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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Arbeitseinheit für die Bearbeitung
von Holzplatten oder dergleichen.
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Holzplattenbearbeitungsmaschinen
umfassen Maschinen, die im Allgemeinen als „Maschinen zum Kantenbearbeiten
und zum rechtwinkligen Schneiden” bekannt sind, welche mindestens
eine Arbeitseinheit aufweisen, die allgemein als „Abrundungseinrichtung” bekannt
ist, für
die Bearbeitung einer Platte, die auf einer im Wesentlichen horizontalen Tragfläche geführt wird,
eine obere Fläche
sowie eine untere Fläche
aufweist, welche einen Teil ihrer abgerundeten Kontur definieren,
und begrenzt ist durch mindestens eine im Wesentlichen flache, vertikale
Seitenfläche,
an der eine Endkante vorgesehen ist, welche wiederum eine abgerundete
Kontur quer zu der Seitenfläche
aufweist.
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Die
Arbeitseinheit umfasst normalerweise eine elektrische Spindel, die
mit einem Werkzeug versehen ist, das gelagert ist, um um eine erste Längsachse
zu rotieren; einen Taster zum Abtasten des Profils der abgerundeten
Kontur der Platte; einen Träger,
an welchem die elektrische Spindel und der Taster befestigt sind;
eine erste Betätigungseinrichtung
zur Bewegung des Trägers
in zwei Bewegungsrichtungen, die senkrecht zueinander und parallel
zu der Seitenfläche
der Platte sind; und eine zweite Betätigungseinrichtung zur Bewegung
des Trägers
um eine zweite Rotationsachse, die senkrecht zur Seitenfläche der
Platte ist, und zum ständigen
Halten des Werkzeugs und des Tasters gleichzeitig in Kontakt mit
der abgerundeten Kontur der Endkante bzw. mit der abgerundeten Kontur
der Platte.
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Wegen
der Rotation des Trägers
und folglich auch der elektrischen Spindel um die zweite Achse kommt
es zu einer Verdrehung der elektrischen Stromkabel der elektrischen
Spindel. Bekannte Abrundungseinrichtungen der beschriebenen Art
haben verschiedene Nachteile, hauptsächlich wegen der Tatsache,
dass, um ein Reißen
der Stromkabel zu verhindern, jeder Betriebsphase, in welcher der
Träger
in einer Richtung rotiert, eine Rückstellphase folgen muss, in
welcher der Träger
in der entgegengesetzten Richtung rotiert. Dies benötigt viel
Zeit, um den Träger
zurückzusetzen
und reduziert so die Arbeitsleistung und die Einsatzflexibilität der bekannten Abrundungseinrichtungen.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Arbeitseinheit
für die
Bearbeitung von Holzplatten oder dergleichen bereitzustellen, die
ausgebildet ist, um die oben beschriebenen Nachteile zu beseitigen
und die kostengünstig
und einfach herzustellen ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Arbeitseinheit für die Bearbeitung von Holzplatten oder
dergleichen, wie in den beigefügten
Ansprüchen beansprucht,
bereitgestellt.
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Eine
nicht beschränkende
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung wird beispielhaft unter Bezugnahme auf die
beigefügten
Zeichnungen beschrieben, wobei:
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1 eine
schematische perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform
der Maschine zum rechtwinkligen Schneiden und Kantenbearbeiten gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, wobei der Klarheit halber Teile entfernt wurden;
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2 eine
schematische perspektivische Ansicht eines Details aus 1 zeigt,
wobei der Klarheit halber Teile entfernt wurden;
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3 eine
erste schematische Seitenansicht des Details gemäß 2 zeigt,
wobei der Klarheit halber Teile entfernt wurden;
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4 eine
zweite schematische Seitenansicht des Details gemäß 2 mit
Teilen in Schnittdarstellung zeigt, wobei der Klarheit halber Teile
entfernt wurden;
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5 eine
schematische Draufsicht des Details gemäß 2 zeigt,
wobei der Klarheit halber Teile entfernt wurden;
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6 eine
schematische perspektivische Ansicht eines Details aus den 2, 3, 4 und 5 zeigt;
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7 schematisch
einen Betrieb der Maschine zum rechtwinkligen Schneiden und Kantenbearbeiten
gemäß 1 zeigt.
