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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Endbearbeitungsaggregat mit lageverstellbarer Kopiereinrichtung.
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Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Abrundaggregat mit Kopiereinrichtung, deren Lage ferngesteuert und/oder automatisch verstellbar ist, um Produktionsstopps zu vermeiden.
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Heutzutage sind bereits Abrundaggregate bekannt, die mit lageverstellbaren Kopiereinrichtungen ausgestattet sind, das heißt deren relative Position zu der Fräse des Endbearbeitungsaggregats verstellbar ist, um das Spiel zu berücksichtigen, das in der Kinematikkette zwischen der Fräse und der Kopiereinrichtung auftreten kann, und/oder den Verschleiß der Fräse auszugleichen. Insbesondere ist, bei Abrundaggregaten mit 2 Motoren, die Lage der Kopiereinrichtung relativ zu der Fräse jeweils verstellbar, damit sie in den zwei entgegengesetzten Arbeitsstellungen des Endbearbeitungsaggregats optimiert werden kann.
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Diese Endbearbeitungsaggregate beinhalten ein Abrundaggregat, das eine Kopiereinrichtung aufweist, die auf einem Arm montiert ist, der relativ zu der Fräse eine Schwenkbewegung zwischen zwei Grenzpositionen ausführen kann.
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Diese Grenzpositionen werden durch verstellbare Endlagenanschläge definiert, um dementsprechend die Position der Kopiereinrichtung relativ zu der Fräse einzustellen, wenn diese in Bearbeitungsstellung ist. Wenn sich das Endbearbeitungsaggregat in dieser Stellung befindet, das heißt, wenn das Abrundaggregat die erste Fläche des zu bearbeitenden Werkstücks berührt, wird die Kopiereinrichtung, aufgrund der Wechselwirkung mit dem Werkstück selbst und der Gegenwirkung mit elastischen Mitteln, so weit bewegt, bis sie den Endlagenanschlag erreicht, der einer ersten Arbeitsstellung entspricht.
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In dieser ersten Arbeitsstellung ist der Berührungspunkt der Kopiereinrichtung mit der ersten zu bearbeitenden Fläche derart mit dem Berührungspunkt zwischen der Fräse und der zu bearbeitenden Fläche ausgerichtet, dass es die von der Fräse ausgeführte Bearbeitung ermöglicht, einen präzisen Übergang, ohne wahrnehmbare Abstufungen, zwischen der ersten Fläche und der zu erzeugenden Abrundung zu erhalten.
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Wenn das Abrundaggregat angeordnet wird, um die zweite Fläche des Werkstücks zu bearbeiten, wird die Kopiereinrichtung aufgrund der Wechselwirkung mit dieser Fläche und der Gegenwirkung mit den genannten elastischen Mitteln, in eine zweite Arbeitsstellung gebracht, in welcher der Berührungspunkt der Kopiereinrichtung mit der zweiten zu bearbeitenden Fläche mit dem Berührungspunkt zwischen der Fräse und dieser zweiten zu bearbeitenden Fläche ausgerichtet ist.
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Mit anderen Worten wird, da zwei Stellungen der Kopiereinrichtung relativ zu der Fräse voreingestellt sind, die Kopiereinrichtung spontan jeweils entweder die eine oder die andere dieser Stellungen einnehmen, und zwar in Abhängigkeit davon welche Seite des Abrundaggregats in Berührung mit dem Werkstück gebracht wird, das heißt je nachdem, ob es mit der einen oder der anderen der zu bearbeitenden Flächen in Berührung gebracht wird.
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Ein Nachteil eines solchen Endbearbeitungsaggregats mit zwei Motoren der bekannten Technik besteht darin, dass die Kopiereinrichtung eine nicht immer vernachlässigbare, von den elastischen Mitteln ausgehende Beanspruchung auf den Werkstoff des zu bearbeitenden Werkstücks bzw. des Profils der abzurundenden Kante ausübt.
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Daher sind im Bereich der Kantenbearbeitung von Platten Vorrichtungen von Abrundaggregaten bekannt, die für den Fall, dass die Platte ein strahlenförmiges Profil der Kantenenden aufweist, dafür ausgerüstet sind, mit Stationen des Aggregats zu arbeiten, die mit Werkzeugen mit geformtem Profil ausgerüstet sind, welche dafür ausgelegt sind, vorne und hinten das strahlenförmige Endprofil der Plattenkantenenden zu kopieren.
