DE102005027195A1

DE102005027195A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Schlitzen in Werkstücken

Info

Publication number: DE102005027195A1
Application number: DE102005027195A
Authority: DE
Inventors: Walter Thomaschewski
Original assignee: C&E Fein GmbH and Co
Current assignee: C&E Fein GmbH and Co
Priority date: 2005-06-06
Filing date: 2005-06-06
Publication date: 2006-12-14
Also published as: DE502006000251D1; EP1731274A1; US7743804B2; ATE382455T1; JP4550771B2; EP1731274B1; US20070034296A1; JP2006341602A; CN1876342A; CN100528496C; ES2297786T3; PL1731274T3

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Schlitzen in Werkstücken angegeben, wobei ein Oszillationsantrieb (12) bereitgestellt wird, an dessen Abtriebswelle ein Sägeblatt (14) mit einem Ende aufgenommen ist und an dessen anderem Ende (16) eine Schneide (17) vorgesehen ist. Der Oszillationsantrieb (12) wird auf einem Werkstück mit einem definierten Winkel zwischen Werkstückoberfläche und Sägeblatt (14) positioniert, das Sägeblatt (14) wird oszillierend angetrieben und entlang einer Führung (72) in einer sich radial zur Abtriebswelle erstreckenden Richtung bewegt. Zwischen so an zwei Werkstücken in abgestimmter Weise erzeugten Schlitzen können Verbindungselemmente eingeschoben werden und mit den beiden Werkstücken verklebt werden, um eine dauerhafte und präzise Verbindung zwischen den Werkstücken zu erzeugen (Figur 1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Schlitzen in Werkstücken.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Verbinden zweier Werkstücke.
Die Erfindung betrifft schließlich eine Vorrichtung zum Herstellen von Schlitzen in Werkstücken.

Zum Verbinden von Werkstücken ist insbesondere im Holzbau das sogenannte Lamello-Dübelsystem bekannt. Hierbei werden in zwei miteinander zu verbindende Holzteile mit einem Kreissägeblatt Schlitze in Form von Kreissegmenten eingesägt, in diese Schlitze flache, etwa linsenförmige Holzplättchen, die auch als „Biskuits" bekannt sind, eingelegt und mit Holzleim verleimt. Die Biskuits quellen unter der Wirkung des Holzleims auf und führen so zu einer dauerhaften, festen Verbindung der beiden Bauteile.

Obwohl derartige Verbindungen infolge der Verleimung hochfest sind, besteht der Nachteil, dass eine Verbindung kleinerer Werkstücke unter räumlich eng begrenzten Bedingungen infolge der kreisabschnittförmigen Schlitze kaum möglich ist.

Zwar sind aus der DE 102 50 096 A1 auch Metallverbinder zur Verbindung von benachbarten Werkstücken mittels Holzleim bekannt, wobei die Verbindungselemente mit einem Holzfurnier beschichtet sind. Auf diese Weise können die in zugeordnete Schlitze eingesetzten Verbindungselemente gleichfalls mittels Holzleim miteinander verbunden werden.

Jedoch besteht auch hierbei das Problem, dass infolge der Herstellung der Schlitze mittels Kreissägeblättern sich eine Kreisabschnittsform ergibt, wodurch sich Verbindungen auf engstem Raum nicht realisieren lassen.

Aus der DE 199 38 106 C1 ist ferner ein motorgetriebenes Handwerkzeug mit Anschlag bekannt, das einen Oszillationsantrieb zum intermittierenden Antreiben eines Werkzeuges um eine Längsachse der Abtriebswelle aufweist und mit einem verstellbaren Anschlag zum Einhalten eines Mindestabstands zwischen dem Handwerkzeug und einem Werkstück versehen ist.

Mit einem derartigen Werkzeug lassen sich zwar grundsätzlich Schleif- oder Sägearbeiten ausführen, jedoch lassen sich hiermit keine präzisen Schlitze in Werkstücken erzeugen.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Schlitzen in Werkstücken anzugeben, womit eine präzise Erzeugung von Schlitzen ermöglicht ist. Dabei soll auch die Möglichkeit bestehen, Schlitze mit rechteckförmigem Querschnitt zu erzeugen. Ferner sollen die Schlitze auch möglichst in Kanten- und Eckbereichen von Werkstücken erzeugt werden können.

