DE102004010533B4

DE102004010533B4 - Anlage zum stirnseitigen verbinden von Brettern und ähnlichen Werkstücken

Info

Publication number: DE102004010533B4
Application number: DE102004010533A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Hofmann Alfred
Original assignee: Alfred Hofmann E K; ALFRED HOFMANN EK
Current assignee: Alfred Hofmann Ek 35447 Reiskirchen De
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2004-03-04
Publication date: 2012-10-11
Anticipated expiration: 2024-03-05
Also published as: DE20303629U1; DE102004010533A1

Abstract

Anlage zum stirnseitigen Verbinden von Werkstücken (1, 2) aus Holz oder einem ähnlichen Material unter Verwendung von Klebstoff, mit der die auf einem Presstisch (5, 6) eingespannten Werkstücke an den zu verbindenden Stirnseiten durch eine Fräseinrichtung so bearbeitet werden können, dass kongruent ineinander passende, vorzugsweise keilförmige Zinken entstehen, die unmittelbar nach dem Fräsen ohne Spiel mit Druck ineinander geschoben und unter Zugabe von Klebstoff dauerhaft miteinander verbunden werden können, wobei dem Presstisch (5, 6) eine feststehende Führungssäule (17) zugeordnet ist, auf der unter Benutzung eines auf Rollen (16) oder Gleitschienen vertikal bewegbaren Schlittens (15), ein Fräsaggregat mit Fräskopf (13) und Antrieb (14) derart gelagert ist, dass es nach dem Arbeitsgang „Fräsen” mit einem Antrieb (19, 20) seitwärts aus dem Arbeitsbereich am Presstisch (5, 6) heraus bewegbar ist und der Schlitten (15) mit den aus dem Arbeitsbereich zurückgezogenen Fräsköpfen (13) vertikal bis unter die Presstischebene in eine Position bewegbar ist, in...

