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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Holzstäben oder Holzsäulen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist nicht nur zum Bearbeiten von Holzstäben oder Holzsäulen geeignet, sondern in äquivalenter Weise auch zum Bearbeiten von Kunststoffstäben. Das Hauptgewicht der erfindungsgemässen Bearbeitungsvorrichtung liegt jedoch auf den Holzstäben oder Holzsäulen.
Eine bekannte Vorrichtung zum Bearbeiten von Metallwerkstücken sieht eine Einrichtung vor, welche das zu bearbeitende Metallwerkstück an seinen beiden Enden festhält. Weiterhin ist eine Einrichtung vorgesehen, mittels welcher die Umfangsfläche des Metallwerkstückes bearbeitet werden kann. Nachteilig bei dieser bekannten Bearbeitungsvorrichtung für Metallwerkstücke ist, dass die Bearbeitungsmöglichkeiten nur sehr eingeschränkt sind bzw. dass bestimmte Formgebungen des Metallwerkstückes nur mit einem grossen technischen Aufwand sowie handwerklichem Geschick möglich ist.
Die US 5 065 802 zeigt eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Holzstäben der eingangs angegebenen Art. Zu diesem Zweck ist eine feststehende Bearbeitungseinrichtung auf einem Tisch angeordnet. Auf diesem Tisch befinden sich weiterhin zwei Führungsschienen, längs denen ein Rahmen verschiebbar ist. Dieser Rahmen besitzt eine Halteeinrichtung für den Holzstab. Um den Holzstab auf seiner Oberfläche zu bearbeiten, wird mittels eines Antriebsgetriebes zum einen der schlittenartige Rahmen längs der Führungsschienen verfahren sowie zum anderen zwangsgekoppelt der Holzstab in eine Drehbewegung versetzt. Dadurch kann ein Vierkantholz in ein Rundholz gefräst werden. Ausserdem kann ein Rundholz mit einer wendeiförmigen Oberflächenstruktur versehen werden.
Durch Entkopplung des Drehantriebes ist es ausserdem möglich, den Holzstab mit Längsnuten zu versehen. - Der Nachteil bei dieser bekannten Vorrichtung zum Bearbeiten von Holzstäben besteht darin, dass die Möglichkeiten der Oberflächenbearbeitung beschränkt sind. So können nur Längsstrukturen oder wendelförmige Strukturen aufgebracht werden, jedoch beispielsweise keine Zickzackstrukturen oder gar gravurartige Gebilde.
Ausserdem ist es notwendig, die Maschine in umständlicher Weise für eine neue Struktur dadurch umzurüsten, dass in dem Antriebsgetriebe entsprechende Zahnräder ausgetauscht werden müssen.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung zum Bearbeiten von Holzstäben oder Holzsäulen der eingangs angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass die Holzstäbe oder Holzsäulen mit einer grösseren Möglichkeit an Formen bearbeitet werden können.
Die technische Lösung ist gekennzeichnet durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1.
Die Grundidee besteht darin, dass bei der Vorwärtsbewegung des Verschiebetisches der Holzstab oder die Holzsäule gleichzeitig eine definierte Drehbewegung ausführt. Die Drehbewegung kann dabei in die eine Richtung oder in die andere Richtung erfolgen. Auch ist es möglich und denkbar, dass für eine gewisse Wegstrecke keine Drehbewegung durchgeführt wird. Durch diese Bewegungskopplung mittels einer einfachen Zusatzeinrichtung können die Holzstäbe oder die Holzsäulen wendeiförmig oder zickzackförmig oder mit anderen Formen bearbeitet werden. Mittels der Schablone können bereichsweise gravurartige Strukturen aufgebracht werden.
Erfindungsgemäss realisiert wird diese Zwangskopplung dadurch, dass sich in Richtung des Verschiebeweges des Verschiebetisches eine Führungsschiene erstreckt, welche entsprechend der gewünschten Oberflächenbearbeitung einen bestimmten Verlauf besitzt. Beispielsweise wird bei einer wendeiförmigen Oberflächenbearbeitung des Holzstabes oder der Holzsäule die Führungsschiene bezüglich des Schiebeweges des Verschiebetisches einen spitzen Winkel aufweisen. Bei einer zickzackförmigen Oberflächenstruktur ist die Führungsschiene ebenfalls zickzackförmig ausgebildet. Die so ausgebildete und ausgerichtete Führungsschiene
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steht in Wirkverbindung mit einem Führungselement, welches wiederum in Wirkverbindung mit dem Drehantrieb für den Holzstab oder die Holzsäule steht.
Alternativ zu der Führungsschiene kann eine Schablone für Gravuren vorgesehen sein. Hier dient dann ein Taststift für die Bewegungsführung.
Eine konkrete technische Lösung dieser Wirkverbindung schlägt die Weiterbildung gemäss Anspruch 2 vor. Die Verwendung einer Zahnstange stellt eine technisch einfache Möglichkeit dar, um die radialen Ausschläge des Führungselements auf den Drehantrieb zu übertragen.