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Das
Bezugszeichen 1 in 1 gibt als
Ganzes eine Maschine zum rechtwinkligen Schneiden und Kantenbearbeiten
für die
Kantenbearbeitung von Holzplatten 2 oder dergleichen an,
umfassend eine bekannte Fördereinrichtung 3 zur
sukzessiven Führung
von Platten 2 entlang einer Tragfläche P und in einer im Wesentlichen
horizontalen Richtung 4.
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Jede
Platte 2 ist „flach” auf die
Fläche
P gelegt, ist im Wesentlichen parallelflach geformt mit einem im
Wesentlichen rechteckigen Querschnitt und einem Längsschnitt
mit abgerundeten Enden, ist durch eine im Wesentlichen flache obere
Fläche 5 und
eine im Wesentlichen flache untere Fläche 6 begrenzt, welche
parallel zueinander sind und einen Teil einer abgerundeten Kontur 7 der
Platte 2 bilden, und seitlich gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch
zwei im Wesentlichen vertikale Flächen 8 begrenzt ist,
welche parallel zueinander und in der Richtung 4 verlaufen.
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Die
Platte 2 wird kontinuierlich durch die Einrichtung 3 in
Richtung 4 durch eine Kantenbearbeitungsstation (nicht
gezeigt) geführt,
wo zumindest eine der Flächen 8 mit
einer im Wesentlichen flachen Endkante 9 ( 7A)
versehen wird, welche im Wesentlichen quaderförmig mit einem im Wesentlichen rechteckigen
Querschnitt geformt ist, durch eine zu den Flächen 8 parallelen
Seitenfläche 10 begrenzt ist,
eine im Wesentlichen flache obere Fläche 11 und eine im
Wesentlichen flache untere Fläche 12 aufweist,
welche parallel zueinander sind, und außerdem begrenzt ist durch eine
vordere Fläche 13 und eine
hintere Fläche 14,
welche parallel zueinander, senkrecht zu der Richtung 4 sind
und zusammen mit den Flächen 11 und 12 eine
abgerundete Kontur 15 der Kante 9 bilden.
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Da
die Flächen 11, 12 bezüglich der
Flächen 5, 6 in
einer vertikalen Richtung 16 senkrecht zur Richtung 4 vorstehen
und die Flächen 13, 14 bezüglich der
Kontur 7 in der Richtung 4 vorstehen, wird die Platte 2 zuerst
geführt
mittels der Einrichtung 3 durch eine erste Endbearbeitungsstation
(nicht gezeigt), wo zwei bekannte Arbeitseinheiten, eine oberhalb
und eine unterhalb der Fläche
P, die Flächen 11, 12 (7B) bearbeiten, und anschließend durch
eine zweite Endbearbeitungsstation 17, wo eine Arbeitseinheit 18 die
Flächen 13, 14 bearbeitet,
so dass das Profil der Kontur 15 im Wesentlichen mit der
Kontur 7 (7C bis 7E) übereinstimmt.
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Wie
in den 1, 2 und 3 gezeigt, umfasst
die Einheit 18 einen länglichen
Trägerrahmen 19,
welcher sich in der Richtung 4 erstreckt; zwei am Rah men 19 fixierte
und parallel zur Richtung 4 verlaufende Gleitschienen 20;
und einen ersten Schlitten 21, der im gezeigten Ausführungsbeispiel durch
ein Gleitstück
eines bekannten Linearmotors 22 gebildet ist, welcher außerdem einen
am Rahmen 19 befestigten Stator 23 aufweist und
sich parallel zur Richtung 4 erstreckt.
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Der
Schlitten 21 umfasst eine im Wesentlichen flache, horizontale
Platte 24, welche auf die Gleitschienen 20 aufgesetzt
ist, um geradlinig entlang der Gleitschienen 20 in Richtung 4 zu
gleiten; und zwei Ständer 25,
die sich aufwärts
von der Platte 24 in Richtung 16 erstrecken und
in gleitender Weise einen zweiten Schlitten 26 tragen,
der gemäß dem gezeigten
Ausführungsbeispiel
durch ein Gleitstück eines
bekannten Linearmotors 27 gebildet ist, welcher außerdem einen
Stator 28 aufweist, der sich aufwärts von der Platte 24 und
parallel zur Richtung 16 erstreckt.