Darüber hinaus soll ein Verfahren zum Verbinden mindestens zweier Werkstücke angegeben werden, das unter Verwendung derartiger Schlitze arbeitet und eine sichere Verbindung von Werkstücken auch in Randbereichen und Eckbereichen gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen von Schlitzen in Werkstücken mit folgenden Schritten gelöst:

– Bereitstellen eines Oszillationsantriebes, an dessen Abtriebswelle ein Sägeblatt mit einem Ende aufgenommen ist und an dessen anderem Ende eine Schneide vorgesehen ist,
– Positionieren des Oszillationsantriebes auf einem Werkstück mit einem definierten Winkel zwischen Werkstückoberfläche und Sägeblatt,
– Oszillierendes Antreiben des Sägeblattes und
– Führen des Sägeblattes entlang einer Führung in einer sich radial zur Abtriebswelle erstreckenden Richtung.

Die Aufgabe der Erfindung wird ferner durch eine Vorrichtung zum Herstellen von Schlitzen in Werkstücken gelöst, mit einem Oszillationsantrieb, an dessen Abtriebswelle ein Sägeblatt mit einem ersten Ende aufgenommen ist, an dessen zweiten Ende eine Schneide vorgesehen ist, mit mindestens einer Anschlagfläche zur Positionierung des Sägeblattes mit einem definierten Winkel in Bezug auf eine Werkstückoberfläche, und mit einer Führung zur Verschiebung des Sägeblattes in einer sich radial zur Abtriebswelle erstreckenden Richtung.

Die Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung können Schlitze in Werkstücken mit präziser Form und präzisem Verlauf erzeugt werden. Da während des oszillierenden Antreibens des Sägeblattes dieses entlang einer Führung in einer sich radial zur Abtriebswelle erstreckenden Richtung geführt wird, lassen sich praktisch geradlinige Schlitze in eine Oberfläche eines Werkstückes hinein erzeugen.

Unter Verwendung dieses Verfahrens lassen sich erfindungsgemäß auch mindestens zwei Werkstücke mit folgenden Schritten verbinden:

– Erzeugen von miteinander ausgerichteten Schlitzen an den Werkstücken durch ein derartiges Verfahren,
– Einsetzen von Verbinderelementen in jeweils zwei zugehörige Schlitze, und
– Zusammenfügen der Werkstücke durch Verkleben jedes Verbinderelementes.

Auf diese Weise lassen sich äußerst präzise, haltbare und zuverlässige Verbindungen zwischen Werkstücken herstellen.

Dabei können auf Grund der präzisen Führung außerdem sehr dünne Bauteile stirnseitig miteinander verbunden werden.

Hierbei werden als Verbinderelemente in bevorzugter Weiterbildung der Erfindung Metallelemente verwendet, deren Oberfläche mit einer Beschichtung versehen ist, die eine Verleimung mit Holzleim erlaubt.

Auf diese Weise können insbesondere Holzbauteile mit grundsätzlich bekannter, herkömmlicher Verbindungstechnik miteinander verbunden werden, indem eine Verleimung erfolgt. Da die Verbinderelemente jedoch aus Metall bestehen, können diese deutlich kleiner als bei herkömmlichen Verbinderelementen ausgestaltet sein. Gleichfalls sind auch winklige Verbindungen möglich.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Sägeblatt vorzugsweise um eine Längsachse der Abtriebswelle hin und her oszillierend angetrieben.

Auf diese Weise werden die Vibrationen sehr gering gehalten und es lassen sich mit entsprechend geformten Sägeblättern annähernd rechteckförmige Schlitze erzeugen.

Hierzu ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Schneide zumindest abschnittsweise gerade ausgebildet.

Das Sägeblatt wird vorzugsweise mit einer Frequenz zwischen 5.000 und 30.000 Oszillationen pro Minute und vorzugsweise mit einem Verschwenkwinkel zwischen 0,5° und 7° angetrieben.

