-
Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungseinheit, zum Einarbeiten von Längsnuten in Gegenstände, für Werkzeugmaschinen, insbesondere Handwerkzeugmaschinen.
-
Stand der Technik
-
Zum maschinellen Einarbeiten von Längsnuten mithilfe elektrisch angetriebener Werkzeugmaschinen werden Bearbeitungseinheiten in Form von Nutfräsern eingesetzt, die, einstückig oder auch gebaut, bei scheibenförmiger Ausbildung umfangsseitig verzahnt oder mit zahnartigen Schneidgliedern bestückt sind. So kommen für die Herstellung von Mauerschlitzen, wie beispielsweise Kabelschlitzen, mit entsprechenden Bearbeitungseinheiten bestückte Werkzeugmaschinen in Form von Mauerfräsen in Einsatz. Ein solcher Einsatz ist im Regelfall allerdings auf den Profibereich beschränkt, da solche Werkzeugmaschinen als Einzweckmaschinen schon verhältnismäßig aufwändig sind, insbesondere aber auch die für deren Bestückung verwendeten Nutfräser recht teuer sind.
-
Vor allem dann, wenn Längsnuten in Leichtbaustoffe, wie Gipsplatten, Porenbeton, aber auch in Gipsverputzschichten von Wänden einzubringen sind, ist ein solcher maschinenseitiger und werkzeugseitiger Aufwand auch bei arbeitstechnischen Vorteilen jedenfalls dann nicht rentabel und zu rechtfertigen, wenn, wie insbesondere im Hobbybereich, entsprechende Arbeiten nicht regelmäßig auszuführen sind. Die maschinelle Herstellung von Längsnuten mit auch im Hobbybereich im Allgemeinen zur Verfügung stehenden Werkzeugmaschinen, insbesondere Handwerkzeugmaschinen – wie beispielsweise Bohrmaschinen und als Bestückung für diese vorgesehenen Bearbeitungswerkzeugen, wie Fingerfräsern oder auch scheibenförmigen Fräselementen – ist zwar bekannt, kann aber weder unter Handhabungsgesichtspunkten noch bei hinreichender Arbeitsgeschwindigkeit hinsichtlich des Arbeitsergebnisses befriedigen.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bearbeitungseinheit zur Herstellung von Längsnuten bereitzustellen, die in Verbindung mit Werkzeugmaschinen, insbesondere Handwerkzeugmaschinen einzusetzen ist, welche einen Drehoszillationsantrieb für die jeweilige Bearbeitungseinheit ermöglichen. So beispielsweise im Hobbybereich schon vielfach im Einsatz befindliche multifunktionale Werkzeugmaschinen, die je nach Werkzeugbestückung u. a. zum Sägen, Schleifen oder Schaben einzusetzen sind und oft als sogenannte „Winkelschleifer” mit dreiecksförmiger Fußplatte genutzt werden.
-
Erreicht wird dies mit den Merkmalen des Anspruches 1. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
-
Dadurch, dass die koaxialen, antriebsverbundenen Arbeitswerkzeuge drehbeweglich oszillierend angetrieben sind und bei in Arbeitsrichtung sich erstreckenden Arbeitsebenen quer zu ihren Arbeitsebenen beabstandet nebeneinander liegen, kann über eine zwischen den Arbeitsebenen der Arbeitswerkzeuge liegende, entsprechend den Arbeitswerkzeugen bewegte Räumvorrichtung die entlang ihren Rändern durch die Arbeitswerkzeuge freigeschnittene Nut durch die Positionierung der Räumvorrichtung in gewünschter Tiefe freigeräumt werden. Dies beispielsweise in Schneidrichtung durch schaufelartig untergreifendes Freischneiden des Nutquerschnittes, gegebenenfalls bei entsprechender Verdrängung des freigeschnittenen Volumens bei Bewegung der Arbeitswerkzeuge entgegen ihrer Arbeitsrichtung.
