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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Aufnahme und zum
Bewegen eines Werkstück-
Bearbeitungswerkszeuges, insbesondere eines Plasma- Schneidbrenners,
entlang einer linearen Bewegungsbahn mit einem von einer Führung aufgenommen
Werkzeugträger,
der über
einen zugeordneten Antrieb mit einem vorgebbaren Vorschub bewegt wird.
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Vorschubantriebe
für Werkzeuge,
beispielsweise solche, die in Werkzeugmaschinen zum Einsatz kommen,
sind in mannigfaltigen Ausführungsvarianten
bekannt. So kommen unter anderem Druckmittel- Vorschubantriebe (
DE 37 11 384 C2 )
und auch elektrische Vorschubantriebe (
DE 199 25 069 C2 ) zur Anwendung.
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Darüber hinaus
sind Vorrichtungen zur Aufnahme und zum Bewegen von Werkstück- Bearbeitungswerkzeugen
bekannt, die einen weitgehend mobilen Einsatz ermöglichen.
So beschreibt die
DE 100
00 436 C2 eine mobile Werkstoffbearbeitungsvorrichtung
zum Schneiden, Bohren, Fräsen
oder dergleichen, mit einem Rahmen, mit einer Führungseinrichtung zur Führung eines
Werkzeuges auf einer Achse, mit einer Schnittstelleneinrichtung
zum Anschluss eines externen Rechners und mit einer als Schrittmotor
ausgebildeten Antriebseinheit für
die Führungseinrichtung.
Die in der Vorveröffentli chung beschriebene
Werkstoffbearbeitungsvorrichtung kann als portabler NC3-Achsen-
Tisch ausgebildet sein.
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Auch
das Gebrauchsmuster
DE
94 00 587 U1 beschreibt eine mobile, das heißt tragbare
Werkzeugmaschine, bestehend aus Mitteln zur Aufnahme und zum Führen eines
Bearbeitungswerkzeuges entlang einer linearen Bewegungsbahn mit
einem von einer Führung
aufgenommen Werkzeugträger,
der über
einen zugeordneten Antrieb mit einem vorgebbaren Vorschub bewegt
wird. Dabei kommen Elektromotoren zum Einsatz, die mit geeigneten
mechanischen Übertragungselementen,
vorzugsweise Keilriemengetriebe und Spindeln, zusammenwirken.
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Die
in den beiden letztgenannten Dokumenten behandelten tragbare Werkzeugmaschinen
ermöglichen
zwar einen mobilen Einsatz, dennoch ist die Bewegung bzw. der Vorschub
des Bearbeitungswerkzeuges vom Vorhandensein einer geeigneten Energieversorgung
usw. abhängig.
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Von
daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zur Aufnahme und zum Bewegen eines Werkstück- Bearbeitungswerkzeuges
bereit zu stellen, welche diesbezüglich einen vom Vorhandensein
von Versorgungseinrichtungen unabhängigen mobilen Einsatz ermöglicht und
dennoch eine präzise
Werkstückbearbeitung
zulässt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
und Weiterbildungen der Erfindung sind mit den Unteransprüchen beansprucht.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ermöglicht
zum Einen eine exakte Linearführung
des Werkstück-
Bearbeitungswerkzeuges, wobei ein konstanter Vorschub, der letztendlich
auch die Qualität
der Bearbeitung mitbestimmt, allein durch den „Energieeintrag" der Bedienungsperson
bewerkstelligt werden kann. Dabei kommen zwei Federelemente zum Einsatz,
wobei das eine Federelement das Werkstück- Bearbeitungswerkzeug in
Vorschubrichtung zu bewegen drängt,
während
das zweite Federelement dieser Bewegung entgegen wirkt und aufgrund
seiner Charakteristik für
einen gleichmäßigen Vorschub sorgt.
Die Vorschubgeschwindigkeit selbst lässt sich durch geeignetes Abstimmen
der beiden Federelemente im vorhinein bestimmen.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben.
Dabei zeigt:
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1 eine
Werkzeugaufnahme – und
Führungseinheit
in perspektivischer Darstellung,
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2 eine
rückseitige,
wiederum perspektivische Darstellung derselben Werkzeugaufnahme- und
Führungseinheit
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3 eine
aus vier Einheiten bestehende Vorrichtung zum Bearbeiten eines als
Profil ausgebildeten Werkstückes.