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum stirnseitigen Verbinden von Werkstücken aus Holz oder einem ähnlichen Material unter Verwendung von Klebstoff, mit der die auf einem Presstisch eingespannten Werkstücke an den zu verbindenden Stirnseiten durch eine Fräseinrichtung so bearbeitet werden können, dass kongruent ineinander passende, vorzugsweise keilförmige Zinken entstehen, die unmittelbar nach dem Fräsen ohne Spiel mit Druck ineinander geschoben und unter Zugabe von Klebstoff dauerhaft miteinander verbunden werden können Bei Leisten, Brettern, Bohlen, Balken und ähnlichen Werkstücken, besteht sehr häufig Bedarf an langen Einheiten, die aus Vollholz nur schwer zu schneiden sind. Man hat Zur Gewinnung langer Einheiten, insbes. bei Rundholz, hat man mit großem Aufwand, die Holzteile mit langen diagonalen Schnitten geschäftet um ausreichend große Verbindungsflächen für die Verleimung der Teile zu bekommen. Eine andere bekannte und bewährte Methode zur stirnseitigen Verbindung von Werkstücken, ist das Einfräsen von keilförmigen Zinken in deren Stirnflächen, die unter Einsatz von Klebstoffen und Druck miteinander verbunden werden. Mit dieser Methode werden Verbindungen für beliebig lange Werkstücke erreicht, die in etwa den Eigenschaften von Vollholz entsprechen.
Nach dem Einfräsen der Keilzinken in die Stirnseiten der Werkstücke, wird in die gefrästen Stirnseiten Klebstoff eingebracht und diese dann unter Druck so ineinander geschoben, dass allein diese Druckverbindung ausreichend fast ist, die verbundenen Werkstücke problemlos weiter in den Bereich einer Einrichtung zu bewegen, in der die Werkstücke dann auf die gewünschte Länge geschnitten werden.
Für das Bewegen, Ausrichten und Einspannen der Werkstücke auf einem Presstisch zur Vorbereitung des nachfolgenden Fräs-Arbeitsganges, ergeben sich ebenso wie bei den Folgearbeiten, vom Zusammenpressen der Werkstücke bis zum Transport, dadurch unerwünschte Standzeiten und damit Verlustzeiten, weil die nachfolgenden Werkstücke erst nach der Rückführung der Fräseinrichtung in die Ausgangsposition ausgerichtet und eingespannt werden können.
Bei diesen Anlagen ist also die Richtarbeit für das Einspannen und Fixieren der Werkstücke erst freigegeben, wenn die Fräseinrichtung für den folgenden Arbeitsgang in die Ausgangsposition zurückgeführt ist. Steht das Fräsaggregat nach der Bearbeitung der Stirnflächen der Werkstücke oberhalb des Arbeitsplatzes an dem die Werkstücke bearbeitet und gepresst werden, also oberhalb der Auflageflächen der Presstische, kann dieser Arbeitsbereich für das Ausrichten und Einspannen der Werkstücke nicht genutzt werden, weil vorher das Fräsaggregat aus dieser Position in die unterhalb der Presstischebene liegende Ausgangsposition gebracht werden muss. Das kann nur geschehen, wenn die unter Druck ineinander geschobenen Werkstücke den Arbeitsbereich des Fräsers verlassen haben und das nachfolgende Werkstück noch nicht bis zur Bearbeitungsstelle nachgeschoben ist. Hier ergeben sich von einem Arbeitsbereich zum nächsten Verlustzeiten.
Ein anderes bekanntes Verfahren teilt den Arbeitszyklus in drei Arbeitsprozesse die in parallel arbeitende Arbeitsstationen aufgeteilt werden können, so dass unter Einschaltung von Zwischenlagern ohne Verlustzeiten durchgearbeitet werden kann. Bei diesem Verfahren wird zumindest das Fräsen und das Zusammenpressen auf getrennten Arbeitsplätzen durchgeführt, was hinsichtlich des Aufwandes an Raum, zusätzlichen Transportbewegungen und vor allem wegen der geringeren Passgenauigkeit der gefrästen Zinken unerwünscht ist.
Bei einer aus DE 165 3018 A bekannten Anlage der angegebenen Art wird ein vertikal beweglicher Bearbeitungsschlitten mit Fräse und Leimwalzen während des Arbeitshubes gleichzeitig in Längsrichtung mit dem kontinuierlich transportierten Holz mitgeführt. Wenn der Bearbeitungsschlitten nach der Beleimung seine tiefste Lage erreicht hat und die Hölzer zusammengefügt werden, wird der Bearbeitungsschlitten unterhalb der Hölzer in die Ausgangsstellung zurückbewegt und zwischen den als nächstes zu bearbeitenden Holzenden in die Ausgangslage für den nächsten Bearbeitungsvorgang nach oben gefahren. Eine solche Anlage ist aufwendig und erfordert eine genaue Koordination der Bewegung des Holzes und des Schlittens während des Bearbeitungsvorgangs.
Es ist weiterhin aus EP 0 512 503 A2 eine kombinierte Keilzinkenfräs-, Beleim- und Pressanlage bekannt, bei der das Bearbeitungsaggregat Bretter von zwei entgegengesetzten Seiten aus bearbeiten kann. Hierzu ist das Bearbeitungsaggregat in beiden Endpositionen um 180° schwenkbar, um die Frässpindel jeweils wieder in die den Brettern zugeordnete Ausgangsstellung zu bringen.
Weiterhin ist aus DE 29 33 091 eine Anlage der angegebenen Art bekannt, bei der die Fräseinrichtung an einem Schlitten angeordnet ist, der vertikal verschiebbar an einem Führungsteil gelagert ist. Das Führungsteil ist an einem zweiten Schlitten befestigt, der an einem ortsfesten horizontalen Teil in horizontaler Richtung verschiebbar geführt ist. Das Fräsen der Keilzinken erfolgt hierbei von oben nach unten. Anschließend wird das Führungsteil mit Hilfe des zweiten Schlittens seitlich so weit geschoben bis die Vorderkante der Fräsköpfe und Leimrollen hinter die Längsführung für das nächstliegende Holzstück zurück bewegt ist. Während des Verbindens und Weitertransports der Holzstücke kann dann der erste Schlitten nach oben in die Ausgangshöhe und dann der zweite Schlitten wieder in die Ausgangsstellung für den nächstes Fräsvorgang zurückbewegt werden. Diese Anlage hat den Nachteil, dass die vertikale Säulenführung für den ersten Schlitten bewegbar ist. Dies erfordert zusätzlichen Bewegungsraum und eine aufwändige Gestaltung der Führung für den zweiten Schlitten. Weiterhin muss mit dem Zurückfahren des Fräsaggregats über den Bearbeitungstisch gewartet werden bis dort keine Handhabungen vorzunehmen sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zum stirnseitigen Verbinden von auf einem Presstisch eingespannten Werkstücken aus Holz oder ähnlichem Material zu schaffen, die unter Beibehaltung einer hohen Bearbeitungsqualität mit einer einstufigen Bearbeitungsstelle arbeitet und bei der die durch Folgearbeiten an den bearbeiteten Werkstücken sich ergebenden Zeitverluste vermindert sind, die Leistung also gesteigert ist.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 angegeben.