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Eine
Gleitschiene 29 (5) ist an
dem Schlitten 26 befestigt, erstreckt sich in einer horizontalen
Richtung 30 senkrecht zu den Richtungen 4 und 16 und
zu den Seitenflächen 8 der
Platte 2 und trägt einen
dritten Schlitten 31, der einen unteren Block 32, welcher
von der Gleitschiene 29 in Richtung 4 vorsteht,
und eine obere Halterung 33 umfasst, die von dem Block 32 nach
oben in Richtung 16 vorsteht.
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Der
Block 32 ist mit einem Taster 34 versehen, welcher
an dem Block 32, der Kante 9 zugewandt, befestigt
ist, im Wesentlichen senkrecht zur Richtung 30 steht, im
Betrieb in Kontakt mit der Seitenfläche 10 der Kante 9 gehalten
wird und in einer gleitenden Weise an der Gleitschiene 29 unter
Zwischenschaltung einer stoßdämpfenden
Einrichtung 35 (4 und 5) angebracht
ist, die mindestens eine Feder 36 umfasst, die zwischen
der Gleitschiene 29 und einer Gewindespindel 37 angeordnet
ist, die von dem Block 32 vorspringt und parallel zur Richtung 30 verläuft.
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Bezug
nehmend auf die 2, 4 und 5 ist
die Spindel 37 mittels einer Spindelmutter-Spindel-Verbindung
mit einer Spindelmutter (nicht gezeigt) verbunden, die an der Abtriebswelle
(nicht gezeigt) eines Elektromotors 38 befestigt ist, welche sich
in Richtung 30 erstreckt und in einer gleitenden Weise
mit der Gleitschiene 29 in Verbindung steht, um geradewegs
in Richtung 30 bezüglich
des Schlittens 31 zu gleiten, wenn die Spindelmutter (nicht
gezeigt) in Drehung versetzt wird.
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Der
Motor 38 hält
eine bekannte elektrische Spindel 39 mit einer Abtriebswelle 40,
welche gelagert ist, um um ihre Längsachse 41, die parallel
zur Richtung 30 ist, zu rotieren, sich durch den Block 32 erstreckt
und an ihrem freien Ende, das von dem Block 32 nach außen vorspringt,
mit einem im Wesentlichen kegelstumpfförmigen Fräswerkzeug 42 versehen
ist, welches eine Anzahl von (im gezeigten Ausführungsbeispiel, drei) runden
Schneiden 43 aufweist, die hintereinander entlang der Achse 41 angeordnet
sind und jeweilige Durchmesser aufweisen, die entlang der Achse 41 von
einer freien Endoberfläche
des Werkzeuges 42 zunehmen.
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Im
Betrieb dient der Motor 38 für die wahlweise Steuerung der
Position der elektrischen Spindel 39 und folglich auch
des Werkzeuges 42 in Richtung 30 und zur Auswahl
in jedem Arbeitszyklus der Arbeitseinheit 18 der Schneide 43 zur
Bearbeitung der abgerundeten Kontur 15 der Kante 9.
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Der
Schlitten 31 trägt
eine Hülse 44,
welche sich über
einen zylindrischen Schaft 32a erstreckt, der von dem Block 32 koaxial
zu der Achse 41 vorspringt, in einer drehbaren und axial-fixierten
Weise mit dem Schaft 32a unter Zwischenschaltung eines Wälzlager-Paars 45 verbunden
ist, um um die Achse 41 bezüglich des Schlittens 31 und
unter Steuerung einer Betätigungseinrichtung 46 zu
rotieren, und eine Halterung 47 aufweist, die radial von
der Hülse 44 vorspringt
und gemäß der Position
der Hülse 44 um die
Achse 41 orientiert ist.