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Wie
sich aus der Zusammenschau der 1 und 2 ergibt
weist eine Werkzeugaufnahme- und Führungseinheit 1 zunächst eine
Führungsschiene 2 auf,
die über
zwei Winkel 3 mit jeweils zwischengelegten Stegelementen 4 mittels
Befestigungsschrauben 5 an einem Tragprofil 6 befestigt
ist, welches seinerseits Teil eines Rahmengestelles 7 (vgl. 3)
ist, das dazu dient, insgesamt vier Werkzeugaufnahme- und Führungseinheiten 1, 30 aufzunehmen,
um damit beispielsweise ein als Rechteckprofil 32 ausgebildetes
Werkstück
zu bearbeiten.
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Für die Aufnahme
der Befestigungsschrauben 5 sind in den Winkeln 3 Bohrungen 8 vorgesehen.
Die als Doppelschiene ausgebildete Führungsschiene 2 trägt und führt mit
ihren beiden Führungsbahnen 9, 10 eine
sie umgreifende Kassette 11, an der zum Einen eine an der
Führungsschiene 2 mittels Schraubverbindung 17 angeschlossene
Rollfeder 12 angreift ist und die darüber hinaus eine Bügelplatte 13 mit
angesetztem Bügel 14 aufnimmt.
Ein dreieckförmiger
Steg 15 dient der Stabilisierung des seitlich wegragenden Bügels 14.
Endseitig desselben ist eine in einem Durchbruch 44 (vgl. 3)
eingesetzte Aufnahmehülse 16 vorgesehen,
in die ein Werkstück- Bearbeitungswerkzeug,
beispielsweise ein Plasmaschneidbrenner, eingesetzt werden kann.
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Eines 18.1 der
beiden teleskopartig gegeneinander bewegbaren Elemente 18.1, 18.2 eines Gasdruckdämpfers 18 ist
mit der Kassette 11 fest verbunden, während das andere Element 18.2 endseitig
an einen Steg 19 einer Winkelplatte 20 angeschlossen
ist, die wiederum mittels Befestigungsschrauben 21 mit
der Führungsschiene 2 verbunden ist
und von dieser getragen wird.
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An
die Kassette 11 ist des weiteren über eine Platte 22 ein
Handgriff 23 angeschlossen (Schraubverbindungen 24),
wobei der Handgriff 23 dazu dient, die auf der Führungsschiene 2 gleitend
geführte
Kassette 11 mitsamt dem Bügel 14 zur Aufnahme
des hier nicht dargestellten Werkstück- Bearbeitungswerkzeuges
entlang der Führungsschiene 2 zu
bewegen (Pfeil 26).
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Bei
dieser Bewegung wird ein über
ein Endstück
mit der Kassette 11 verbundenes Federband 25 aus
dem Gehäuse
der Rollfeder 12 herausgezogen. Die Bewegung der Kassette 11 erfolgt
also entgegen der Federkraft der Rollfeder 12, so dass
diese dadurch vorgespannt wird. Gleichzeitig werden die beiden Elemente 18.1, 18.2 des
Gasdruckdämpfers 18 ineinander
geschoben. Hat die Kassette 11 ihre Endstellung erreicht,
wobei die Befestigungsplatte 20 als Anschlag dienen kann,
so erfolgt aufgrund der Federkraft der Rollfeder 12 eine
selbsttätige
Rückführung der
Kassette 11 in ihre Ausgangsposition, wobei der dieser
Bewegung entgegen wirkende Gasdruckdämpfer 18 für eine Rückholbewegung
mit konstanter Geschwindigkeit sorgt. Diese konstante Rückholgeschwindigkeit
ist gleichbedeutend mit einem konstanten Vorschub bezüglich des
in die Aufnahmehülse 16 eingesetzten
Werkstück-
Bearbeitungswerkzeuges.
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Beispielsweise
beim Plasmaschneiden mittels handgeführtem Brenner wird dabei so
vorgegangen, dass zunächst
der Brenner in die Aufnahmehülse 16 eingesteckt
wird, woraufhin die Kassette 11 mittels Handgriff 23 von
der Ausgangsposition in die Startposition bewegt wird. Nach Freigabe
der Kassette 11 und Zünden
des Brenners bewegt sich dieser dann mit konstanter Geschwindigkeit
in die Ausgangsposition. Schnittbreite und – qualität sind durch die Vorschubgeschwindigkeit
beeinflussbar, welche wiederum durch geeignetes aufeinander Abstimmen von
Rollfeder 12 und Gasdruckdämpfer 18 vorab festgelegt
werden kann.
