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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten flächiger Werkstücke, insbesondere zum Schneiden von Fliesen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Stand der Technik
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Vorrichtungen zum Bearbeiten flächiger Werkstücke, insbesondere zum Schneiden von Fliesen sind aus der Praxis in vielfältiger Ausgestaltung bekannt. So insbesondere auch mit einem Gestell, das eine über seine Werkstückauflage beabstandet verlaufende Längsführung für das Arbeitswerkzeug und eine zum Betätigen und Verfahren des Arbeitswerkzeuges vorgesehene Handhabe aufweist. Die Längsführung ist durch zwei parallel verlaufende Führungsschienen gebildet, auf der ein Führungsschlitten läuft, an dem die Handhabe schwenkbar befestigt ist. Diese beaufschlagt eine zum Führungsschlitten hubverstellbare Stellstange, über die ein unterhalb des Führungsschlittens, also auf dessen dem Werkstück zugewandter Seite, liegender in einer zur Längsführung parallelen Ebene sich erstreckender Schwenkarm beaufschlagt wird. Am Schwenkarm ist ein Schwenkhebel angelenkt, an dem endseitig ein Brechstempel vorgesehen ist. Der Brechstempel nimmt beim Arbeitseinsatz des Schneidrades, dessen Höhenlage über die Handhabe bestimmt wird, eine gegen den Schwenkarm angelegte und verriegelte Nichtarbeitsstellung ein. Die Arbeitsstellung des Brechstempels wird dadurch erreicht, dass der den Brechstempel tragende Schwenkhebel gegenüber dem Schwenkarm in Richtung auf das Werkstück nach unten ausgeschwenkt wird. In dieser Arbeitsstellung liegt der Brechstempel tiefer als das Schneidrad und kann somit anstelle des Schneidrades in Anlage zum Werkstück gebracht werden.
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Beim Arbeiten mit einer derartigen Vorrichtung ergibt sich ein dreistufiger Arbeitsablauf, bei dem zunächst das Schneidrad über die Handhabe unter Verschwenkung des Schwenkarmes in Eingriff zum Werkstück gebracht und in dieser Lage in Gegenrichtung zum Benutzer über die Fliese geschoben wird. Nach Beendigung des Schneidvorganges muss der Brechstempel entriegelt werden, um in seine zur Fliese im Wesentlichen orthogonale Angriffsstellung zu kommen. Erst dann kann wiederum durch Beaufschlagung der Handhabe, und zwar in Richtung auf die Fliese, die Fliese durch den Brechstempel gebrochen werden.
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Schon Unterschiede in der Struktur des Werkstückes bedingen zudem Unterschiede im Schneidwiderstand, die benutzerseitig durch Änderung der an der Handhabe aufzubringenden Schub- oder Zugkraft ausgeglichen werden müssen. Benutzerseitige Änderungen in der Schub- oder Zugkraft gehen aber fast immer mit Änderungen der jeweiligen Angriffsrichtung, und damit mit Änderungen in der Winkellage der Handhabe, einher und führen so zu einem ungleichmäßigen Schnitt sowie nachfolgend beim Brechen der Fliese zu einer unruhigen, also nicht glatten Bruchkante. Die angesprochenen Effekte wirken sich insbesondere beim stirnseitigen Ansetzen des Schneidrades an einer Fliese nachteilig aus, so dass es häufig zu einem Springen des Schneidrades über die Fliese im zur Stirnseite benachbarten Bereich kommt, was entsprechende Nacharbeiten bedingt.
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Offenbarung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, insbesondere in ihrer Ausgestaltung als Vorrichtung zum Schneiden von Fliesen, im Hinblick auf eine verbesserte Handhabbarkeit durch den Benutzer, und verbunden damit im Hinblick auf die Verbesserung der Arbeitsergebnisse auszugestalten, und dies sowohl im Hinblick auf den Schneidvorgang als solchen, als auch insbesondere im Hinblick auf das Schneiden und Brechen durch einen vereinfachten Arbeitsablauf.