Dies ermöglicht einen guten Vorschub und gleichzeitig ein präzises Arbeiten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung eine erste Anschlagfläche zur Abstützung einer Werkstückoberfläche und eine zweite Anschlagfläche auf, deren Abstand von einer durch das Sägeblatt aufgespannten Ebene verstellbar ist.

Auf diese Weise kann der Abstand des Schlitzes von einer Werkstückoberfläche präzise voreingestellt und eingehalten werden.

In zusätzlicher Weiterbildung dieser Ausführung ist die zweite Anschlagfläche winkelmäßig verstellbar.

Auf diese Weise können Schlitze erzeugt werden, mit denen eine Verbindung von Werkstücken in verschiedenen Winkeln ermöglicht ist. Durch eine entsprechende Voreinstellung sind praktisch beliebige Winkel zwischen 0 und 90° bzw. zwischen 90° und 180° erzielbar.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine dritte Anschlagfläche vorgesehen, die sich parallel zu einer Radialebene der Abtriebswelle erstreckt.

Auf diese Weise kann das Werkzeug auch auf einer Ebene außerhalb des Werkstückes geführt werden.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung von der Seite;
2 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung gemäß 1 von vorne, und
3 einen Teilschnitt durch zwei Werkstücke, die durch ein Verbinderelement in der erfindungsgemäßen Weise verbunden sind.
In 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichnet. Die Vorrichtung 10 weist einen Oszillationsantrieb 12 auf, der an einer insgesamt mit 13 bezeichneten Halterung befestigt ist. Die Halterung 13 ermöglicht eine präzise Führung des Oszillationsantriebes entlang der Oberfläche eines Werkstückes.
Der Oszillationsantrieb 12 weist ein Gehäuse 15 auf, das als Handgriff ausgestaltet ist und aus dessen vorderen Ende eine Abtriebswelle 54 etwa rechtwinklig hervorsteht (vgl. 2).
Die Abtriebswelle 54 des Oszillationsantriebes ist um ihre Längsachse 56 mit einer hohen Frequenz, die etwa zwischen 5.000 und 30.000 Oszillationen pro Minute einstellbar sein kann, und kleinem Verschwenkwinkel, der zwischen etwa 0,5 und 7° betragen kann, hin und her oszillierend angetrieben. An der Abtriebswelle 54 ist ein Sägeblatt 14 mit seinem ersten Ende 60 (2) mittels einer geeigneten formschlüssigen Verbindung befestigt und steht mit seinem zweiten Ende 16 (1) von der Abtriebswelle 54 senkrecht dazu nach außen hervor.
Im vorliegenden Fall ist das Sägeblatt 14 rechteckförmig ausgebildet und weist an seinem zweiten Ende 16 eine gerade Schneide 17 auf.
Die Halterung 13 weist einen Basiskörper 18 auf, der mit einer ebenen Grundplatte 37 verbunden ist. An seiner einem zu bearbeitenden Werkstück zugewandten Außenseite ist der Basiskörper durch eine ebene erste Anschlagfläche 24 abgeschlossen, die senkrecht zur Grundplatte 37 verläuft. Vom Grundkörper 18 steht ein Flansch 50 rechtwinklig nach oben hervor. An diesem Flansch 50 ist ein Rahmen 52 an zwei Zahnstangen 46 mittels einer Stellschraube 48 verfahrbar aufgenommen. Zur Feststellung dient eine Schraube auf der Rückseite des Rahmens 52 (nicht dargestellt).
Am unteren Ende des Rahmens 52 ist eine Schwenkachse 36 vorgesehen, an der ein Bügel 30 mit seinem einen Ende gehalten ist. Der Bügel 30 weist einen bogenförmigen Schlitz 32 auf und kann so um die Schwenkachse 36 nach oben geschwenkt werden und mit einer Stellschraube 34, die sich durch den Schlitz 32 erstreckt, an seinem anderen Ende am Rahmen 52 festgestellt wer den. Am unteren Ende des Bügels 30 ist eine Platte 28 befestigt, an deren unteren Ende eine zweite Anschlagfläche 26 ausgebildet ist. So kann durch Verschwenken der Platte 30 um die Schwenkachse 36 der Winkel zwischen der zweiten Anschlagfläche 26 und der ersten Anschlagfläche 24 stufenlos zwischen 90° und 180° verstellt werden, wie durch den Doppelpfeil 42 angedeutet ist.
Zusätzlich ist an der Außenseite der Grundplatte 37 eine dritte Anschlagfläche 38 ausgebildet, die rechtwinklig zur ersten Anschlagfläche 24 verläuft.