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Zum
Schutz der Werkzeugaufnahme- und Führungseinheit 1 aber
auch, um einer Verletzungsgefahr der Bedienungsperson vorzubeugen,
ist, wie 2 zeigt, eine Einhausung 27 vorgesehen,
welche die Werkzeugaufnahme- und Führungseinheit 1 umgibt,
ebenso wie die Platte 22 an der Kassette 11 befestigt
ist, sich also auch mit dieser mitbewegt, und lediglich in dem Bereich
mit einem Längsschlitz 28 versehen
ist, wo die Führungsschiene 2 mit
den Winkeln 3 verbunden ist.
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3 zeigt
nun eine Vorrichtung 29, die es ermöglicht, unter Einsatz von vier
erfindungsgemäß aufgebauten
Werkzeugaufnahme- und Führungseinheiten 1, 30 ein
in die Vorrichtung 29 einzuführendes (Pfeil 31)
Rechteckprofil 32 entlang einer umlaufenden Trennlinie 33 vollständig zu
beschneiden. Dabei sind zum Beschneiden der oberen und unteren Teil- Trennlinien 33.1, 33.2 die
beiden Werkzeugaufnahme- und Führungseinheiten 1 mit
horizontal bewegbaren Kassetten 11 vorgesehen, während dem
Beschnitt entlang der linken und rechten Teil- Trennlinien 33.3, 33.4 die
Werkzeugaufnahme- und Führungseinheiten 30 mit
vertikal bewegbaren Kassetten 11 dienen.
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Zur
Aufnahme der Werkzeugaufnahme- und Führungseinheiten 1, 30 ist
das Rahmengestell 7 vorgesehen, bestehend aus zwei gegenüber liegend
angeordneten geschlossenen Rahmen 34, 35, die
oben und unten über
ver schweißte
bzw. verschraubte (Schweißverbindungen 36,
Schraubverbindungen 37) Rahmenprofile 38, 39, 40, 41, 42, 43 miteinander verbunden
sind.
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Die
einen Werkzeugaufnahme- und Führungseinheiten 1 sind,
wie bereits in Zusammenhang mit den 1 und 2 erwähnt, an
den Tragprofilen 6 befestigt, die jeweils endseitig mit
dem geschlossenen Rahmen 34 verbunden sind.
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Der Übersichtlichkeit
halber sind in 3 die Handgriffe 3 sowie
auch die jeder Werkzeugaufnahme- und Führungseinheit 1, 30 zugeordnete
Einhausungen 27 nicht dargestellt.
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Die
mit vertikal verschiebbaren Kassetten 11 ausgestatteten
Werkzeugaufnahme- und Führungseinheiten 30 sind
vom konstruktiven Aufbau und von der Wirkungsweise her mit denen
mit horizontal bewegbaren Kassetten 11 vergleichbar, so
dass in soweit baugleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile mit den
gleichen Bezugszeichen versehen sind. In konstruktiver Abwandlung
ist vorgesehen und in 3 auch dargestellt, dass der
Bügel 45 mit
Durchbruch 44 zum Aufnehmen der Aufnahmehülse 16 gelenkig (Gelenk 46)
an einem Bügelträger 47 angesetzt
ist, wobei letzterer mit der Kassette 11 verbunden ist.
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In
weiterer Abwandlung ist vorgesehen, dass die Werkzeugaufnahme- und
Führungseinheit 30 nicht über ein
Tragprofil 6 mit dem geschlossenen Rahmen 35,
sondern unmittelbar mit diesem verbunden ist. Die Befestigung der
vertikal ausgerichteten Führungsschiene 2 am
parallel verlaufenden Profil des geschlossenen Rahmens 35 erfolgt über den Winkel 3,
der mit einem am geschlossenen Rahmen 35 befestigten weiteren
Winkel 48 verbunden ist und über eine mit dem Winkel 3 verbundene
Befestigungsplatte 49, die die Führungsschiene 2 trägt.