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Ferner sind Vorrichtungen bekannt, die es ermöglichen, gleichzeitig mehrere Radien und mehrere Kantenstärken zu verwalten.
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Die
EP 2 181 816 A1 zeigt ein Endbearbeitungsgerät nach dem Oberbegriff vom Anspruch 1.
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Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem besteht daher darin, infolge des Wechsels der zu bearbeitenden Fläche eine präzise und optimale Neupositionierung der Kopiereinrichtung relativ zu der Fräse zu ermöglichen, ohne dass diese Neupositionierung von der Wechselwirkung der Kopiereinrichtung mit dem zu bearbeitenden Werkstück abhängig ist.
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Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Verwirklichung eines Endbearbeitungsaggregats mit lageverstellbarer Kopiereinrichtung, das eine Lösung für das oben aufgeführte Problem bietet und die beklagten Nachteile der oben beschriebenen Abrundaggregate beseitigt.
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Im Rahmen dieser Aufgabenstellung besteht das Ziel der vorliegenden Erfindung darin, ein Endbearbeitungsaggregat mit lageverstellbarer Kopiereinrichtung bereitzustellen, das die automatische Einstellung der Position der Kopiereinrichtung relativ zu dem Werkzeug ermöglicht.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher in diesem Zusammenhang die Automatisierung der Vorrichtungen zur Feineinstellung der Kopiereinrichtung relativ zu dem Werkzeug, sowohl in Bezug auf die Bearbeitungstoleranzen, als auch in Bezug auf die Verwaltung von Werkzeugprofilen mit multiplen Radien, für die unterschiedliche Korrekturen in Abhängigkeit von dem jeweils für die Bearbeitung gewählten Radius erforderlich sein können.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Endbearbeitungsaggregat mit lageverstellbarer Kopiereinrichtung zu verwirklichen, das eine einfache und zuverlässige Struktur aufweist. Diese Aufgabe, sowie diese und noch weitere Ziele, die aus der nachfolgenden Beschreibung noch deutlicher hervorgehen, werden mit einem Endbearbeitungsaggregat mit lageverstellbarer Kopiereinrichtung nach dem beigefügten Patentanspruch 1 erreicht.
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Die detaillierten Merkmale eines erfindungsgemäßen Endbearbeitungsaggregats mit lageverstellbarer Kopiereinrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlicher in der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform mit keineswegs ausschließlichem Charakter eines erfindungsgemäßen Endbearbeitungsaggregats mit lageverstellbarer Kopiereinrichtung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen veranschaulicht. Hierbei zeigen:
- - 1 ein vereinfachtes Schema eines erfindungsgemäßen Endbearbeitungsaggregats in perspektivischer Ansicht;
- - 2 ein vereinfachtes Schema einer Arbeitsbedingung des Endbearbeitungsaggregats von 1;
- - 3 in Vorderansicht das Endbearbeitungsaggregat von 1;
- - 4 in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform der Erfindung;
- - 5 in schematischer Darstellung eine zweite Ausführungsform der Erfindung;
- - 6 und 7 in Schnittansicht von oben und in perspektivischer Ansicht ein Endbearbeitungsaggregat gemäß der oben genannten
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zweiten Ausführungsform.
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Insbesondere mit Bezug auf die genannten Figuren wird mit Bezugsnummer 10 ein Endbearbeitungsaggregat mit lageverstellbarer Kopiereinrichtung 11 bezeichnet, das Folgendes beinhaltet:
- - einen Rahmen 12;
- - ein Werkzeug 13, das an dem Rahmen 12 befestigt ist, relativ zu welchem es um eine Arbeitsachse A drehbar ist.
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Die Kopiereinrichtung 11 weist einen Führungsabschnitt 14 auf, der dafür ausgelegt ist, mit einem zu bearbeitenden Werkstück 15 in Berührung zu treten, und ist derart mit dem Rahmen 12 verbunden, dass, im Gebrauch, der Führungsabschnitt 14 in Berührung mit dem zu bearbeitenden Werkstück 15 ist, und dass ihre Position relativ zum Werkzeug 13 den Eingriff zwischen dem zuletzt genannten und dem zu bearbeitenden Werkstück 15 bestimmt.