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Erreicht wird dies erfindungsgemäß für das Schneiden der Fliese mit den Merkmalen des Anspruches 1, für das Schneiden und Brechen der Fliese insbesondere in Verbindung mit den Merkmalen des Anspruches 6. Die weiteren Ansprüche zeigen zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen.
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Durch eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dahingehend, dass das Arbeitswerkzeug in seiner Arbeitsstellung eine Arbeitslage einnimmt, die zumindest im Wesentlichen über eine durch die Längsführung vorgegebene Abstandslage des Arbeitswerkzeugs zur Werkstückauflage vorgegeben ist, wird eine durch den Benutzer hinsichtlich der jeweils zu bearbeitenden, im Regelfall also zu scheidenden Fliese nicht oder kaum noch zu beeinflussende Eingriffstiefe des Arbeitswerkzeugs auf die Fliese erreicht, und es wirken sich somit Änderungen im Schneidwiderstand und daraus resultierende Änderungen in der Höhe und in der Richtung der zur Überwindung dieses Widerstandes vom Benutzer aufzubringenden Kraft zumindest kaum noch auf das Arbeitsergebnis aus.
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Um die Vorrichtung, vor allem mit gleich guten Ergebnissen, für Werkstücke, insbesondere Fliesen unterschiedlicher Dicke einsetzen zu können, ist es zweckmäßig, dass die Abstandslage der Längsführung zur Werkstückauflage einstellbar ist. Neben ansonsten gegebenenfalls sich ergebenden Beeinträchtigungen in der Arbeitsqualität ist eine derartige Einstellbarkeit erfindungsgemäß auch vorteilhaft zweckmäßig, um über die Längsführung eine Verspannung des jeweiligen Werkstücks also der jeweiligen Fliese gegen die Werkstückauflage zu erreichen, wobei es insoweit von Vorteil und zweckmäßig ist, wenn die Längsführung mit Klemmbacken, insbesondere elastischen, pufferartigen Klemmbacken ausgebildet ist, die zweckmäßigerweise an der der Werkstückauflage zugewandten Stirnseite der Längsführung vorgesehen sind.
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In Ausgestaltung der Erfindung erweist es sich weiter als zweckmäßig, die Längsführung quer zu ihrer Längsstreckung verschwenkbar mit der Werkstückauflage zu verbinden, und zwar an einem ihrer zur Längsstreckung quer liegenden Enden, so dass die Längsführung mit den daran vorgesehenen Teilen der Vorrichtung zum Einlegen jeweiliger Werkstücke in die Vorrichtung, wie auch zu deren Entnahme hochgeschwenkt werden kann. Zweckmäßigerweise kann durch Verlagerung der Schwenkachse in Hochrichtung gegenüber der Werkstückauflage auch eine etwa gewünschte Höhenverstellung vorgenommen werden. Am gegenüberliegenden Ende der Längsführung ist zweckmäßigerweise eine Spann- oder Klemmvorrichtung vorgesehen, die eine Verrastung in unterschiedlichen Höhenlagen ermöglicht, oder eine entsprechend stufenlose Verstellbarkeit.
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Die über die Längsführung vorgegebene Abstandslage des Arbeitswerkzeugs zur Werkstückauflage ist im Rahmen der Erfindung bevorzugt insbesondere dadurch realisiert, dass die Handhabe um eine Quer zur Längsführung verlaufende Anlenkachse verschwenkbar ist und dass die Abstandslage des Arbeitswerkzeugs, also insbesondere des Schneidrades von der Schwenkachse der Handhabe zumindest im Wesentlichen unabhängig ist, wobei bevorzugt das Arbeitswerkzeug, also insbesondere das Schneidrad und die Handhabe im Wesentlichen koaxial zu einer Tragachse liegen, auf der die Handhabe und das Arbeitswerkzeug abgestützt, bzw. das Schneidrad gelagert ist und die ihrerseits zur Längsführung in Richtung der Längsführung längsverschieblich geführt abgestützt ist.
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Eine solche koaxiale Lage der Abstützungen, bzw. in der Abstützung der Handhabe und der Lagerung des Schneidrades, hat zur Folge, dass in Verbindung mit der längsverschieblichen Führung der Einheit von Handhabe und Arbeitswerkzeug, insbesondere Schneidrad, Schwenkbewegungen der Handhabe ohne Einfluss auf die Abstandslage des Schneidrades zum Werkstück bleiben.