-
Im Rahmen der Erfindung ist es grundsätzlich möglich, einen gesonderten Antrieb für die Räumvorrichtung und die Arbeitswerkzeuge vorzusehen, so zum Beispiel bei von den Arbeitswerkzeugen unabhängiger Antriebsverbindung der Räumvorrichtung zu einer gemeinsamen Antriebsdrehachse für die Arbeitswerkzeuge und die Räumvorrichtung.
-
Eine erfindungsgemäße besonders vorteilhafte Lösung besteht darin, dass die Räumvorrichtung Teil der Arbeitswerkzeuge ist, also über die Arbeitswerkzeuge mitgenommen angetrieben ist.
-
Insbesondere eine derartige Lösung lässt sich auch in einfacher Weise dadurch realisieren, dass die Räumvorrichtung durch ein, oder zumindest ein an einem der Arbeitswerkzeuge vorgesehenes und seitlich auskragend zu dessen Arbeitsebene in Richtung auf das andere Arbeitswerkzeug der Bearbeitungseinheit sich erstreckendes Räumglied gebildet ist, wobei das jeweilige Räumglied einstückig zum Arbeitswerkzeug ausgebildet sein kann oder auch durch ein an dieses angesetztes separates Bauteil gebildet sein kann.
-
Die einstückige Ausbildung zum Arbeitswerkzeug lässt sich in einfacher Weise dadurch realisieren, dass das jeweilige Arbeitswerkzeug in seinem entgegen der Arbeitsrichtung rückwärtigen, also rückseitig auslaufenden Bereich nach innen gebogen und/oder abgekantet wird.
-
Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung besteht darin, dass die Räumvorrichtung durch quer zur Arbeitsebene der Arbeitswerkzeuge liegende und seitlich auskragend zu deren Arbeitsebenen sich erstreckende, insbesondere pflugscharartige Räumglieder gebildet wird, wobei durch die Erstreckung der Räumglieder gegeneinander, insbesondere durch deren symmetrische Erstreckung gegeneinander auch eine zusätzliche Stabilisierung der Querführung erreicht wird und die Maschinenführung beeinträchtigende Querkräfte vermieden werden.
-
Insbesondere im Hinblick auf eine einfache Ausbildung der Arbeitswerkzeuge erweist es sich als zweckmäßig, wenn diese entsprechend der jeweiligen Arbeitsebene flächig ausgebildet sind, und in dieser Ausbildung mit randseitig zum flächigen Arbeitsteil vorgesehenen, insbesondere angesetzten Bearbeitungsmitteln, wie beispielsweise Schneidzähnen und dergleichen versehen sind. Der flächige Arbeitsteil der Arbeitswerkzeuge ist jeweils am zentralen Werkzeugträger als Befestigungsteil eingebracht.
-
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung. Es zeigen:
-
1 in Perspektive und vereinfacht teils in symbolischer Darstellung eine mit einer Handwerkzeugmaschine verbundene drehbeweglich oszillierend anzutreibende Bearbeitungseinheit, die zwei koaxial und benachbart nebeneinander liegende Arbeitswerkzeuge aufweist, zwischen deren sich in parallelen Arbeitsebenen erstreckenden Arbeitsteilen im Bereich derer randseitigen Bearbeitungsmittel, wie 2 zeigt, eine auf den Zwischenraum zwischen den Arbeitswerkzeugen zugreifende Räumvorrichtung vorgesehen ist,
-
2 einen Ausschnitt, in Blickrichtung des Pfeiles II in 1, einer perspektivischen Ansicht der Bearbeitungseinheit mit ihren beabstandet nebeneinander liegenden Arbeitswerkzeugen und den im Bereich der randseitigen Bearbeitungsmittel in den Zwischenraum zwischen den Arbeitswerkzeugen eingreifenden Räumgliedern der Räumvorrichtung,
-
3 und 4 schematisierte Darstellungen von Bearbeitungseinheiten gemäß 1 und 2, wobei die Arbeitswerkzeuge jeweils einen zentralen Werkzeugträger als Befestigungsteil und radial zu diesem auskragend Arbeitsteile mit radial randseitigen Bearbeitungsmitteln und mit im bezogen auf die Arbeitsrichtung rückwärtigen Endbereich ihre Arbeitsteile liegenden Räumgliedern aufweisen, und
-
5 bis 8 verschiedene, teilweise perspektivische Ansichten von mit einer Werkzeugmaschine zu verbindenden Bearbeitungseinheiten mit parallelen und in zueinander beabstandeten Ebenen arbeitenden Arbeitswerkzeugen, deren Arbeitsteile, im Gegensatz zu Ausgestaltungen gemäß 1 und 2, nicht verrundete, sondern gerade verlaufende Arbeitsränder aufweisen und bezogen auf die Arbeitsrichtung rückseitig zu den Arbeitsrändern mit Räumgliedern versehen sind.