Die Weiterbildung gemäss Anspruch 3 schlägt vor, dass die Bearbeitungseinrichtung eine Fräseinrichtung ist. Dabei kann es sich um einen Fräskopf mit Fräsmesser oder aber auch um einen Schaftfräser handeln. Diese Fräseinrichtungen stellen technisch einfache Möglichkeiten dar, um die Oberfläche der Holzstäbe oder Holzsäulen zu bearbeiten.
Die Weiterbildung gemäss Anspruch 4 schlägt vor, dass die Bearbeitungseinrichtung feststehend ist. Dies bedeutet, dass die Bearbeitungseinrichtung bezüglich des Maschinengestells nicht in ihrer Position verändert werden kann, so dass eventuelle Verstellungen in Radialrichtung des Holzstabes oder der Holzsäule durch eine Positionsveränderung dieses Holzstabes oder der Holzsäule durchgeführt werden.
Eine Alternative hierzu schlägt Anspruch 5 vor. Die Grundidee hier besteht darin, dass die Bearbeitungseinrichtung in einem gewissen Bereich in Radialrichtung des Holzstabes oder der Holzsäule verstellt werden kann. In der Bearbeitungsposition ist die Bearbeitungseinrichtung jedoch fest bezüglich des Maschinengestells angeordnet. Indem die Bearbeitungseinrichtung in ihrer Position veränderbar ist, kann zusätzlich aber auch - wie vorstehend beschrieben - der Holzstab oder die Holzsäule quer zur Längserstreckung verstellbar sein.
Wie zuvor bereits erwähnt, schlägt die Weiterbildung des Anspruchs 6 vor, dass die Halteeinrichtung für den Holzstab oder die Holzsäule in ihrer Position quer zur Längserstreckung des Holzstabes oder der Holzsäule verstellbar ist. Dadurch ist eine einfache Möglichkeit geschaffen, um den Holzstab oder die Holzsäule auf einen gewünschten Durchmesser zu bearbeiten. Um die Halteeinrichtung in ihrer gewünschten Position zu fixieren, ist eine Verstelleinrichtung vorgesehen.
Die Weiterbildung gemäss Anspruch 7 hat den Vorteil, dass dadurch kegelig ausgebildete Holzstäbe oder Holzsäulen auf einfache Weise geschaffen werden können.
Die Weiterbildung gemäss Anspruch 8 schafft die Voraussetzung dafür, dass durch die Veränderbarkeit der Grundwinkeleinstellung mehrkantige Holzstäbe oder Holzsäulen geschaffen werden können. Es ist lediglich erforderlich, den Holzstab oder die Holzsäule bei Beginn eines Bearbeitungsvorganges in die jeweilige Winkelposition überzuführen.
Schliesslich schlägt die Weiterbildung gemäss Anspruch 9 vor, dass der Verschiebetisch entweder von Hand oder motorisch verschiebbar ist.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Bearbeitung von Holzstäben wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt: Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf die Bearbeitungsvorrichtung mit einer schemati- schen Darstellung der wesentlichen Teile zur Verdeutlichung des Gesamtaufbaus; Fig. 2 eine detailliertere Draufsicht der Bearbeitungsvorrichtung in Fig. 1; Fig. 3 einen Querschnitt durch die Bearbeitungsvorrichtung im Bereich der Zahnstange der
Halteeinrichtung (in Fig. 2 rechts).
Die Vorrichtung zum Bearbeiten von Holzstäben 1 (es könnte auch gleichermassen eine Holz-
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säule sein) weist einen Verschiebetisch 2 auf, welcher in Richtung des Pfeiles P entweder von Hand oder aber mittels eines Antriebsmotors verschiebbar ist. An beiden Enden des Verschiebetisches 2 befindet sich jeweils ein querverlaufender Träger 3 mit einer Halteeinrichtung für den zu bearbeitenden Holzstab 1, wobei die Halteeinrichtung 4 die Mittelachse M des Holzstabes 1 definiert. Die beiden Träger 3 sind jeweils mittels eines Handrades 5 in Querrichtung des Verschiebetisches 2 verstellbar. Der in der Zeichnung rechten Halteeinrichtung 4 ist ein Elektroantrieb 15 zugeordnet. Dabei kann es sich um einen Elektromotor handeln oder aber um den Antrieb einer herkömmlichen Bohrmaschine.
Dieser Elektroantrieb 15 wirkt auf die Welle der Halteeinrichtung 4.
Eine Spindel 7 ist als gemeinsame Welle mit der rechten Halteeinrichtung 4 ausgebildet und steht in Wirkverbindung mit einer quer zur Verschieberichtung des Verschiebetisches 2 verlaufenden Zahnstange 8. Um die Spindel 7 mit der Zahnstange 8 zu koppeln, dient eine Verstellschraube 9. Diese wirkt am vorderen Ende auf radiale Verriegelungsstifte 10. Nach der Radialbewegung dieser Verriegelungsstifte 10 gelangt die Spindel 7 in Formschluss mit einem Zahnrad 11, welches mit der Zahnstange 8 kämmt. Dadurch ist ein Drehantrieb 6 geschaffen.