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Vorzugsweise ist das Endbearbeitungsaggregat 10 ein Abrundaggregat.
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Insbesondere beinhaltet die Kopiereinrichtung 11 vorteilhaft eine Rolle, die um eine Arbeitsachse A' drehbar ist und dafür ausgelegt ist, auf dem zu bearbeitenden Werkstück 15 auf einer zylindrischen Oberfläche zu rollen, welche den Führungsabschnitt 14 bildet.
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Operativ ist der Führungsabschnitt 14 im Gebrauch an einem operativen Teil B in Berührung mit dem zu bearbeitenden Werkstück 15, der in den hier dargestellten Ausführungsformen ideell aus einem Segment der Erzeugenden der genannten zylindrischen Oberfläche besteht.
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Das Werkzeug 13 ist, so beschaffen, dass es eine Abrundung erzeugt, das heißt eine gekrümmte Oberfläche, die an einer ihrer Anfangskanten eine tangentiale Ebene aufweist, die parallel zu dem operativen Teil B ist. Der korrekte Eingriff des Werkzeugs 13 mit dem zu bearbeitenden Werkstück 15 ist durch die Bedingung gegeben, in der die Kopiereinrichtung 11, im Gebrauch, ihren operativen Teil B auf dieser tangentialen Ebene aufliegen hat, so dass der Führungsabschnitt 14 mit einer Bearbeitungskante 13a des Werkzeugs 13 ausgerichtet ist, die dafür ausgelegt ist, die Anfangskante der Abrundung zu bilden.
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Mit anderen Worten sieht die gewünschte Arbeitsbedingung vor, dass die an der Bearbeitungskante 13a ausgeführte Bearbeitung einen Übergang, ohne spürbare Abstufungen, zwischen der ebenen Oberfläche C der Fläche des zu bearbeitenden Werkstücks 15, auf der die Kopiereinrichtung 11 berührend aufliegt, und der durch die Wirkung des Werkzeugs 13 hergestellten gekrümmten Oberfläche D erzeugt.
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Erfindungsgemäß weist das Endbearbeitungsaggregat 10 eine bestimmte Besonderheit auf, die darin besteht, dass sie eine Antriebsvorrichtung 16 beinhaltet, die dazu dient, die Position der Kopiereinrichtung 11 relativ zu dem Werkzeug 13 unabhängig von der Wechselwirkung des Endbearbeitungsaggregats 10 mit dem zu bearbeitenden Werkstück 15 einzustellen.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, von der 4 ein Beispiel zeigt, ist die Antriebsvorrichtung 16 vorteilhaft so konfiguriert, dass sie die Kopiereinrichtung 11 relativ zum Werkzeug 13 um eine Schwenkachse E dreht, die parallel zur Arbeitsachse A ist.
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Gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, von der 5 ein Beispiel zeigt, ist die Antriebsvorrichtung 16 so konfiguriert, dass sie die Kopiereinrichtung 11 relativ zum Werkzeug 13 in eine Translationsbewegung entlang einer Translationsachse F versetzt, die vorteilhaft quergerichtet und vorzugsweise orthogonal zur Arbeitsachse A ist. Zusammenfassend sind in der beigefügten 1 sowohl die Translationsachse F als auch die Schwenkachse E angegeben, wobei jedoch, vorzugsweise, die Antriebsvorrichtung 16 dafür konfiguriert ist, die Kopiereinrichtung 11 selektiv zu verschieben oder zu drehen, und nicht sowohl die Dreh- als auch die Translationsbewegung auszuführen.
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Vorteilhaft beinhaltet die Antriebsvorrichtung 16 im Allgemeinen:
- - einen linearen Stellantrieb 17, der an dem Rahmen 12 befestigt ist;
- - eine Halterung 18, an der die Kopiereinrichtung 11 befestigt ist und die mit dem Rahmen 12 verbunden ist;
- - ein Schubelement 19, das mit einem beweglichen Organ 20 des linearen Stellantriebs 17 und mit der Halterung 18 in Eingriff tritt, um die Bewegung zwischen dem linearen Stellantrieb 17 und der Halterung 18 zu übertragen.