-
In 1 ist von einer Werkzeugmaschine 1 lediglich der Teilbereich dargestellt, in dem seitlich auskragend zum Maschinengehäuse 7 die Antriebswelle 3 gelagert ist, über die eine Bearbeitungseinheit 4 mit zwei koaxialen, antriebsverbundenen Arbeitswerkzeugen 5 getragen und angetrieben ist. Der elektromotorische Antrieb der Werkzeugmaschine 1 ist durch den Motor 6 symbolisiert, der vom Maschinengehäuse 7 umschlossen ist und in dessen Verbindung zur Antriebswelle 3 üblicherweise eine hier nicht dargestellte Getriebeeinheit liegt.
-
Entsprechend der bevorzugten Ausbildung der Werkzeugmaschine 1 als Handwerkzeugmaschine weist das hier nur angedeutete Maschinengehäuse 7 beispielsweise stabförmige Grundform auf und kann so auch den Handhabungsteil der Werkzeugmaschine 1 bilden. Dies entsprechend bekannten Ausgestaltungen bei Werkzeugmaschinen mit drehoszillatorischem Antrieb für die jeweiligen Arbeitswerkzeuge, die, abweichend von der erfindungsgemäßen Bearbeitungseinheit 4, beispielsweise durch Schneidwerkzeuge, Schleifplatten, Tauchsägeblätter oder dergleichen gebildet sind, welche jeweils als Einzelwerkzeuge, entsprechend der jeweiligen Bestückung der Werkzeugmaschine 1, auf der Antriebswelle 3 angeordnet sind.
-
Veranschaulicht ist die Erfindung in den Ausführungsbeispielen durch Bearbeitungseinheiten 4, deren Arbeitswerkzeuge 5 einen gemeinsamen Werkzeugträger 8 und daran befestigte, zumindest im Wesentlichen flächige Arbeitsteile 9 aufweisen, die in einem freien Randbereich mit Bearbeitungsmitteln 10 versehen sind.
-
Der Werkzeugträger 8 ist in den Ausführungsbeispielen gemäß 1 bis 4 topfförmig gestaltet und weist zentral einen Befestigungsbund 11 zur Antriebswelle 3 auf, die als Gegenstück zum Befestigungsbund 11 beispielsweise einen hier nicht dargestellten, dem Bund 11 entsprechenden Schraubflansch aufweisen kann. Die topfförmige Ausgestaltung des Werkzeugträgers 8 ermöglicht in einfacher Weise die axial beabstandete Befestigung der Arbeitsteile 9, wie beispielsweise in den 1, 2 und 4 gezeigt, an radialen, axial gegeneinander abgesetzten Ringflächen 12, 13 des Werkzeugträgers 8, von denen die Ringfläche 13 am Topfrand und die Ringfläche 12 nahe dem Topfboden vorgesehen ist. Die Ringfläche 12 kann auch, abweichend von der Darstellung gemäß 4, in der Ebene des Topfbodens liegen. Für die Arbeitsteile 9 ergibt sich bei der Ausgestaltung gemäß 4 zum gemeinsamen Werkzeugträger 8 eine Anbindung mit unterschiedlichem radialen Abstand zur Achse 14 der Antriebswelle 13.
