DE102018001542A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Fertigbearbeiten von Schuhleisten an der Ferse - Google Patents

Abstract

Die vorgestellte Vorrichtung ermöglicht das Bearbeiten von Schuhleisten, wobei die bei der Herstellung, beim Drehfräsen zuvor entstandenen Drehzapfen mittels CNC-Technik entfernt werden.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen von Schuhleisten wobei die beim Leistenherstellungsprozeß entstandenen Drehzapfen mittels CNC Technik abgefräst werden.
• Schuhleisten werden seit ca. 100 Jahren im Drehfräsverfahren hergestellt. Nachteilig daran ist, dass die Leistenferse sowie die Leistenspitze nicht im Fräsvorgang fertig hergestellt werden können, da der Leisten an Ferse und Spitze gespannt wird. Es gab Versuche den Fräsvorgang der Bearbeitung von Ferse und Spitze maschinell zu automatisieren, welches sich jedoch in der Industrie nicht durchsetzen konnte. Eine weitere Möglichkeit den Fräsvorgang zu automatisieren ist das Spannen des Leisten während des Fräsvorgangs an seinem Oberteil, so dass Spitze und Ferse bearbeitbar werden. Nachteil dieser Vorgehensweise ist, dass der Fräsvorgang des Leistens extrem langsam ist im Vergleich zum Drehfräsverfahren, da der Leisten nicht so stabil gespannt werden kann.
  Um diese Nachteile zu beseitigen werden in DE 42 30 244 A1 und EP 0 990 399 Verfahren und Vorrichtungen vorgestellt nach denen die Leisen ohne die Drehzapfen hergestellt werden können. Während in DE 42 30 244 A1 der Leisten aus 2 Teilen hergestellt wird, so dass die Spitze und die Ferse von oben frei zugänglich sind wir in EP 0 990 399 der Leisten nur oben im Kammbereich gehalten. Diese Verfahren haben aber große Nachteile, so dass sie sich nicht gut in der industriellen Produktion durchsetzen konnten.
• Ziel der vorgestellten Erfindung ist es dass die oben genannte in der Industrie immer noch hauptsächlich benutzte Vorgehensweise, den Leisten zwischen 2 Spitzen zu spannen wesentlich verbessert wird, indem die zur Aufspannung der Leisten benutzten Drehzapfen der Leisten in einem weiteren Arbeitsschritt CNC-gesteuert abgefräst werden, so dass die hergestellte Form der originalen CAD Leistenform entspricht und der Leisten ohne manuelle Handarbeit fertiggestellt ist.
• Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und Verfahren gemäß Anspruch 1-4 gelöst.
• 1 zeigt beispielhaft eine erfindungsgemäße Vorrichtung.
• 2 zeigt beispielhaft eine Aufspannvorrichtung zum Ausrichten und Festklemmen des zu bearbeitenden Leistens.
• Erfindungsgemäß kann die gezeigte Vorrichtung in weiten Grenzen verändert werden.
• In 1 sieht man die Grundplatte (1) der Vorrichtung, auf welcher eine Drehachse (2)und ein Linearsystem (3)bestehend aus Fräseinheit (4), Digitalisiereinheit (5) und Vorschubachse (21) mit Servomotor (13) angeordnet sind. Die Drehachse (2) wird vom Servomotor (6) angetrieben und kann durch ein spielfreies Getriebe noch verbessert werden. Die Drehachse (2) trägt das Klemmsystem (7) um den zu bearbeitenden Leisten (8) auszurichten und zu spannen. Der Fräser (9) wird vom Antriebsmotor (10) angetrieben, dazu eignen sich Riemen etc. Die Fräseinheit (4) wird vom Servomotor (11) in ihrer Bewegung senkrecht zur Drehachse (2) gesteuert bewegt, dabei wird sie z.B. auf Schienen geführt. Parallel zur Fräseinheit (4) ist die Digitalisiereinheit (5) angeordnet, die Bewegung der Digitalisierrolle (12) kann über einen Pneumatilzylinder oder ähnliches erzeugt werden, während die Position über ein Messgerät an die Steuerung weitergeleitet werden kann. Die Auf- und Ab-Bewegung des Linearsystems (3), bestehend aus Fräseinheit (4) und Digitalisiereinheit (5), parallel zur Drehachse (2) erfolgt ebenfalls durch einen Servomotor (13) welcher z.B. eine Spindel (21) antreibt. Der Servomotor (13) erzeugt somit die notwendige Bewegung der Werkzeuge (9,12) parallel zur Drehachse. Der Antrieb der Achsen durch Servomotoren, wie hier beschrieben kann auch durch andere Antriebsmöglichkeiten ersetzt werden.
  Im Ablauf des Maschinenprozesses wird entweder die Bewegung der Digitalisierrolle am fertigen Modelleisten gespeichert und reproduziert zur Bearbeitung des nun geklemmten zu bearbeitenden Leistens (8), oder die Bewegung der Fräsereinheit wird aufgrund der CAD Daten des Leistens (8) berechnet und auf die Geometrie der aktuell benützten Vorrichtung angepasst. In diesem Falle ist die Benutzung der Digitalisierrolle (12) nicht notwendig. Die Vorrichtung erlaubt dem Benutzer beide Verfahren.
• In 2 sieht man die Ausrichtung und Aufspannung des Leistens (8), also des zu bearbeitenden Werkstücks. Der Leisten (8) liegt im hinteren Bereich auf 2 Stiften (14) auf, sowie im vorderen Bereich auf der Platte (15), so dass der Leisten (8) 2 Kontaktpunkte an der Sohle nahe zu der Ferse und einen vorne bei der Spitze hat.Die Platte (15) kann in verschiedenen Dicken der Form des Leistens angepasst werden. Seitlich wird der Leisten (8) gegen den Seitenstift (16) sowie die Seitenwand (17) gedrückt, wodurch eine vertikale Kontaktgerade an der Seite hinten an der Ferse und eine Kontaktfläche an der Seite vorne entsteht.
• Geometrisch verbleibt so nur noch eine mögliche Längsbewegung des Leistens, welche durch den Fersenanschlag (18) verhindert wird, der eine horizontale Kontaktlinie nahe zur Sohle des Leistens bildet. Es ergibt sich somit eine definierte Position des Leistens (8) auf dem Aufspannstück. Diese Position kann auch mathematisch berechnet werden, so dass die Position des Leistens (8) in der Aufspannvorrichtung auch im Computer vorliegen kann. Aus diesem Grund kann die Bewegung des Fräsers zur Bearbeitung des Leistens ebenfalls im Computer berechnet werden. Der Fersenanschlag (18) befindet sich im Arbeitsbereich des Fräsers (9), deshalb ist er vertikal verschiebbar angeordnet. Die Bewegung zur Verschiebung erfolgt zum Beispiel mittels eines Pneumatikzylinders. Zum Festhalten des Leistens gegen die Anschläge können z.B. zwei Pneumatikzylinder benutzt werden. Der horizontale Zylinder (19) drückt den Leisten gegen den Seitenstift (16) sowie die Seitenwand (17). Der vertikale Zylinder (20) drückt gegen die 2 Stifte (14), die vordere Platte (15). Es ergibt somit, dass der Leisten (8) vom Bedienpersonal, welches den Leisten (8) in die Vorrichtung einlegt, nur sicher gegen den Fersenanschlag (18) gedrückt werden muss, bis die Spannzylinder den Leisten gegen die Anschläge gedrückt haben. Um die Genauigkeit der Aufspannung des Leisten (8) zu überprüfen kann an einer Stelle ein Meßabstand gemessen werden, welcher mit der position des nächsten eingelegten Leistens verglichen wird. So können falsche Einlegungen einfach erkannt werden.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• DE 4230244 A1 [0002]
• EP 0990399 [0002]