Der Oszillationsantrieb 12 ist nun beidseitig an Längsführungen 72 verstellbar aufgenommen (vgl. 2). Diese Führungen 72 erstrecken sich parallel zur Platte 37, sowie parallel zur Haupterstreckungsrichtung 19 des Gehäuses 15 des Oszillationsantriebes 12 und ermöglichen es, dass der Oszillationsantrieb 12 linear verschoben wird, so dass mit dem Sägeblatt 14 ein entsprechender Vorschub senkrecht zur Erstreckungsrichtung seiner Schneide 17 erzeugt werden kann.
Auf der dem Betrachter zugewandten Seite der Halterung 13 ist gemäß 1 zusätzlich eine Stange 20 vorgesehen, auf der ein Federelement 22 in Form einer Spiralfeder gehalten ist. Dabei ist das eine Ende des Federelementes 22 am Flansch 50 eingespannt, während sich das andere Ende mit einem Block 39 gemeinsam mit dem Oszillationsantrieb 12 bewegt.
Auf diese Weise wird das Federelement 22 bei Bewegen des Oszillationsantriebes 12 in Richtung zur ersten Anschlagfläche 24 gespannt.
In 1 ist die gespannte Stellung dargestellt, wobei die Schneide 17 des Sägeblattes 14 bereits um einen erheblichen Betrag gegenüber der ersten Anschlagfläche 24 hinaus hervorsteht. Wird der Oszillationsantrieb 12 losgelassen, so bewegt sich dieser auf den Führungen 72 unter der Wirkung des Federelementes 22 bis in eine Ausgangsstellung zurück.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist nun wie folgt:
Um einen Schlitz in einem bestimmten Winkel in einem Werkstück zu erzeugen, kann die Vorrichtung 10 an der Vorderkante eines Werkstückes mit der ersten Anschlagfläche 24 angelegt werden. Durch Verstellen des Rahmens 52 entlang der Zahnstange 46 mittels der Stellschraube 48 kann der Abstand zwischen der zweiten Anschlagfläche 26 und dem Sägeblatt 14 eingestellt werden. Das Sägeblatt 14 befindet sich in einer senkrechten Seitenansicht auf der Höhe der Markierung 74 (vgl. 1). Zusätzlich kann durch Verschwenken des Bügels 30 um die Schwenkachse 36 der Winkel zwischen der ersten Anschlagfläche 24 und der zweiten Anschlagfläche 26 zwischen 90° und 180° eingestellt werden, womit gleichzeitig eine Einstellung des Winkels zwischen Sägeblatt 14 und Werkstückoberfläche verbunden ist. Nunmehr kann mit dem oszillierend angetriebenem Sägeblatt 14 ein Schlitz in ein Werkstück eingesägt werden, wobei der Oszillationsantrieb 12 nach und nach entlang der Führungen 72 entgegen der Wirkung des Federelementes 22 vorgeschoben wird.
Auf diese Weise kann ein Schlitz mit präziser Lage und präziser Winkelorientierung in Bezug auf die Oberfläche des Werkstückes erzeugt werden.
In entsprechender Weise kann an einem zugeordneten zweiten Werkstück, das mit dem ersten Werkstück zusammengefügt werden soll, ein weiterer Schlitz geeigneter Form, Größe und Positionierung erzeugt werden.
Anschließend können die beiden Werkstücke 62, 64 durch ein Verbinderelement 68 zusammengefügt werden, wie dies schematisch anhand von 3 dargestellt ist.
Zwischen die beiden miteinander ausgerichteten Schlitze 66, 68 am ersten Werkstück 62 und am zweiten Werkstück 64 wird ein plättchenförmiges Verbindungselement 70 eingeschoben. Das Verbindungselement 70 besteht vorzugsweise aus Metall und ist mit einem Holzfurnier beschichtet. So kann das Verbindungselement 70 mittels Holzleim in den beiden Schlitzen 66, 68 verleimt werden, wodurch eine äußerst feste und zuverlässige Verbindung zwischen den beiden Werkstücken 62, 64 erzeugt wird. Da das Verbindungselement 70 im Kern aus Metall besteht, weist dieses eine hohe Festigkeit auf und kann infolge einer möglichen rechteckförmigen Ausbildung des Sägeblattes 14 gleichfalls rechteckförmig ausgebildet sein.
Auf diese Weise können mittels relativ kleiner Verbindungselemente sehr feste und dauerhafte Verbindungen zwischen benachbarten Werkstücken erzeugt werden. Dies ist sowohl in Randbereichen als auch in Eckbereichen von Werkstücken ohne weiteres möglich. Ferner können winklige Verbindungen zwischen Werkstücken hergestellt werden, die Winkel von 90° oder davon abweichende Winkel einschließen. Außerdem können tiefe und nicht besonders breite Schlitze hergestellt werden.