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Baulich erweist es sich insbesondere als zweckmäßig, wenn die Längsführung durch zwei parallel verlaufende Führungsschienen gebildet ist, zwischen denen, in einander gegenüberliegenden Führungsbahnen derselben abgestützt, das Arbeitswerkzeug, insbesondere in Form des Schneidrades und dessen Abstützung zur Handhabe liegen.
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Für ein gutes Arbeitsergebnis erweist es sich als zweckmäßig, wenn das Schneidrad in seiner Abstützung zur Handhabe in Hochrichtung, relativ zur Werstückauflage federnd nachgiebig gehalten ist, wobei sich dies in einer besonders einfachen Ausführungsform dadurch erreichen lässt, dass das Schneidrad über eine elastische Lagerbuchse, und somit in Richtung der Schneidradebene nachgiebig abgestützt ist. Eine solche radial nachgiebig wegbegrenzte, elastische Abstützung erweist sich insbesondere auch beim stirnseitigen Anfahren einer jeweils zu bearbeitenden und über die Längsführung verspannten Fliese als zweckmäßig, um durchlaufend ein gleichmäßiges Anreißen oder Anschneiden der Fliese zu erreichen.
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Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, das Arbeitswerkzeug insbesondere in Form des Schneidrades beispielsweise in einem Führungskäfig zu lagern, der seinerseits in Richtung der Abstandsverstellung des Schneidrades zur Werkstückauflage verschieblich elastisch, insbesondere federnd gegen die Handhabe abgestützt ist, und die Handhabe ihrerseits in den Führungsbahnen der die Längsführung bildenden Führungsschienen längsverschieblich abzustützen. Auch bei einer derartigen Lösung bleiben Schwenkbewegungen der Handhabe im Wesentlichen ohne Einfluss auf die Eingriffstiefe des Schneidrades und es ist, wie auch bei der radialelastischen Abstützung des Schneidrades, eine wegbegrenzt nachgiebige Abstützung für das Schneidrad mit einfachen Mitteln realisiert, die insbesondere ein stirnseitiges Ansetzen des Schneidrades an eine Fliese in Verbindung mit einem fortlaufend gleichmäßigen Eingriff in die Fliese erleichtert.
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Im Rahmen der Erfindung stellt es eine bevorzugte Lösung dar, die Handhabe mit einem durch Verschwenken der Handhabe gegen das Werkstück anlegbaren Brechwerkzeug, insbesondere einem ein- oder mehrteiligen Brechstempel zu versehen, und dies insbesondere derart, dass das Verschwenken der Handhabe zum Ansetzen des Brechwerkzeuges, also insbesondere der Brechstempel zum Werkstück, praktisch ohne Auswirkung auf die Lage des Arbeitswerkzeuges, insbesondere in Form des Schneidrades zum Werkstück bleibt, da die auf die Handhabe ausgeübten Kräfte gegen die Längsführung abgestützt werden. Insbesondere wird es dadurch auch möglich, vom Schneiden der Fliese übergangslos auf das Brechen der Fliese überzugehen, indem die beim Schneiden gegen den Benutzer gezogene Handhabe über ihre im Rahmen der benutzerseitigen Handhabung beim Schneiden üblicherweise gegebene Ausrichtung hinaus zur Aufbringung der Brechkraft nach oben verschenkt wird. Dadurch ergibt sich ein sehr einfacher und gut zu beherrschender Arbeitsablauf, der lediglich das Ziehen der Handhabe zum Schneiden und das Schwenken der Handhabe zum Brechen verlangt. Dabei ist der Übergang zwischen diesen beiden Arbeitsstufen ohne Unterbrechung des Arbeitsablaufes quasi fließend möglich und es ergibt sich ein sehr einfacher und auch vom ungeübten Benutzer gut zu beherrschender Arbeitsablauf.
