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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bearbeitung eines oder mehrerer blockförmiger Werkstücke, welche aus polymeren Werkstoffen und/oder aus botanischen Rohstoffen gebildet sind.
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Insbesondere im Leicht- und Sandwichbau werden sehr dünne plattenförmige Werkstücke aus polymeren Werkstoffen wie z. B. Schaumstoffen und/oder aus botanischen Rohstoffen wie beispielsweise Kork oder Balsaholz benötigt. Derartige dünne Schichten, insbesondere von Schaumstoff können beispielsweise eine Dicke von 3 mm bis 5 mm aufweisen. Die Werkstoffe werden in der Regel vom Hersteller als blockförmige Werkstücke geliefert, deren Dicken beispielsweise ein Meter aufweisen können. Um die entsprechenden vorstehend genannten Schichtdicken von 3 mm bis 5 mm aus den Materialblöcken herauszutrennen, werden bislang spanende Trennverfahren beispielsweise mit Sägedrähten oder Sägebändern eingesetzt. Der dabei entstehende Sägeverschnitt bzw. Staub erfordert, insbesondere bei den zu schneidenden dünnen Schichtdicken einen erheblichen Mehrbedarf an Rohmaterial. Zudem erfordern die bisher eingesetzten Maschinen einen erheblichen Wartungsaufwand, welcher die Kosten weiter in die Höhe treibt. Darüber hinaus muss der Sägeverschnitt bzw. der Staub aufwendig entsorgt werden.
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Ausgehend davon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine materialschonende Bearbeitung der blockförmigen Werkstücke ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
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Es wird eine Vorrichtung zur Bearbeitung bzw. zum Schneiden eines oder mehrerer blockförmiger Werkstücke, welche aus polymeren Werkstoffen und/oder aus botanischen Rohstoffen gebildet sind, vorgeschlagen, umfassend:
- - einen Tisch mit einem Zuführbereich zur Aufnahme des wenigstens einen blockförmigen Werkstücks und einem Bearbeitungsbereich für das wenigstens eine blockförmige Werkstück;
- - wenigstens eine von dem Tisch beabstandet angeordnete Fördereinrichtung zum Transport des wenigstens einen blockförmigen Werkstücks, insbesondere geführt, zwischen der wenigstens einen Fördereinrichtung und dem Tisch in einer Vorschubrichtung von dem Zuführbereich zu dem Bearbeitungsbereich des Tischs; und
- - wenigstens ein Schneidwerkzeug mit einer feststehenden Klinge, welche in dem Bearbeitungsbereich des Tischs derart angeordnet ist, dass ihre Längsachse quer oder schräg zur Vorschubrichtung verläuft und dass ihre Schneidkante dem Zuführbereich des Tischs zugewandt ist,
- - wobei die wenigstens eine Fördereinrichtung dazu eingerichtet ist, das wenigstens eine blockförmige Werkstück derart in dem Bearbeitungsbereich des Tischs in der Vorschubrichtung an dem wenigstens einen Schneidwerkzeug mit einem vorgegebenen Anpressdruck vorbeizuführen, dass mittels der Klinge des wenigstens einen Schneidwerkzeugs wenigstens eine plattenförmige Schicht von dem wenigstens einen blockförmigen Werkstück abgetragen wird.
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Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird eine Vorrichtung zur Bearbeitung bzw. zum Schneiden von blockförmigen Werkstücken geschaffen, mit der ein spanloses Trennen erreicht werden kann. Durch den Einsatz eines Schneidwerkzeugs bzw. einer Schneide wird das Material getrennt ohne dass Span anfällt. Ähnlich wie bei einem Gurkenhobel ist der entstehende Span sozusagen das herzustellende Produkt. In vorteilhafter Weise können mit der vorgeschlagenen Vorrichtung zur Bearbeitung bzw. zum Schneiden oder Trennen der blockförmigen Werkstücke einerseits ein Materialverschnitt reduziert werden und andererseits extrem dünne plattenförmige Schichten von den blockförmigen Werkstücken abgetragen werden. Die Materialkosten und die Kosten für die Entsorgung können deutlich reduziert werden. Die blockförmigen Werkstücke können aus polymeren Werkstoffen wie z. B. Schaumstoffen (Polyethylenschaum) oder aus botanischen Rohstoffen, z. B. Kork oder Balsaholz gebildet sein.