Claims (1)

1. Vorrichtung und Verfahren zum Fertigbearbeiten von Schuhleisten an der Ferse, welche im traditionellen Drehfräsverfahren hergestellt wurden, wobei der Drehzapfen abgefräst wird und die beim Drehfäsverfahren vorher hergestellte Leistenform nicht zerstört wird und keine Kante zwischen bestehender Form und nachgefräster Form entsteht, dadurch gekennzeichnet, dass: 1.) der Fräsvorgang mittels eines zylinderförmigen Werkzeugs (Fräser) durchgeführt wird, wobei der Fräser so angeordnet ist, dass er bei der Bearbeitung des Fersenbereiches des Leistens, mit seiner Rotationsachse in etwa parallel zur Sohlenfläche des Leistens steht und dass der Fräser auf den Leisten zu und weg bewegt werden kann, ebenso wie in Höhenrichtung, etwa senkrecht zur Sohle des Leistens; weiterhin kann der Fräser zur Längsrichtung, Ferse zu Spitze, des Leistens geschwenkt werden, wobei der Fräser entsprechend bewegt werden kann oder der Leisten gedreht werden kann, im Wesentlichen entlang einer Rotationsachse etwa senkrecht zur Sohlenfläche und ungefähr durch die Mitte der Querrichtung der Sohlenfläche des Leistens. 2.) der Leisten so gespannt wird, dass seine Position definiert ist und kein Freiheitsgrad mehr in einer der 3 Raumachsen, sowie der zugehörigen Raumrotationsachsen mehr besteht und der Spannzustand nicht geometrisch überdimensioniert ist. 2.1) bei der Einspannung des Leistens die Ausrichtung des Leistens so erzielt wird, dass der Leisten 2 Kontaktpunkte unten an der Sohle nahe zu der Ferse und eine Kontaktfläche vorne bei der Spitze hat, sowie eine vertikale Kontaktgerade an der Seite der Ferse, und eine vertikale Kontaktfläche an der selben Seite vorne, sowie eine horizontale Kontaktgerade hinten quer zur Längsrichtung des Leistens, nahe zur Sohle. 3.) die Bewegung des Fräsers zum Bearbeiten des Leistens durch Teachin am eingespannten Musterleisten ohne Drehzapfen abgetastet wird und die dazu verwendete Teachin Rolle der Geometrie des Werkzeugs angepasst ist. 4.) die Bewegung des Fräsers zur Bearbeitung des Leistens berechnet wird, indem der Leisten in den Computerdaten entsprechend der definierten Aufspannungspunkte im Arbeitsraum angeordnet wird und dann die Berechnung der Bewegung des Fräswerkzeuges entsprechend der berechenten, definierten Leistenposition erfolgt.

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