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Insbesondere in Verbindung mit der Ausbildung der Längsführung durch zwei parallel verlaufende Führungsschienen lässt sich auch mit einfachen Mitteln eine sehr stabile Abstützung für die Handhabe, und über die Handhabe für das Schneidrad, in einander gegenüberliegenden Führungsbahnen der Führungsschienen erreichen. Dies bei zu den Führungsschienen durch die Handhabe teilweise gebildete Überdeckung, wobei die Handhabe zweckmäßigerweise mit seitlich außen zu den Führungsschienen diese übergreifenden Wänden oder Armen versehen ist, die an ihrem dem Werkstück zugewandten Ende als Brechstempel ausgestaltet sind.
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Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
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1 eine schematisierte Seitenansicht einer zum Bearbeiten flächiger Werkstücke, vorliegend zum Schneiden von Fliesen, ausgestaltete Vorrichtung in einer schematisierten Seitenansicht,
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2 eine weiter vereinfachte Darstellung eines längsmittigen Schnittes durch die Darstellung gemäß 1,
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3 einen Schnitt gemäß Linie III-III in 2,
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4 eine beispielsweise Darstellung einer federnden Abstützung eines Führungsgehäuses für das Schneidrad gegenüber der Handhabe, stark schematisiert, und
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5 das Ansetzen des über die Handhabe geführten Schneidrades am stirnseitigen Ende einer Fliese als Werkstück.
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In der Darstellung gemäß 1 ist mit 1 die Vorrichtung zum Bearbeiten eines flächigen Werkstückes 2 in einer vereinfachten Seitenansicht in ihrer Gesamtheit gezeigt. Die Vorrichtung 1 umfasst ein Gestell 3, das auf Füßen 4 ruht und das eine Werkstückauflage 5 aufweist. Auf dieser Werkstückauflage 5 ruht das als Fliese 6 ausgebildete Werkstück 2, das über eine Längsführung 7 gegen die Werkstückauflage 5 verspannt ist. Die Längsführung 7 ist, wie 3 zeigt, durch zwei Führungsschienen 8, 9 gebildet, die mit seitlichem Abstand parallel zueinander verlaufen und so einen schlitzartigen Zwischenraum 10 frei lassen, innerhalb dessen das über eine Handhabe 11 getragene und geführte Arbeitswerkzeug 12 liegt, das vorliegend als Schneidrad 13 ausgebildet ist. Die Längsführung 7 mit ihren parallel zueinander verlaufenden und endseitig starr miteinander verbundenen Führungsschienen 8, 9 erstreckt sich mit Abstand oberhalb der Werkstückauflage 5. Endseitig zur Längsführung 7 ist diese in der Darstellung gemäß 1 über Distanzstücke 14, 15 gegen das Gestell 3 abgestützt. Schematisiert ist wiederum in 1 gezeigt, dass die Längsführung 7 an ihrem einen Ende um eine zu ihrer Längserstreckung quer verlaufende Achse 18 in eine aufgeklappte Lage (Pfeil 16) verschwenkbar ist. Am gegenüberliegenden Ende ist die Längsführung 7 durch Klemmung, Verrastung oder sonstige, angedeutete Verriegelung 17 gegen das Gestell 3 festzulegen.
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Nicht gezeigt ist, dass bevorzugt über die Distanzstücke 14, 15 oder auch in anderer Weise eine Verstellung der Höhenlage der Längsführung 7 gegen das Gestell 3 möglich ist, so dass eine Anpassung an in ihrer Dicke unterschiedliche Fliesen 6 erfolgen kann. An der Längsführung 7 sind unterseitig insbesondere elastische Klemmbacken 19 vorgesehen, über die eine jeweilige Fliese 6 in der Arbeitsstellung der Längsführung gegen die Werkstückauflage 5 des Gestelles 3 zu verspannen ist.