Claims

Verfahren zum Herstellen von Schlitzen (66, 68) in Werkstücken (62, 64) mit folgenden Schritten: – Bereitstellen eines Oszillationsantriebes (12), an dessen Abtriebswelle (54) ein Sägeblatt (14) mit einem ersten Ende (60) aufgenommen ist und an dessen anderem Ende (16) eine Schneide (17) vorgesehen ist, – Positionieren des Oszillationsantriebes (12) auf einem Werkstück (62, 64) mit einem definierten Winkel zwischen Werkstückoberfläche und Sägeblatt (14), – Oszillierendes Antreiben des Sägeblattes (14) und – Führen des Sägeblattes (14) entlang einer Führung (72) in einer sich radial zur Abtriebswelle (54) erstreckenden Richtung.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Sägeblatt (14) um eine Längsachse (56) der Abtriebswelle (54) hin und her oszillierend angetrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem ein Sägeblatt (14) verwendet wird, dessen Schneide (17) zumindest abschnittsweise gerade ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Sägeblatt (14) mit einer Frequenz zwischen 5000 und 30000 Oszillationen pro Minute und vorzugsweise mit einem Verschwenkwinkel zwischen 0,5° und 7° angetrieben wird.
Verfahren zum Verbinden mindestens zweier Werkstücke mit folgenden Schritten: – Erzeugen von miteinander ausgerichteten Schlitzen (66, 68) an den Werkstücken (62, 64) durch ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – Einsetzen von Verbinderelementen (70) in jeweils zwei zugehörigen Schlitze (66, 68) und – Zusammenfügen der Werkstücke (62, 64) durch Verkleben jedes Verbinderelementes (70).
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem als Verbinderelemente (70) Metallelemente verwendet werden, deren Oberfläche mit einer Beschichtung versehen ist, die eine Verleimung mit Holzleim erlaubt.
Vorrichtung zum Herstellen von Schlitzen in Werkstücken mit einem Oszillationsantrieb (12), an dessen Abtriebswelle (54) ein Sägeblatt (14) mit einem ersten Ende (60) aufgenommen ist, und an dessen zweiten Ende eine Schneide (17) vorgesehen ist, mit mindestens einer Anschlagfläche (24, 26, 38) zur Positionierung des Sägeblattes (14) mit einem definierten Winkel in Bezug auf eine Werkstückoberfläche, und mit einer Führung (72) zur Verschiebung des Sägeblattes (14) in einer sich radial zur Abtriebswelle (54) erstreckenden Richtung.
Vorrichtung nach Anspruch 7, mit einer ersten Anschlagfläche (24) zur Abstützung an der Werkstückoberfläche und mit einer zweiten Anschlagfläche (26), deren Abstand von einer durch das Sägeblatt (14) aufgespannten Ebene verstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die zweite Anschlagfläche (26) winkelmäßig in Bezug auf die erste Anschlagfläche (24) verstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, mit einer dritten Anschlagfläche (38), die sich parallel zu einer Radialebene der Abtriebswelle (54) erstreckt.