang transportiert wird. Die Vorschubeinrichtung 20 ist schematisch durch einen unteren Führungsblocks 21 und einen oberen Führungsblock 22 wiedergegeben, die voneinander beabstandet sind und zwischen denen das Werkstück 30 durchgeschoben wird. Der Vorschub kann dabei beispielsweise mithilfe von Transportketten realisiert sein, die innerhalb des unteren und oberen Führungsblock 21, 22 im Bereich des Werkstücks 30 geführt sind.

[0018] Die genaue Ausbildung der Vorschubeinrichtung 20 ist für die Funktion der Kantenfräsvorrichtung 10 zweitrangig. Wichtig ist, dass eine Relativbewegung zwischen dem Werkstück 30 und der Kantenfräsvorrichtung 10 erzielt wird, beispielsweise indem wie dargestellt das Werkstück 30 entlang der Kantenfräsvorrichtung 10 geführt wird. In einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, die Kantenfräsvorrichtung 10 an dem Werkstück 30 entlang zu führen.

[0019] Wie aus der Vergrößerung der Fig. 2 zu erkennen ist, weist das als Werkstück 30 dargestellte Paneel eine Feder auf, die an der in der Figur unten liegenden Kante von den Fräswerkzeugen 14 bearbeitet wird. Die Kantenfräsvorrichtung 10 weist weiterhin im Bereich der Fräswerkzeuge 14 eine Absaughaube 15 auf, die in einen Absaugstutzen 16 übergeht und über die entstehende Frässpäne abgesaugt werden können.

[0020] In Fig. 3 ist die Kantenfräsvorrichtung 10 mit der Vorschubeinrichtung 20 in einer isometrischen Darstellung wiedergegeben. Der Blickwinkel ist gegenüber den Figuren 1 und 2 um 90 Grad geschwenkt, so dass in horizontaler Richtung auf die den Fräswerkzeugen 14 abgewandte Seite des Maschinengehäuses 12 geblickt wird.

[0021] In Fig. 4 ist ein Ausschnitt der Kantenfräsvorrichtung 10 ebenfalls in isometrischer Darstellung gezeigt, wobei hier ein Blickwinkel von schräg oben gewählt wurde. Zudem sind Teile der Absaughaube 15 entfernt worden, so dass die Fräswerkzeuge 14 und ihr Eingriff in das Werkstück sichtbar sind.

[0022] Entlang ihres Umfangs weisen die Fräswerkzeuge eine Anzahl von Schneiden auf, die vorliegend durch eingesetzte Schneidplättchen realisiert sind. Es ist zu erkennen, dass die Schneiden der verschiedenen Fräswerkzeuge 14 sich an unterschiedlichen Drehpositionen befinden. Durch die unterschiedliche Getriebeübersetzung bei der Ankopplung der Fräswerkzeuge 14 an den Antriebsmotor 15 verändert sich die relative Position der Schneiden der Fräswerkzeuge 14 zueinander kontinuierlich. Es entsteht auf diese Weise ein quasi zufälliges Muster, das die Schneiden der Fräswerkzeuge 14 in dem vorbeigeführten Werkstück 30 hinterlassen. Es wird auf diese Weise eine Bruchkante geformt, die in ihrer Unregelmäßigkeit natürliche Abnutzungsspuren nachahmt.

[0023] Die Unregelmäßigkeit kann darüber hinaus erhöht werden, indem der Antriebsmotor 13 nicht mit einer festen Drehzahl betrieben wird, sondern mit einer Drehzahl die ständig innerhalb gewisser vorgegebener Drehzahlgrenzen variiert wird. Besonders bevorzugt geschieht die Variation zufallsbedingt. Dazu können beispielsweise in einer Steuervorrichtung Zufallszahlen generiert werden, die eine bestimmte zufällig ausgewählte Drehzahl und eine zufällig bemessene Zeitspanne betreffen. Der Antriebsmotor 13 wird dann mit der zufällig ausgewählten Drehzahl für die zufällig ausgewählte Zeitperiode betrieben, bevor er für eine nächste Zeitperiode zu einer nächsten Drehzahl wechselt.

[0024] Fig. 5 zeigt das Ergebnis einer derartigen Kantenbearbeitung. Dargestellt ist ein Abschnitt eines Fußbodenpaneels als Werkstück 30. An einer Längskante 31 des Werkstücks 30 ist mit der erfindungsgemäßen Kantenfräsvorrichtung 10 eine Bruchfase 32 ausgebildet.

Bezugszeichenliste

[0025] 

10

Kantenfräsvorrichtung

11

Maschinenständer

12

Maschinengehäuse

13

Antriebsmotor

14

Fräswerkzeug

15

Absaughaube

16

Absaugstutzen

20

Vorschubeinrichtung

21

unterer Führungsblock

22

oberer Führungsblock

30

Werkstück

31

Längsseite

32

Bruchfase

Ansprüche

1. Kantenfräsvorrichtung (10) mit rotierenden Fräswerkzeugen (14), dadurch gekennzeichnet, dass die Kantenfräsvorrichtung (10) mindestens zwei Fräswerkzeuge (14) aufweist, die in einer Verschieberichtung eines zu bearbeitenden Werkstücks (30) hintereinander angeordnet sind, wobei die mindestens zwei Fräswerkzeuge (14) mit mindestens einem Antriebsmotor (13) derart gekoppelt sind, dass sie im Betrieb mit zueinander unterschiedlichen Drehzahlen rotieren.

2. Kantenfräsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, bei der ein Antriebsmotor (13) vorhanden ist, der über Getriebeelemente mit unterschiedlichem Übersetzungsverhältnis mit den mindestens zwei Fräswerkzeugen (14) gekoppelt ist.

3. Kantenfräsvorrichtung (10) nach Anspruch 2, bei der die den einzelnen Fräswerkzeugen (14) zugeordneten Übersetzungsverhältnisse sich nur geringfügig, insbesondere um weniger als 30% voneinander unterscheiden.

4. Kantenfräsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, aufweisend eine Steuervorrichtung für den Antriebsmotor (13) zur automatischen Variation der Drehzahl des Antriebsmotors (13) während seines Betriebs.

5. Kantenfräsvorrichtung (10) nach Anspruch 4, bei der die Variation der Drehzahl zufällig erfolgt.

6. Kantenfräsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der eine Umlaufgeschwindigkeit der Fräswerkzeuge (14) im Bereich einer Vorschubgeschwindigkeit des zu bearbeitenden Werkstücks (30) liegt.

7. Kantenfräsvorrichtung (10) nach Anspruch 6, bei der die Drehzahl der Fräswerkzeuge (14) kleiner als 3000 Umdrehungen pro Minute ist und insbesondere im Bereich von 200 bis 1800 Umdrehungen pro Minute liegt.

8. Verfahren zum Fräsen einer Kante, dadurch gekennzeichnet, dass ein zu bearbeitendes Werkstück (30) an einer Kantenfräsvorrichtung (10) mit mindestens zwei rotierenden Fräswerkzeugen (14) vorbeigeführt wird, wobei mindestens die zwei Fräswerkzeuge (14) mit zueinander unterschiedlichen Drehzahlen rotieren.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Fräswerkzeuge (14) zueinander mit einem festen Drehzahlverhältnis rotieren.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die Drehzahlen der Fräswerkzeuge (14) während des Fräsens der Kante automatisch variiert werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Variation der Drehzahl zufällig erfolgt.

Zeichnung