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In der Arbeitsstellung der Längsführung 7 liegt das Schneidrad 13 an der Oberseite 20 der Fliese 6 an. Geführt ist das Schneidrad 13 zur Handhabe 11 in deren in 3 dargestellter, erfindungsgemäß bevorzugter Ausgestaltung über Tragarme 22 der Handhabe 11, die innerhalb der U-förmigen Umfassungswandung 23 derselben liegen, deren Steg 24 überdeckend zu den Führungsschienen 8, 9 verläuft und in seitliche, die Führungsschienen 8, 9 übergreifende Arme 25 übergeht. Die Arme 25 erstrecken sich gegen die Werkstückauflage 5 und laufen, was nachfolgend noch näher erläutert wird, in nach außen abgewinkelten Fußteilen aus, die Brechstempel 26 bilden. Innerhalb des Umrisses der Umfangswandung 23 sind ausgehend von deren seitlichen Armen 25 die abgewinkelten Tragarme 26 vorgesehen, die auf eine Traverse auslaufen, auf der als Tragachse 27 endseitig Lagerrollen 28 vorgesehen sind, die in den einander gegenüberliegenden Führungsbahnen 29 der Führungsschiene 8, 9 laufen. Zwischen den Armen 22 liegt das Schneidrad 13 als Beispiel für ein Bearbeitungswerkzeug, wobei das Schneidrad 13 auf der Tragachse 27 bevorzugt, und in nicht dargestellter Weise, in radialer Richtung elastisch nachgiebig gelagert ist, beispielsweise über eine elastisch abstütztende Lagerbuchse.
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Eine solche Lagerbuchse ist bevorzugt exzentrisch ausgebildet, und zwar mit zum Schneidrad lagefestem Außenring und einem zu diesem exzentrisch elastisch abgestützten Innenring, so dass das Schneidrad über die Buchse zur Tragachse exzentrisch liegt und entgegen der Exzentrität einfedern kann und sich belastungsabhängig für das Schneidrad eine Verlagerung auf eine zur Tragachse konzentrische Lage ergibt.
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Der geschilderte Aufbau der Vorrichtung ermöglicht unabhängig von der Winkellage der Handhabe 12 zu Werkstückauflage 5 eine jeweils etwa gleichbleibende Abstandslage des Schneidrades 13 zur über das Schneidrad 13 anzugreifenden Oberseite 20 des durch die Fliese 6 gebildeten Werkstückes.
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2 veranschaulicht, dass die Handhabe 12 mit ihrem vom bezogen auf die Schneidrichtung (Pfeil 31) vorne liegenden Griffteil 30 abgelegenen Ende 36 über die Tragachse 27 hinausragt und an diesem Ende, wie in 3 gezeigt, mit den Brechstempeln 26 versehen ist, so dass durch Hochschwenken der Handhabe 11 (Pfeil 37) auf Grund der Abstützung über die Tragachse 27 gegen die Führungsschienen 8, 9 die Brechstempel 26 gegen die Fliese 6 verfahren werden. Dadurch wird die Fliese 6 entlang der über das Schneidrad 13 erzeugten Rille gebrochen, wobei die Position des Schneidrades 13 davon praktisch unbeeinflusst bleibt.
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Diese Ausbildung ermöglicht es, vom Schneiden der Fliese ohne Unterbrechung lediglich durch Verschwenken der Handhabe auf das Brechen der Fliese überzugehen, und dies praktisch nahezu stufenlos, was ein auch hinsichtlich der durch den Benutzer aufzubringenden Kräfte gefühlvolles Arbeiten ermöglicht und den Arbeitsablauf unterbrechende Zwischenschritte vermeidet. Vor allem ist es bei einer solchen Ausgestaltung auch möglich, den Ansatz des Brechwerkzeuges über der Länge der Fliese im Hinblick auf jeweilige fliesenseitige Gegebenheiten bedarfsabhängig frei zu wählen, wenn ein Ansatz des Brechwerkzeuges im in Schneidrichtung auslaufenden Endbereich der Fliese nicht zweckmäßig ist.