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Die Geometrie des Schneidwerkzeugs bzw. der feststehenden Klinge kann in Abhängigkeit von dem zu bearbeitenden Material bzw. der zu bearbeitenden blockförmigen Werkstücke gewählt werden. Dabei können die Materialeigenschaften (z. B. die Steifigkeit etc.) berücksichtigt werden. Dazu kann das Schneidwerkzeug bzw. in vorteilhafter Weise auch auswechselbar ausgeführt sein. Zudem kann das Material des Schneidwerkzeugs bzw. dessen feststehender Klinge wählbar sein (Metalllegierung). Länge und Breite der entstehenden plattenförmigen Schichten können beispielsweise bis zu 0,5 m x 1,30 m betragen. Die herstellbaren Dicken der Schichten können zwischen 0,8 bis 5 mm betragen. Der Winkel der feststehenden Klinge bzw. deren Schneidkante relativ zum blockförmigen Werkstück kann ebenfalls einstellbar sein. Auch kann das Schneidwerkzeug mehrschneidig ausgeführt sein. Die Klinge des Werkzeugs kann beispielsweise einen Winkel von 16º aufweisen.
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Vorteilhaft ist es, wenn ein insbesondere vertikaler Abstand zwischen dem Tisch oder einer Auflagefläche des Tischs einerseits und der Fördereinrichtung andererseits, insbesondere manuell oder motorisch verstellbar ist. Durch diese Maßnahme ist es möglich, blockförmige Werkstücke unterschiedlicher Dicke zu bearbeiten, indem der Bereich, in welchem die blockförmigen Werkstücke geführt werden, in seiner Ausdehnung veränderbar ist.
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Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, dass ein Abstand zwischen dem Schneidwerkzeug einerseits und dem Tisch, einer Auflagefläche des Tischs und/oder der Fördereinrichtung andererseits, insbesondere manuell oder motorisch verstellbar ist. Durch diese Maßnahme kann die Dicke der plattenförmigen Schicht, welche von dem wenigstens einen blockförmigen Werkstück abgetragen wird, manuell oder automatisch verändert werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann, insbesondere zur Steuerung und/oder Regelung des Bearbeitungsvorgangs mit einer Steuereinrichtung bzw. einem Steuergerät und entsprechenden Kommunikationsverbindungen und Motoren versehen sein. Über eine derartige Steuereinrichtung können auch die vorstehend genannten Abstände eingestellt werden. Ebenso können über die Steuereinrichtung auch Motoren bzw. Antriebe der wenigstens einen Fördereinrichtung angesteuert werden.
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In dem Zuführbereich des Tischs oder in Vorschubrichtung davor kann auch eine Einrichtung zur Messung der Höhe bzw. der Dicke der blockförmigen Werkstücke angeordnet sein, welche in Verbindung mit der Steuereinrichtung und einem Verstellantrieb den Abstand zwischen dem Tisch oder einer Auflage der Fläche des Tischs einerseits und der Fördereinrichtung andererseits automatisch einstellt.
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Vorteilhaft ist es, wenn der vorgegebene Anpressdruck und/oder eine vorgegebene Geschwindigkeit, mit welchen das wenigstens eine blockförmige Werkstück an dem wenigstens einen Schneidwerkzeug bzw. dessen Klinge vorbeigeführt wird, verstellbar ist. Durch diese Maßnahme kann in Abhängigkeit des zu bearbeitenden Materials, aus welchem die blockförmigen Werkstücke bestehen bzw. in Abhängigkeit von der Dicke der blockförmigen Werkstücke und/oder von der Dicke der plattenförmigen Schicht, die Parameter zur Bearbeitung des wenigstens einen blockförmigen Werkstücks eingestellt werden. Dies kann auch mittels der Steuereinrichtung bewerkstelligt werden.
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Ferner können eine Zuführeinrichtung, vorzugsweise eine oder mehrere Rollen in dem Zuführbereich des Tischs vorhanden sein. Eine derartige Zuführeinrichtung kann für einen einfachen Transport des wenigstens einen blockförmigen Werkstücks eingesetzt werden. Der Zuführeinrichtung bzw. dem Zuführbereich des Tischs vorgeschaltet können weitere Förderbänder oder ähnliche Transporteinrichtungen angeordnet sein, welche die blockförmigen Werkstücke der Vorrichtung zu führen. Ebenso kann in Vorschubrichtung nach dem Bearbeitungsbereich des Tischs ein Ausgabebereich des Tischs vorhanden sein, welcher die blockförmigen Werkstücke, insbesondere an weitere Transporteinrichtungen ausgibt. Die sich anschließenden Transporteinrichtungen können dazu ausgelegt sein, das bearbeitete blockförmige Werkstück für ein wiederholtes Bearbeiten wieder zu dem Zuführbereich des Tischs zu transportieren.
