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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bearbeitungsaggregat mit einem spanabhebenden Werkzeug zur Bearbeitung von Holz, Kunststoff oder ähnlichem, das mit einer Absaughaube verbunden ist, um eine optimale Spanabfuhr zu ermöglichen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Bearbeitungsaggregat, wie es zur Bearbeitung von beispielsweise leisten- oder plattenförmigen Werkstücken in einer Kantenanleimmaschine eingesetzt wird. Nach dem relativ ungenauen Anleimen des Kantenmaterials ist es erforderlich, das überstehende Kantenmaterial bündig zum Werkstück abzutrennen. Werden Späne und Reststücke bei diesem Vorgang nicht vollständig entsorgt, kann das zu Funktionsstörungen der Maschine und zu Qualitätsmängeln des Werkstückes führen.
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Stand der Technik
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Herkömmlicherweise werden Späne, die bei der Bearbeitung von Holz, Kunststoffen oder ähnlichem, wie beispielsweise Holzersatz- oder Verbundwerkstoffen, durch ein spanabtragendes Bearbeitungswerkzeug anfallen, über eine Absaugvorrichtung in der Umgebung des Eingriffspunktes zwischen der Schneide und dem Werkstück abgesaugt. Durch die komplizierte Eingriffskinematik der Kappwerkzeuge und die mögliche Größe der Reststücke konnten jedoch beim Vorgang Kappen bisher keine Absaughauben zum Einsatz kommen. Späne und Reststücke sollten im Maschinenraum nach unten fallen und sich dort sammeln. Ein Teil der Späne und Reststücke landete jedoch auf den durchlaufenden Werkstücken und in den Transportketten der Maschine und verursachte Funktionsstörungen.
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Aus
DE19944728 ist eine Absaughaube für ein Holzbearbeitungsaggregat bekannt, die ein Fräswerkzeug mit einem hohlen Innenraum umschließt und mit einem zusätzlichen Ring den Bearbeitungsraum in Umfangsrichtung vollständig und in axialer Richtung zumindest teilweise umschließt. Die an der Schneide entstehenden Späne werden in axialer Richtung in einen hohlen Innenraum des Werkzeugs durch die Spanaufnahmeöffnung hindurch geleitet, während weitgehend vermieden wird, dass diese das rotierende Werkzeug berühren. Dabei wird die Bewegungsrichtung der an der Schneide entstehenden Späne durch Luftabsaugung aus der Absaughaube unterstützt. Durch die im Bereich der Spanaufnahmeöffnung entstehende Luftverwirbelung sowie die Luftabsaugung aus der Absaughaube wird vermieden, dass sich Späne an dem an die Schneiden dicht angrenzenden Ring der Absaughaube ablagern. Auf diese Weise können die an der Schneide des Werkzeugs entstehenden Späne besonders wirkungsvoll von dem spanabtragenden Werkzeug abtransportiert werden, da die natürliche Bewegungsrichtung der Späne durch die Luftströme der Absaugung unterstützt wird. Gleichzeitig kann die abzuführende Luftmenge gering gehalten werden, da die Späne durch den Luftstrom nicht abgelenkt werden müssen. Der Abtransport der Späne in axialer Richtung durch das Werkzeug hindurch bietet zudem den Vorteil, dass die Geometrie der dem Werkstück zugewandten Seite des Werkzeugs frei gestaltbar ist, ohne dass auf eine Spanabsaugung in diesem Bereich Rücksicht genommen werden müsste. Auch wird auf diese Weise verhindert, dass Späne mit dem zu bearbeitenden Werkstück bzw. der schon bearbeiteten Werkstückoberfläche in Kontakt kommen.
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Aus
EP1077121 ist ein Fräswerkzeug bekannt, bei dem jede Schneide zumindest einen mit der Werkzeugachse einen spitzen Schneidenlinienwinkel einschließenden Schrägabschnitt aufweist und dass der Spanraumgrund zumindest bereichsweise eine gegenüber diesem Schrägabschnitt entgegen gerichtete Neigung aufweist, die mit dem Schneiden-Schrägabschnitt einen spitzen Bodenwinkel einschließt, der größer ist als der genannte Schneidenlinienwinkel. Derartige Werkzeuge sind dadurch gekennzeichnet, dass sie an der dem Werkstück zugewandten Seite grundsätzlich einen kleineren Schneidenflugkreis aufweisen und der Schneidenlinienwinkel nur im Ausnahmefall Null sein kann.