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Eine weitere Möglichkeit der elastischen Abstützung des Schneidrades 13 ist in 4 veranschaulicht. Beispielsweise innerhalb der Umfangswandung 23 der Handhabe 11 ist eine lagefeste, im Querschnitt U-förmige Aufnahme 32 vorgesehen, zwischen deren Schenkel ein Traggehäuse 33 eingreift, das mit seinem Stegteil gegen den Steg der U-förmigen Aufnahme 32 über eine Feder 38 abgestützt ist und das die lagernde Aufnahme für das Schneidrad 13 bildet. Dessen Achse erstreckt sich in Richtung eines Quersteges 34 des Traggehäuses 33, der zu den seitlichen Schenkeln der U-förmigen Aufnahme 32 überlappende Bereiche aufweist, über deren Abstand zu den seitlichen Schenkeln der Aufnahme 32 beispielsweise der Einfederweg begrenzt werden kann. Zu den Seitenarmen der U-förmigen Aufnahme 32 seitlich auskragend sind Führungszapfen 35 vorgesehen, über die die Aufnahme 32 und damit die Handhabe 11 analog zur Lösung gemäß 3 in den Führungsbahnen der Führungsschiene 8 abgestützt werden kann.
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5 veranschaulicht, dass über die federnde Abstützung des Schneidwerkzeuges 13, ohne Beeinträchtigung der im sonstigen Arbeitsbetrieb von der Lage der Handhabe unabhängigen Lage des Schneidrades 13, ein Anschneiden von Fliesen 6 in deren stirnseitigen, meist gerundeten Endbereich 36 möglich ist. Ist der stirnseitige Endbereich 36 überfahren, so ist wieder, wie in 5 dargestellt, die erfindungsgemäße gleichachsige Abstützung der Handhabe 11 und des Schneidrades 13 zur Längsführung 7 gegeben, und das Schneidrad 13 mit einer der federnden Verspannung entsprechenden Kraft auf die Fliese 6 abgestützt.
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Erfindungsgemäß ist somit eine Vorrichtung zum Bearbeiten flächiger Werkstücke, insbesondere zum Schneiden von Fliesen geschaffen, bei der eine zu einer Werkstückauflage 5 parallel und beabstandet verlaufende Längsführung 7 vorgesehen ist, längs der eine das Arbeitswerkzeug 12 tragende schwenkbare Handhabe 11 verfahrbar ist, wobei die Handhabe und das von ihr getragene Arbeitswerkzeug 12 zur Längsführung zumindest im Wesentlichen koaxial abgestützt sind, so dass Schwenkbewegungen der Handhabe 11 die Abstandslage des Arbeitswerkzeugs 12 zum Werkstück 2 zumindest im Wesentlichen nicht verändern und somit auch für ungeübte Benutzer weitgehend professionelle Ergebnisse zu erreichen sind.
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Erfindungsgemäß liegt somit auch ein Verfahren zum Bearbeiten flächiger Werkstücke, insbesondere zum Schneiden von Fliesen vor, bei dem ausgehend von den über die Handhabe 11 erfolgenden Verziehen eines Arbeitswerkzeuges 12 zum oberflächenseitigen Anschneiden des Werkstückes 2 dieses nachfolgend allein durch Verschwenken der Handhabe über ein mit der Handhabe verschwenkbares Brechwerkzeug gebrochen wird.
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Die zur Durchführung dieses Verfahrens erfindungsgemäß vorgesehene Vorrichtung stellt sich zusammenfassend dahingehend dar, dass sie ein Arbeitswerkzeug 12 zum zumindest oberflächenseitigen Anschneiden des Werkstückes 2, insbesondere einer Fliese, ein Brechwerkzeug zum Brechen des angeschnittenen Werkstücks 2 und eine Handhabe 11 aufweist, die sich längs einer längs des Werkstücks 2 verlaufenden Längsführung 7 erstreckt und die zur Längsführung 7 und zum Arbeitswerkzeug 12 über Drehachsen umfassende Anlenkungen abgestützt und mit dem Brechwerkzeug verbunden ist, wobei die Handhabe 11 und das Arbeitswerkzeug 12 zur Längsführung 7 und zueinander in einem gleichachsigen Bereich, insbesondere koaxial, abgestützt sind, derart, dass ausgehend von der sich zum Schneiden in Arbeitsrichtung erstreckenden Lage der Handhabe 11 allein durch Verschwenken der Handhabe 11 das Brechwerkzeug in Brechrichtung verschwenkt wird.