-
Die Darstellungen lassen erkennen, dass die Arbeitswerkzeuge anstelle eines gemeinsamen Werkzeugträgers 8 selbstverständlich auch zwei eigenständige Werkzeugträger aufweisen können, die jeweils ein Arbeitsteil 9 tragen und koaxial zur Antriebswelle 3 angeordnet sind, wobei eine solche Ausgestaltung zusätzlich die Möglichkeit bietet, eine Bearbeitungseinheit 4 durch entsprechende Zwischenstücke hinsichtlich des axialen Abstandes der Arbeitsebenen variabel zu gestalten, so dass im Grunde mit gleichen Arbeitswerkzeugen 5 Nuten unterschiedlicher Breite geschaffen werden können.
-
Ungeachtet dessen, ob bezogen auf eine Bearbeitungseinheit 4 mit zwei Arbeitswerkzeugen 5 für die in axial zueinander versetzten Arbeitsebenen arbeitenden Arbeitsteile 9 der Arbeitswerkzeuge 5 ein gemeinsamer Werkzeugträger 8 oder koaxial verbundene, separate Werkzeugträger Verwendung finden, sind die Arbeitsteile 9 in den Darstellungen gemäß 1 bis 4 als sektorförmige Segmente ausgebildet, die an ihrem radial außen liegenden Rand die Bearbeitungsmittel 10 aufweisen. Diese können beispielsweise in Form U-förmiger Arbeitsleisten gebildet sein, welche beispielsweise mit gezahnten oder anderweitig abtragenden Oberflächenstrukturen versehen sind.
-
In Verbindung mit dem drehbeweglich oszillierenden Antrieb der Abeitswerkzeuge 5 um die Achse 14 ist die Arbeitsrichtung 16 durch einen Pfeil veranschaulicht. Die Arbeitswerkzeuge 5 sind im rückwärtigen Endbereich ihrer Arbeitsteile 9 – im Bereich ihres mit den Bearbeitungsmitteln 10 versehenen Randes, wie insbesondere aus 2 ersichtlich – mit Räumgliedern 17 versehen, die eine Räumvorrichtung 18 bilden, wobei die Räumglieder 17 einstückig mit den Arbeitsteilen 9 oder auch angesetzt zu den Arbeitsteilen 9 angeordnet sein können. Bevorzugt ist eine winklig zu den Arbeitsebenen liegende, gegeneinander gerichtete Anordnung der Räumglieder 17 vorgesehen, wobei diese schräg entgegen der Arbeitsrichtung 16 geneigt aufeinander zulaufen. Die gezeigte Ausgestaltung der Räumglieder 17 bildet lediglich ein Ausführungsbeispiel, und es können diese unter anderem auch pflugscharartig gestaltet sein, so dass sie schon beim Vortrieb in Arbeitsrichtung 16 quasi schneidend im Nutgrund in den Materialsteg eingreifen, der zwischen den durch die Arbeitswerkzeuge 5 eingeschnittenen Nuträndern liegt.
-
Wie bereits angedeutet, sind für die Gestaltung des Werkzeugträgers 8 unterschiedlichste Bauformen denkbar. Eine dieser möglichen Gestaltungen veranschaulicht 3, wobei auch hier ein gemeinsamer Werkzeugträger 8 als zentraler Bestandteil für die Arbeitswerkzeuge 5 mit radial zum Werkzeugträger 8 auskragenden Arbeitsteilen 9 vorgesehen ist. Abweichend zur Darstellung in 4 ist der Werkzeugträger 8 gemäß 3 umfangsseitig mit einem U-förmig ausgestellten Randbereich 19 versehen, dessen über einen Steg 20 verbundene radiale Flanken 21, 22 Flanschflächen für die mit dem Werkzeugträger 8 zu verbindenden Arbeitsteile 9 darstellen. Auf diese Weise ist es in einfacher Weise möglich, für die Arbeitsteile 9 zum gemeinsamen Werkzeugträger 8 eine Anbindung mit gleichem radialen Abstand zur Achse 14 vorzusehen. An den Arbeitsteilen 9 gemäß 3 und 4 sind die jeweiligen Räumglieder 17 der Räumvorrichtung 18 schematisiert angedeutet.