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Darstellung der Erfindung
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Der vorliegenden Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Bearbeitungsaggregat mit einem spanabtragenden, sägeartigen Werkzeug bereitzustellen, das eine optimale Spanabfuhr bei geringem fertigungstechnischen Aufwand und niedrigen Betriebskosten wirkungsvoll ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird mit einem Bearbeitungsaggregat mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.
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Der vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die natürliche Bewegungsrichtung eines an der Schneide eines spanabtragenden, sägeartigen Werkzeugs entstehenden Spanes zu dessen Abtransport mit auszunutzen. Zu diesem Zweck wird das sägeartige Werkzeug mit einem Eckwinkel κ zwischen 0 und 50° an der dem Werkstück zugewandten Seite ausgestattet, der Spanraumgrund weitgehend parallel oder unter einem kleinen Winkel zur Hauptschneide des Werkzeugs ausgeführt und der Werkzeuggrundkörper mit einer sich axial in Richtung des Flansches erstreckenden Verdickung mit einem schrägen Übergang, der mit der Kante der Absaughaube eine Lippendichtung bildet, gestaltet.
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Die Schnittbreite des Kappwerkzeugs entspricht der üblicherweise zu erwartenden Breite der zu kappenden Reststücke, sodass keine Reststücke entstehen bzw. bleiben. Die Differenz zwischen Werkzeugradius und Außenradius der Absaughaube muss etwas größer als die dickste zu bearbeitende Kante sein. Die Spanbildung beim Einsatz des Werkzeugs beginnt am größten Durchmesser, also an der Schneidenspitze. Es setzt damit eine Bewegung vom Werkstück weg ein, die nach der Ablösung des Spans durch den zur Achse hin gerichteten Schnittimpuls überlagert wird. Beides sowie die Strömung der Absaugluft durch den Spanraum bewegen die Späne im Spanraumgrund axial und radial in Richtung Absaughaube. Beide Effekte lassen sich durch die Anordnung der Schneide unter einem vom Werkstück weg ziehenden Achswinkel λ verstärken. Die Spanräume enden haubenseitig innerhalb des Haubendurchmessers, sodass die Späne beim Verlassen des Spanraumes nahezu vollständig von der Haube aufgenommen und durch den Absaugluftstrom der Absauganlage zugeführt werden. Sollte das zu kappende Reststück breiter als die Schnittbreite des Kappwerkzeugs sein, wird es abgetrennt und fällt mehr oder minder direkt nach unten. Die Lippendichtung zwischen Werkzeug und Haube verhindert, dass das Reststück in die Absaughaube gelangt und durch seine Größe möglicherweise die Absaugung blockiert. Die Absaughaube ist ortsfest am Bearbeitungsaggregat montiert. Die Absaugöffnung in der Haube ist tangential, in Drehrichtung des Werkzeugs gesehen hinter dem Eingriffspunkt des Werkzeugs angeordnet. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass zusätzlich zu der natürlichen Bewegung des Spans in axialer Richtung auch die durch Fliehkräfte erzeugte Beschleunigung des Spans in radialer Richtung zum Spanabtransport mit genutzt wird. Die Luftabsaugung durch die Öffnung in der Absaughaube kann somit die natürliche Bewegungsrichtung des Spans unterstützen und verstärken, so dass eine wirkungsvolle Spanentsorgung gewährleistet werden kann.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung rein beispielhaft näher erläutert und beschrieben.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Werkzeugs mit einer Absaughaube nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Werkzeugs mit Absaughaube nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Querschnitt;
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3 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Werkzeugs ohne Absaughaube nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in 3D-Ansicht
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4 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Werkzeugs ohne Absaughaube nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Querschnitt;