Bei der Anlage nach der Erfindung sind die Fräsköpfe an einer mit dem Presstisch ausgerichteten Führungssäule geführt und abgestützt, wodurch eine genaue und qualitativ hochwertige Bearbeitung ermöglicht wird. Während des Fügens der Werkstücke können die Fräsköpfe in die Ausgangsposition für den nächsten Fräsgang bewegt werden, ohne dadurch die Füge- und Vorbereitungsarbeiten zu behindern. Dies führt zu einer Verkürzung der Taktzeit für einen Arbeitszyklus. Die Aufwärtsbewegung der Fräsköpfe beim Fräsen hat weiterhin den Vorteil, dass ein günstiger Späneaustrag gegeben und das Entfernen der Späne einfach ist.
Anhand der Zeichnungen wird eine Anlage gemäß der Erfindung beschrieben und deren Wirkungsweise erläutert. Es zeigen:
1 eine Anlage gemäß der Erfindung im Aufriss,
2 die Anlage im Seitenriss, und
3 die Anlage im Grundriss,
Zum stirnseitigen Verbinden der Werkstücke, im Beispiel „Bretter” 1, 2, werden diese mit Hilfe der Spannvorrichtungen 3, 4 auf den Presstische 5, 6 fixiert. Im Ausführungsbeispiel werden hierfür Hydraulikzylinder 7 und 8 eingesetzt, die die Bretter 1, 2 mit den Klemmbacken 9, 10 auf den Presstischen 5, 6 fixieren.
Im Arbeitsbereich des Fräsaggregates 13, 14 übernehmen die Transportrollen 11, 12 den Transport der Bretter 1, 2 in die ersichtliche Betriebsstellung. Zur Bearbeitung der Stirnflächen der Bretter 1, 2 ist im Bereich der Presstische 5, 6 eine Ausnehmung vorgesehen, durch die das Fräsaggregat 13, 14 aus dem Bereich unterhalb der Frästischebene mit einer Hubbewegung bewegt wird. Die Fräsköpfe 13 erfassen bei dieser Hubbewegung die stirnseitigen Flächen der Bretter 1, 2 und fräsen dabei die gewünschten, keilförmigen Zinken aus den Stirnseiten der Werkstücke.
Das Fräsaggregat 13, 14 besteht aus den beiden, mit angepassten Fräswerkzeugen bestückten, im gegenläufigen Drehsinn umlaufenden Fräsköpfen 13, die zusammen mit dem Antriebsmotor 14 auf einem schlittenartigen Träger 15 montiert sind. Der Schlitten 15 ist auf der gegenüber dem Presstisch ausgerichteten Führungssäule 17 über Rollen oder Gleitkufen geführt gelagert. Durch die parallele Anordnung der Fräsköpfe 13 auf dem Schlitten 15 ergeben sich zusammen mit der gegenläufigen Drehung der Fräswerkzeuge, auf den gegenüber liegenden Stirnseiten exakt ausgerichtete, geschnittene Zinken.
Die zwischen den zu verbindenden Stirnseiten der auf dem Presstisch eingespannten Werkstücke 1, 2 laufenden Fräsköpfe 13 werden mit dem Schlitten durch den Antrieb 18 unter Führung und Abstützung an der Führungssäule 17 nach oben bewegt. Durch die Anordnung der gegen läufig drehenden, gleichmäßig an beiden zu verbindenden Stirnflächen angreifenden Fräsköpfen ergibt sich ein Ausgleich der Drehmomente, was die Qualität der Fräskonturen verbessert und die Belastung der Antriebselemente vermindert. Die Fräswerkzeuge sind dabei so ausgerichtet, dass die in die Stirnflächen eingearbeiteten, sich gegenüber liegenden Zinken, jeweils um eine halbe Zinkenbreite versetzt sind. Damit ergeben sich beim Zusammendrücken der Stirnseiten der Werkstücke 1, 2 in der Längsachse keine seitlichen Versetzungen, also glatte durchgehende Oberflächen.
Auf dem Schlitten 15 ist ein weiterer Antrieb 19 montiert, durch den das Fräsaggregat 13, 14 relativ zum Schlitten 15 unter Benutzung einer Spindel 20 oder eines anderen geeigneten Antriebes nach dem Arbeitsgang „Fräsen” seitwärts aus dem Arbeitsbereich herausgezogen wird. Mit den zurückgezogenen Fräsköpfen 13 kann der Schlitten 15 vertikal bis unterhalb der Presstischebene bewegt werden. Damit ist die Möglichkeit eröffnet, das Fräsaggregat 13, 14 mit den angetriebenen Fräsköpfen 13 aus der nach dem Fräsgang erreichten Position, oberhalb der gefrästen Werkstücke, heraus zu bewegen und damit ohne Behinderung der Richtarbeiten auf dem Presstisch die vorbereitenden Arbeiten für den nachfolgenden Arbeitsgang durchzuführen. Nach dem Fräsgang können die auf dem Presstischen 5, 6 fixiert ausgerichteten Werkstücke 1, 2 mit Klebstoff versehen, mit den Zinken ineinander gepresst werden, wobei das Werkstück 1 eingespannt bleibt während das Werkstück 2 durch den auf Rollen 21 gelagerten Presstisch 6 gegen das Werkstück 1 bewegt und gepresst wird.
Während der Rüstzeit und/oder der Presszeit kann das Fräsaggregat 13, 14 in die anfängliche Arbeitsposition zurückgebracht und damit auch die Zeit für die Rückführung des Fräsaggregates von der Position nach dem Fräsen bis zur Ausgangsposition für den folgenden Fräsgang eingespart werden.
Nach Erreichen der unteren Position des Schlittens 15 können die Fräsköpfe 13 unter der Presstischebene durch den Antrieb 19 mit Spindel 20 wieder ausgefahren und damit in die Arbeitsposition gegenüber den Brettern 1, 2 gebracht werden. Die Fräsköpfe 13 sind durch die Führung des Schlittens 15 an der Führungssäule 17 und die Führung durch den Antrieb 18 in vertikaler und den Antrieb 19, 20 in horizontaler Ebene genau ausgerichtet bewegbar, so dass bei einem gegenläufigen Antrieb der Fräsköpfe 13, ein gleichmäßiger und im Bereich der Zinken ein weitgehend freier Austrag von Spänen gegeben ist.
Mit der Anlage nach der Erfindung wird erreicht, dass der aus drei Arbeitsgängen bestehende Arbeitsprozess zur Verbindung von Stirnflächen an Brettern oder dgl., nämlich das Profilieren der Stirnflächen, das Auftragen von Klebstoff und das Zusammenfügen der Werkstücke in einem durchlaufenden Arbeitsgang ohne Zusatzzeiten, mit hoher Passgenauigkeit erfolgt. Diese damit verbundene Zeitersparnis ist möglich, weil das Richten, das Fräsen und das Zusammenfügen eines Werkstückes auf dem gleichen Presstisch und mit den genau ausgerichteten, synchron laufenden Fräsköpfen, gleichzeitig oder zumindest zeitlich überlappend erfolgt, also Verlustzeiten vermeidet.