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Die Antriebsvorrichtung 16 ist vorteilhaft derart konfiguriert, dass, im Gebrauch, auf eine Translationsbewegung des beweglichen Organs 20 eine Bewegung des Schubelements 19 folgt, wobei diese Bewegung die Halterung 18 in eine Bewegung relativ zu dem Rahmen 12 versetzt, die proportional zu der Translationsbewegung ist, um die Kopiereinrichtung 11 relativ zu dem Werkzeug 13 zu bewegen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit keineswegs ausschließlichem Charakter, von der 5 ein Beispiel zeigt, ist die Halterung 18 vorteilhaft an dem Rahmen 12 befestigt und elastisch verformbar, um die Kopiereinrichtung 11 relativ zum Werkzeug 13 zu bewegen, das heißt entweder linear zu verschieben und/oder zu drehen.
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In einer beispielhaft in 4 dargestellten alternativen Ausführungsform ist die Halterung starr und mittels Zapfen am Rahmen 12 befestigt, so dass sie relativ zu diesem um eine Schwenkachse E gedreht werden kann.
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Im Allgemeinen beinhaltet das bewegliche Organ 20 vorzugsweise einen keilförmigen Abschnitt 20a und das Schubelement 19 beinhaltet einen Abschnitt, der dafür ausgelegt ist, mit dem keilförmigen Abschnitt 20a in Eingriff zu treten.
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Das Schubelement 19 ist vorzugsweise eine Kugel oder weist einen kugelförmigen Kopf auf.
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Gemäß der in 4 dargestellten Ausführungsform beinhaltet das bewegliche Organ 20 eine Stange 21, die entlang einer zur Arbeitsachse A orthogonalen Richtung geführt gleiten kann.
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Diese Stange 21 weist einen konischen Hals auf, der den keilförmigen Abschnitt 20a bildet.
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Gemäß dieser Ausführungsform ist das Schubelement 19 eine Kugel, die in eine Führungsaufnahme 22 eingeführt ist, entlang der sie beweglich ist.
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Die Führungsaufnahme erstreckt sich entlang einer quer zur Arbeitsachse A verlaufenden Richtung und weist zwei einander gegenüberliegende Öffnungen 23a, 23b auf, wobei durch eine erste 23a der beiden das Schubelement 19 herausragt und in Berührung mit der Halterung 18 steht.
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Das Schubelement 19 ragt derart durch eine zweite 23b der Öffnungen 23a und 23b heraus, dass es mit dem keilförmigen Abschnitt 20a in Eingriff tritt.
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Operativ bewirkt eine Verschiebung der Stange 21 in eine vorbestimmte Betätigungsrichtung G, durch Wirkung des keilförmigen Abschnitts 20a, das Durchschieben des Schubelements 19 durch die Führungsaufnahme 22 hindurch.
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Somit wirkt das Schubelement 19 auf die Halterung 18 und bewirkt dadurch die Verschiebung der Kopiereinrichtung 11 relativ zum Werkzeug 13.
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Einer vorbestimmten Verschiebung der Stange 21 entspricht eine proportionale Verschiebung der Halterung 18, so dass die Position der Kopiereinrichtung 11 präzise über die Bewegung der Stange 21 einstellbar ist.
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Vorzugsweise wirkt eine Rückzugsfeder 24 auf die Stange 21, um diese wieder in einen vorbestimmten Ruhezustand zurückzubringen.
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Vorteilhaft wird der lineare Stellantrieb 17 hydraulisch betätigt, um aus der Ferne oder automatisch gesteuert werden zu können.
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Vorzugsweise wird der lineare Stellantrieb 17 in Rückkopplung gesteuert, beispielsweise über Proportionalventile, um den Wert der Schubkraft, vorzugsweise kontinuierlich, zu steuern.
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Somit ist es möglich, die Position der Kopiereinrichtung 11 automatisch einzustellen, ohne die Produktion zu unterbrechen.
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In der beispielhaft in 5 dargestellten Ausführungsform der Erfindung beinhaltet der Rahmen 12 ein Anschlagelement 23 und das Schubelement 19 ist keilförmig und zwischen dem Anschlagelement und der Halterung 18 eingeführt oder einführbar, um die Halterung 18, infolge des Einführens/Herausziehens des Schubelements 19 zwischen dem Anschlagelement 23 und der Halterung 18, reversibel relativ zu dem Anschlagelement 23 zu verschieben.