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Die
Einrichtung 46 umfasst einen Elektromotor 48,
welcher sich in Richtung 30 erstreckt, an dem Block 32 befestigt
ist, unterhalb der elektrischen Spindel 39 angeordnet ist
und eine Abtriebswelle 49 aufweist, welche mit einem Zahnrad 50 versehen
ist, das mit einem Zahnrad 51 kämmt, das an der Außenfläche der
Hülse 44 gebildet
ist.
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Die
Halterung 47 trägt
eine Radial-Führung 52,
die in gleitender Weise mit einem Gleitschuh 53 in Verbindung
steht, welcher sich um die Halterung 47 (6)
erstreckt und eine Abtastwalze 54 aufweist, welche einen
größeren Durchmesser
als das Werkzeug 42 besitzt, drehbar mit dem Gleitschuh 53 verbunden
ist, um bezüglich
des Gleitschuhs 53 um eine Längsachse 55, die parallel
zu der Achse 41 und zur Richtung 30 ist, zu rotieren,
und im Betrieb in Kontakt mit der abgerundeten Kontur 7 der
Platte 2 gehalten wird.
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Die
Position des Gleitschuhs 53 entlang der Führung 52 wird
wahlweise entsprechend der Schneide 43, die die abgerundete
Kontur 15 der Kante 9 bearbeitet, mittels einer
Betätigungseinrichtung 56 gesteuert,
die gemäß dem gezeigten
Ausführungsbeispiel
eine Nockenfolgewalze 57 umfasst, die drehbar an dem Gleitschuh 53 angebracht
ist, um bezüglich
des Gleitschuhs 53 um eine Längsachse 58, die parallel
zu der Achse 55 und zur Richtung 30 ist, zu rotieren,
und in Kontakt mit einer Nocke 59 mittels ei ner Feder (nicht
gezeigt), welche zwischen der Halterung 47 und dem Gleitschuh 53 angeordnet
ist, gehalten wird.
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Die
Nocke 59 ist drehbar an der Halterung 47 angebracht,
um in Bezug auf die Halterung 47 um eine Rotationsachse 60,
die parallel zu der Achse 58 ist, zu rotieren, und wird
für normalerweise
durch eine nicht gezeigte, bekannte Bremsvorrichtung in einer vorgegebenen
Position um die Achse 60 gehalten.
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Die
Bremsvorrichtung (nicht gezeigt) wird durch einen Betätigungszylinder 61 freigegeben,
welcher an der oberen Halterung 33 des Schlittens 31 befestigt
ist und eine Ausgangsstange 62 aufweist, welche sich durch
die Halterung 33 koaxial zur Achse 60 erstreckt,
in einer drehbaren und axial gleitenden Weise an der Halterung 33 angebracht
ist und beweglich ist in Richtung 30 zwischen einer zurückgezogenen
Position (4), in welcher sich die Stange 62 außerhalb
der Nocke 59 befindet, und einer Koppel-Position (nicht gezeigt), in welcher
die Stange 62 und die Nocke 59 in angular fixierter
Weise in Verbindung stehen und die Stange 62 die Bremsvorrichtung (nicht
gezeigt) in eine Freigabe-Position bewegt.
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Die
Stange 62 erstreckt sich außerdem in gleitender und und
angular fixierter Weise durch ein Zahnrad 63, welches mit
einem Zahnrad 64 kämmt, das
an der Abtriebswelle 65 eines Elektromotors 66 angebracht
ist, der am Schlitten 31 befestigt ist und sich parallel
zur Richtung 30 erstreckt.
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Beim
tatsächlichen
Betrieb wird die Position des Schuhs 53 längs der
Führung 52 eingestellt,
indem zuerst die Hülse 44 um
die Achse 41 bewegt wird, um die Halterung 47 parallel
zur Richtung 16 und der Halterung 33 zugewandt
zu positionieren; dann die Stange 62 axial in Richtung 30 von der
zurückgezogenen
in die Koppel-Position zur Freigabe der Bremsvorrichtung (nicht
gezeigt) und zur Verbindung der Stange 62 mit der Nocke 59 bewegt
wird; und schließlich
der Elektromotor 66 betätigt
wird, um die Stange 62 und die Nocke 59 um die
Achse 60 und den Schuh 53 längs der Führung 52 zu bewegen.