Claims

Anlage zum stirnseitigen Verbinden von Werkstücken (1, 2) aus Holz oder einem ähnlichen Material unter Verwendung von Klebstoff, mit der die auf einem Presstisch (5, 6) eingespannten Werkstücke an den zu verbindenden Stirnseiten durch eine Fräseinrichtung so bearbeitet werden können, dass kongruent ineinander passende, vorzugsweise keilförmige Zinken entstehen, die unmittelbar nach dem Fräsen ohne Spiel mit Druck ineinander geschoben und unter Zugabe von Klebstoff dauerhaft miteinander verbunden werden können, wobei dem Presstisch (5, 6) eine feststehende Führungssäule (17) zugeordnet ist, auf der unter Benutzung eines auf Rollen (16) oder Gleitschienen vertikal bewegbaren Schlittens (15), ein Fräsaggregat mit Fräskopf (13) und Antrieb (14) derart gelagert ist, dass es nach dem Arbeitsgang „Fräsen” mit einem Antrieb (19, 20) seitwärts aus dem Arbeitsbereich am Presstisch (5, 6) heraus bewegbar ist und der Schlitten (15) mit den aus dem Arbeitsbereich zurückgezogenen Fräsköpfen (13) vertikal bis unter die Presstischebene in eine Position bewegbar ist, in der die Fräsköpfe (13) unter der Presstischebene durch den Antrieb (19, 20) wieder seitlich ausfahrbar und damit in die Ausgangsposition für einen folgenden, mittels einer Hubbewegung ausführbaren Fräsgang bewegbar sind.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Horizontalantrieb (19, 20) für das Fräsaggregat (13, 14) aus einer am Schlitten (15) abgestützten Spindel (20) besteht.
Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Presstisch (6) einseitig mit einer nachführbaren, vorzugsweise auf Rollen (21) beweglichen Platte versehen ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fräsköpfe (13) parallel zu den Brettern (1, 2) so angeordnet sind, dass sie gleichzeitig mit den Stirnflächen in Eingriff kommen.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fräsaggregat (13, 14) mit zwei gegenläufig drehenden Fräsköpfen (13) bestückt ist, deren Messer gegeneinander um eine halbe Breite der Zinken versetzt sind.