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Das Anschlagelement 23 beinhaltet vorzugsweise eine Rolle, die einem Basiselement 18a der Halterung 18 zugewandt ist.
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Diese beinhaltet auch einen Trägerarm 18b, der die Kopiereinrichtung 11 trägt.
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Das Basiselement besteht vorzugsweise aus einem elastisch nachgiebigen Werkstoff und besteht vorteilhaft aus einem Parallelflach, das interne Bohrlöcher zur Begünstigung seiner Verformbarkeit entlang der Translationsrichtung F aufweist.
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Auch in dieser Ausführungsform wirkt, vorzugsweise auf das Schubelement 19, eine Stange 21 des linearen Stellantriebs 17.
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Auf das Schubelement 19 wirkt das bewegliche Organ 20 des linearen Stellantriebs 17.
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Das Anschlagelement 23, das Basiselement 18a, das Schubelement 19 und das bewegliche Organ 20 sind in einer solchen Konfiguration angeordnet, dass ein Vorschub des beweglichen Organs 20 in einer vorbestimmten Richtung H eine Einkeilung des Schubelements 19 zwischen dem Anschlagelement 23 und dem Basiselement 18a bewirkt, so dass das zuletzt genannte dadurch verformt und die Kopiereinrichtung 11 relativ zu dem Werkzeug 13 verschoben wird.
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Auch in diesem Fall kann die Verschiebung des beweglichen Organs 20 automatisiert werden, um zu erreichen, dass die Position der Kopiereinrichtung 11 relativ zum Werkzeug 13 eingestellt werden kann, ohne die Produktion zu unterbrechen.
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Im Allgemeinen beinhaltet das Endbearbeitungsaggregat 10 vorzugsweise Schubmittel, die dafür ausgelegt sind, der Verschiebung der Kopiereinrichtung 11 relativ zu einer vorbestimmten Ruhestellung elastisch entgegenzuwirken.
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In einer Maschine für die Endbearbeitung von Kanten der Gattung mit zwei Motoren, das heißt in der zwei Aggregate für die Endbearbeitung von jeweils zwei der vier Kanten einer Platte vorgesehen sind, erfolgt vorzugsweise die Verschiebung der Kopiereinrichtung 11 zwischen zwei vorbestimmten Positionen der Kopiereinrichtung 11 relativ zu dem Werkzeug 13, wobei diese Positionen so gewählt sind, dass die Bearbeitung auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Werkzeugs 13 optimiert ist, um die Bearbeitung an zwei gegenüberliegenden Kanten eines Werkstücks korrekt ausführen zu können.
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Die beschriebene Erfindung kann zahlreiche Veränderungen und Varianten zulassen, die alle in den Schutzbereich des erfinderischen Gedankens fallen. Ferner können alle Einzelheiten der Erfindung durch technisch gleichwertige Elemente ersetzt werden.
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Bei der praktischen Umsetzung der Erfindung können die verwendeten Werkstoffe sowie die jeweiligen Formen und Größen beliebig nach den jeweiligen Erfordernissen und dem Stand der Technik variiert werden.
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Sofern auf die in den nachfolgenden Patentansprüchen aufgeführten konstruktiven und technischen Merkmale Bezugszeichen oder -nummern folgen, sind diese Bezugszeichen oder -nummern nur zur besseren Verständlichkeit der Ansprüche eingefügt und haben daher keinerlei einschränkende Wirkung auf die Auslegung jedes Elementes, das nur als veranschaulichendes Beispiel durch solche Bezugszeichen oder -nummern gekennzeichnet wird.
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Endbearbeitungsaggregat (10) mit lageverstellbarer Kopiereinrichtung (11), Folgendes beinhaltend:
- - einen Rahmen (12);
- - ein Werkzeug (13), das an dem Rahmen (12) befestigt ist, relativ zu welchem es um eine Arbeitsachse (A) drehbar ist;
- - eine Antriebsvorrichtung (16), die dazu dient, die Position der Kopiereinrichtung (11) relativ zu dem Werkzeug (13) unabhängig von der Wechselwirkung des Endbearbeitungsaggregats (10) mit einem zu bearbeitenden Werkstück (15) einzustellen.