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5 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Werkzeugs mit einer Absaughaube nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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6 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Werkzeugs mit einer Absaughaube nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Zusammenschau mit einem Werkstück bei der Bearbeitung
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
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In 1 ist schematisch eine erste Ausführungsform der Erfindung räumlich gezeigt. An das Werkzeug 1 schließt sich die Absaughaube 2 an. Der Absaugstutzen ist dabei weitgehend tangential ausgeführt. In 2 ist der gleiche Aufbau im Querschnitt dargestellt. Bei 3 handelt es sich um eine Ausführungsform der üblichen Werkzeugaufnahme auf der Spindel. Diese ist für die Funktionsweise unerheblich und kann entsprechend dem Maschinenmodell variieren. Die Haube wird durch eine Klemmung 4 an dem Bearbeitungsaggregat befestigt und ist damit ortsfest gegenüber dem Aggregat. Das Werkzeug selbst ist in 3 näher dargestellt. Die Schneiden 5 sind mit einem Eckwinkel κ von 30° und einem Achswinkel λ von 15° ausgeführt. Die Anzahl der Schneiden beläuft sich auf 24. Der Spanraum 6 verläuft parallel zum Eckwinkel, also ebenfalls unter 30° geneigt zur Flanschseite des Werkzeugs hin. Der Werkzeuggrundkörper weist an der Flanschseite eine Verdickung 7 auf, die unterhalb der Zähne ansetzt. Der Übergang des Grundkörpers in die Verdickung folgt kegelstumpfförmig ebenfalls dem Eckwinkel κ, sodass die Tiefe des Spanraums 6 konstant bleibt. Bei dieser Ausführungsform wird der Grundkörper aus einem vorvergüteten Stahl gedreht und gefräst. Die Haube 2 verläuft über die Verdickung und bildet eine Art Dichtlippe. In 6 ist das Aggregat in einer möglichen Arbeitsposition zu sehen. Dabei ist 12 das Werkstück, das meist aus Spanplatte besteht, 13 das angeleimte Kantenband und 14 die Leimfuge. Die Pfeile 15 zeigen eine mögliche Eingriffskinematik des Aggregates.
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Durch Einsatz des Aggregates wird der Überstand der Kantenbandes 14 abgetrennt bzw. zerspant und eine Bündigkeit des Kantenbandes zur Querkante hergestellt. Durch die gewählte Anordnung von Schneide und Spanraum bewegen sich die entstehenden Späne durch den Schnittimpuls, den Luftwiderstand, die von der Werkzeuggeometrie erzeugte Luftströmung und die Absaugluftströmung radial nach innen und axial zur Absaughaube hin. Kurz nachdem sie axial den Bereich der Schnittbreite des Werkzeuges verlassen haben, werden die Spanräume radial nach außen durch die Absaughaube 2 geschlossen. Dadurch werden die Späne gehindert, der Fliehkraft folgend radial nach außen zu fliegen. Weiterhin wird durch die Querschnittsverringerung die Geschwindigkeit der Umgebungsluft in Richtung Absaugstutzen erhöht, sodass eine gute Transportwirkung für die Späne gegeben ist.
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In 4 ist eine weitere Ausführungsform des Werkzeugs dargestellt. Üblicherweise werden die Grundkörper für Kappsägen als Sägenstammblatt aus einem gehärteten Kaltarbeitsstahl hergestellt. Hier kann die kegelstumpfförmige Verdickung des Grundkörpers als Ring 9 mit Schrauben 10 am Sägenstammblatt 8 befestigt werden. Der Ring wird als einfaches Drehteil aus einem vorvergüteten Stahl gefertigt. Die Befestigungsschrauben des Rings sind versetzt zu den Befestigungsschrauben für den Flansch angeordnet.
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Die Absaughaube kann in einer weiteren Ausführungsform entsprechend 5 in ihrer Kontur von der einfachen Topfform abweichen, wenn der Bauraum der Maschine es erfordert. Im ausgeführten Beispiel 11 ist der Topf abgesetzt bzw. gekröpft gestaltet um den Innenraum für einen besseren Abfluss der Späne zu erweitern.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19944728 [0003]
- EP 1077121 [0004]