Die Zahnstange 8 trägt weiterhin ein Führungselement 12. Dieses ist gleitbar auf einer Führungsschiene 13 gelagert, wobei in Fig. 2 zwei Typen von Führungsschienen 13 dargestellt sind, nämlich eine gerade verlaufende Führungsschiene 3 (in drei Winkelpositionen) sowie eine zickzackförmige Führungsschiene 13.
Schliesslich weist die Anlage noch eine Bearbeitungseinrichtung 14 in Form eines Fräskopfes mit Fräsmesser (links) oder einem Schaftfräser (rechts) auf.
Die Funktionsweise der Bearbeitungsvorrichtung für Holzstäbe 1 ist wie folgt, wobei verschiedene Bearbeitungsvorgänge beschrieben werden sollen: 1) Zur Rundbearbeitung des Holzstabes 1 wird dieser zwischen die Spitzen der Halteeinrichtung 4 eingespannt. Der Holzstab 1 wird mittels des Elektroantriebs 15 in eine Drehbewegung versetzt. Die Spindel 7 ist dabei von der Zahnstange 8 entkoppelt. Der Fräskopf der Bearbeitungseinrichtung 14 ist ebenfalls in Betrieb, und der Verschiebetisch 2 wird in Richtung des Pfeiles P langsam an diesem laufenden Fräskopf der Bearbeitungseinrichtung 14 entlanggeschoben. Der Spantiefenabtrag erfolgt durch Verschieben der quer verlaufenden Träger 3 gegen die Bearbeitungseinrichtung 14.
Bei einer einseitigen Verstellung der Träger 3 erfolgt eine konische Bearbeitung des Holzstabes 1.
2) Beim Einfräsen von Kehlen wird der Holzstab 1 auf der entsprechenden Längsposition festgestellt und die Träger 3 in Richtung Bearbeitungseinrichtung 14 verschoben.
3) Bei einer Mehrkantbearbeitung des Holzstabes 1 wird der Holzstab 1 in entsprechender radialer Lage festgesetzt, beispielsweise bei einer 4-Kantbearbeitung in Winkelschritten von 90 . Das Werkstück wird dabei jeweils in der entsprechenden Winkellage längs an der Bearbeitungseinrichtung 14 entlangbewegt. In diesem Fall ist der Elektroantrieb 15 ausgekoppelt.
4) Bei einer wendeiförmigen Bearbeitung des Holzstabes 1 wird wiederum der Holzstab 1 zwischen den Halteeinrichtungen 4 eingespannt. Der Elektroantrieb 15 ist ausgekoppelt. Allerdings ist die Spindel 7 ist mit der Zahnstange 8 gekoppelt und somit der Drehantrieb 6 aktiviert.
Als Führungsschiene 13 dient die gerade verlaufende Führungsschiene 13 (in Fig. 2 unten), allerdings mit einer Schrägstellung dieser Führungsschiene 13 bezüglich der Verschieberichtung des Verschiebetisches 2.
Bei einer Längsbewegung des Verschiebetisches 2 erfährt somit die Zahnstange 8 eine Bewe-
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gung. Dadurch wird die Spindel 7 und damit die Halteeinrichtung 4 in eine Drehbewegung versetzt, so dass zwangsläufig am Umfang des Holzstabes 1 eine Wendelform entsteht. Die Steigung der Wendel richtet sich nach der Winkellage der Führungsschiene 13. Somit können in jeder radialen Winkellage an zylindrischen oder konischen Holzstäben 1 wendeiförmige Fräsungen vorgenommen werden.
5) Soll statt der Wendelform eine Zickzackform auf der Oberfläche des Holzstabes 1 eingefräst werden, wird als Führungsschiene 13 die in Fig. 2 obere, zickzackförmige Führungsschiene 13 verwendet.
6) Schliesslich kann durch eine Zusatzeinrichtung auch eine Schriften- und Gravurbearbeitung mittels Aufnahme einer Handfräsmaschine durchgeführt werden. Diese Zusatzeinrichtung ist allerdings in den Zeichnungen nicht dargestellt.
Das Grundprinzip ist dabei folgendes: Die Spindel 7 ist wiederum mit der Zahnstange 8 gekoppelt. Statt des Führungselements 12 ist ein Taststift vorgesehen, welcher längs einer Schablone oder einer Zeichnung geführt wird, welche auf dem feststehenden Fräsmaschinentisch befestigt ist. Bei manueller Bewegung dieses Taststiftes auf der Schablone oder der Zeichnung wird der Holzstab 1 entsprechend längs sowie radial an einem Fräser (Schaftfräser, Stiftfräser) entlanggeführt, wobei die Kontur auf dem Holzstab 1 entsteht. Die Gravurtiefe wird über die beiden Träger 3 oder über die Führung der Handfräsmaschine manuell eingestellt.
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