-
5 bis 8 zeigen eine weitere Ausgestaltung einer Bearbeitungseinheit 4, die in zwei zueinander parallelen Ebenen arbeitende Arbeitswerkzeuge 25 aufweist, welche am gemeinsamen Werkzeugträger 26 angeordnete Arbeitsteile 27 aufweisen. Der Werkzeugträger 26 ist topfförmig gestaltet und weist in Höhe des Topfrandes einen radial auskragenden Umfangsflansch 28 auf, an dem einander gegenüberliegend die entgegengesetzt ausgekröpften und sich im Wesentlichen radial erstreckenden Arbeitsteile 27 angeordnet sind. Insgesamt ist für die Arbeitsteile 27 dabei eine quer zu ihrer Erstreckung abgestufte Ausbildung vorgesehen, so dass sich zum Umfangsflansch 28 eine gegenüber der jeweiligen Arbeitsebene in Richtung der Achse 14 abgestuft liegende Anlagefläche ergibt, womit auch besonders günstige Befestigungsmöglichkeiten für die Arbeitsteile 27 zum Umfangsflansch 28 durch wechselseitige axiale Verspannung gegeben ist.
-
Auch für die Bearbeitungseinheit 4 gemäß 5 bis 8 ist die Arbeitsrichtung 16 angedeutet, und bezogen auf diese Arbeitsrichtung 16 erstrecken sich die Arbeitsteile 27 der Arbeitswerkzeuge 25 schräg nach vorne, bei zur Arbeitsrichtung 16 etwa paralleler Lage des Gegenstandes, beispielsweise einer Wand oder des Bauteiles 31, in das mit der Bearbeitungseinheit 4 eine Nut 33 eingebracht werden soll. Die Arbeitswerkzeuge 25 laufen bei vom gemeinsamen Werkzeugträger 26 in Arbeitsrichtung 16 schräg nach vorne auslaufenden Arbeitsteilen 27 endseitig in quer zur Arbeitsrichtung 16, insbesondere etwa senkrecht zur Arbeitsrichtung 16 sich erstreckenden Arbeitskanten 34 aus, die als Schneidkanten ausgebildet sein können und die beispielsweise wiederum mit Bearbeitungsmitteln versehen sind, so beispielsweise verzahnt ausgestaltet sind. Im auslaufenden Endbereich sind die im Bereich der Arbeitskanten 34 flächigen Arbeitsteile 27 mit gegeneinander abgewinkelten Randabschnitten 35 versehen. Entsprechend dem drehoszillatorischen Antrieb für die Bearbeitungseinheit 4 bei lediglich über einen kleinen Winkelbereich erfolgender Schwenkbewegung ergibt sich gegenüber dem jeweiligen Gegenstand, in den die Längsnut eingearbeitet werden soll, also beispielsweise einer Wand oder einem Bauteil 31, eine im Wesentlichen quer zur Arbeitsrichtung 16 verlaufende Arbeitsbewegung der Arbeitsteile 27. Entsprechend arbeiten sich die Arbeitsteile 27 in Arbeitsrichtung 16 in das Bauteil 31 ein, wobei die Flanken der Nut 33 freigeschnitten werden und durch die eingebogenen Randabschnitte 35 der zwischen den Nutflanken verbleibende Steg untergriffen und herausgearbeitet wird.
-
Bevorzugt ist der Übergang zwischen den Arbeitskanten 34 und den eingebogenen Randabschnitten 35 entgegen der Arbeitsrichtung 16 gegen die Randabschnitte 35 verlaufend angeschrägt, so dass die Einbiegungen 36 des Randabschnittes 35 zu den Arbeitskanten 35 entgegen der Arbeitsrichtung 16 zurückversetzt sind. Insgesamt wird durch die drehoszillierende Bewegung somit sowohl jeweils eine kleine Schneidbewegung in Arbeitsrichtung 16 wie auch eine Hubbewegung ausgeführt. Diese haben in Verbindung mit den eingebogenen Randabschnitten 35 auch einen schabenden Zugriff auf den jeweils noch stehenden Nutsteg durch die eingebogenen Randabschnitte 35 zur Folge hat, so dass der Nutsteg entsprechend dem Arbeitsfortschritt abgetragen wird.