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In
Zusammenhang mit dem oben Genannten sollte herausgestellt werden,
dass der Schlitten 31 in Richtung 30 durch die
Feder 36 gedämpft
ist, und dass gemäß dem gezeigten
Ausführungsbeispiel
die Schlitten 21, 26 in Bezug auf die jeweiligen
Richtungen 14, 16 durch Einstellung und Steuerung
der jeweiligen Motoren 22, 27 gedämpft sind,
so dass sich der Taster 34, das Fräswerkzeug 42 und die
Abtastwalze 54 als Ganzes genau in die Richtungen 4, 16, 30 als
Funktion des Profils der abgerundeten Kontur 7 der Platten 2 und
des Profils der Seitenfläche 10 der
Kante 9 bewegen.
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In
einer nicht dargestellten Variante sind die Linearmotoren 22, 27 durch
entsprechende Elektromotoren ersetzt, deren entsprechende Abtriebswellen
durch entsprechende Spindelmutter-Spindel-Verbindungen mit den Schlitten 21, 26 verbunden
sind, und wobei die Schlitten 21, 26 durch entsprechende Federn
in der gleichen Weise wie der Schlitten 31 gedämpft sind.
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Der
Betrieb der Arbeitseinheit 18 wird nun mit Bezug auf die 7C bis 7E beschrieben,
wobei angenommen wird, dass eine Platte 2 bearbeitet wird und
dies in dem Augenblick, in dem (7C):
die
Position des Schuhs 53 längs der Führung 52 durch die
Betätigungseinrichtung 56 gemäß der Schneide 43 des
Fräswerkzeuges 42 ausgewählt wurde;
die
Arbeitseinheit 18 über
der Fläche
P positioniert ist; und der Taster 34, das Fräswerkzeug 42 und
die Abtastwalze 54 in Kontakt mit der Seitenfläche 10 der Endkante 9,
der abgerundeten Kontur 15 der Kante 9 und der
abgerundeten Kontur 7 der Platte 2, nahe zu der
vorderen Fläche 13 der
Kante 9 positioniert sind.
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An
dieser Stelle wird das Werkzeug 42 in Kontakt mit der Kante 9 gehalten,
indem die Bewegungen des Schlittens 21 in Richtung 4,
des Schlittens 26 in Richtung 16 und der Platte 2 in
Richtung 4 kombiniert werden, um die vordere Fläche 13 zu
bearbeiten und abzurunden; und der Elektromotor 48 bewegt
einfach die Abtastwalze 54 um die Achse 41, um
das Werkzeug 42 und die Abtastwalze 54 gleichzeitig
in Kontakt mit der Kante 9 bzw. der Platte 2 (7D und 7E)
zu halten.
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Sobald
die vordere Fläche 13 bearbeitet
wurde, gibt die Einheit 18 die Platte 2 und die
Kante 9 frei und wird die Einheit 18 entlang der
Gleitschienen 20 zu der hinteren Fläche 14 bewegt, und
gelangt noch einmal mit der Platte 2 und der Kante 9 zur
Bearbeitung der hinteren Fläche 14 in
der gleichen Weise wie oben beschrieben in Verbindung.
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Die
elektrische Spindel 39 wird folglich lediglich in den Richtungen 4, 16 und 30 bewegt
und wird niemals um die Achse 41 oder andere Rotationsachsen
bewegt, wodurch verhindert wird, dass die Stromkabel (nicht gezeigt)
der elektrischen Spindel 39 verdreht werden.
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Andere
erwähnenswerte
Punkte sind, dass die Linie, die die Achsen 41 und 55 verbindet,
immer senkrecht zur Kontur 7 der Platte 2 bleibt,
und dass die Berührungspunkte
zwischen dem Fräswerkzeug 42 und
der Kante 9 und zwischen der Abtastwalze 54 und
der Kontur 7 stets in Richtung 30 ausgerichtet sind.
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Es
ist offensichtlich, dass die Arbeitseinheit 18 ausgebildet
ist, um sich um die Platte 2 zu bewegen und die komplette
abgerundete Kontur 15 der Kante 9 zu bearbeiten,
d. h. vordere und hintere Flächen 13, 14 und
obere und untere Flächen 11, 12.