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Das wenigstens eine Schneidwerkzeug und/oder der Bearbeitungsbereich des Tischs können dazu ausgelegt sein, die wenigstens eine abgetragene plattenförmige Schicht unterhalb des Tischs auszugeben.
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Die Klinge des wenigstens einen Schneidwerkzeugs kann wenigstens annähernd parallel zu einer Auflagefläche des Tischs angeordnet sein. Dadurch, dass die Klinge somit einen konstanten Abstand zur Auflage des Tischs aufweist, können gleichmäßige plattenförmige Schichten von dem blockförmigen Werkstück abgetragen werden.
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Die Längsachse der Klinge des wenigstens einen Schneidwerkzeugs kann um einen Winkel von etwa 35º bis etwa 45º, vorzugsweise von 40º zur Vorschubrichtung geneigt sein.
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Die Klinge des wenigstens einen Schneidwerkzeugs kann die Breite des Bearbeitungsbereichs des Tischs überspannen. Somit kann wenigstens annähernd die gesamte Breite des Bearbeitungsbereichs beim Trennvorgang verwendet werden.
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Die wenigstens eine Fördereinrichtung kann umlaufend ausgeführt sein.
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Das wenigstens eine blockförmige Werkstück kann aus Schaumstoff, Kork oder Balsaholz gebildet sein.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Nachfolgend ist anhand der Zeichnung prinzipmäßig ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Funktionsgleiche Elemente sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen:
- 1 Eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung von oben;
- 2 eine schematische seitliche Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 3 eine schematische seitliche Ansicht eines Schneidwerkzeugs der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 4 eine schematische seitliche Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zusätzlichen Transporteinrichtungen; und
- 5 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zusätzlichen Transporteinrichtungen von oben.
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In 1 ist eine Vorrichtung 1 zur Bearbeitung bzw. zum Schneiden eines oder mehrerer blockförmiger Werkstücke 2 (siehe 3), welche aus polymeren Werkstoffen und/oder aus botanischen Rohstoffen gebildet sind, gezeigt, umfassend:
- - einen Tisch 3 mit einem Zuführbereich 3.1 zur Aufnahme oder Entgegennahme des wenigstens einen blockförmigen Werkstücks 2 und einem Bearbeitungsbereich 3.2 für das wenigstens eine blockförmige Werkstück 2;
- - wenigstens eine von dem Tisch 3, insbesondere vertikal beabstandet angeordnete Fördereinrichtung 4 (siehe 2) zum Transport des wenigstens einen blockförmigen Werkstücks 2, insbesondere geführt zwischen der wenigstens einen Fördereinrichtung 4 und dem Tisch 3 in einer durch einen Pfeil angedeuteten Vorschubrichtung V von dem Zuführbereich 3.1 zu dem Bearbeitungsbereich 3.2 des Tischs 3; und
- - wenigstens ein Schneidwerkzeug 5 mit einer feststehenden Klinge 5.1, welche in dem Bearbeitungsbereich 3.2 des Tischs 3 derart angeordnet ist, dass ihre Längsachse L quer oder schräg zur Vorschubrichtung V verläuft und dass ihre Schneidkante 5.2 dem Zuführbereich 3.1 des Tischs 3 zugewandt ist,
- - wobei die wenigstens eine Fördereinrichtung 4, insbesondere in Verbindung mit dem Tisch 3, dazu eingerichtet ist, das wenigstens eine blockförmige Werkstück 2 derart in dem Bearbeitungsbereich 3.2 des Tischs 3 in der Vorschubrichtung V an dem wenigstens einen Schneidwerkzeug 5 mit einem vorgegebenen Anpressdruck vorbeizuführen, das mittels der Klinge 5.1 des wenigstens einen Schneidwerkzeugs 5 wenigstens eine plattenförmige Schicht 6 (in 3 vereinfacht angedeutet) von dem wenigstens einen blockförmigen Werkstück 2 abgetragen wird.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die feststehende Klinge 5.1 des Schneidwerkzeugs 5 in einem Lager 5.3 angeordnet, welches wiederum in einen Wagen 5.4 einbringbar ist.
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Ein Antrieb für die Fördereinrichtung 4 ist mit dem Bezugszeichen 4.1 versehen.
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Zur Ansteuerung der Vorrichtung 1 ist eine in 1 gestrichelt angedeutete Steuereinrichtung 7 vorgesehen.
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Wie aus 1 ferner ersichtlich, ist eine Zuführeinrichtung 3.3 mit mehreren Rollen 9 in dem Zuführbereich 3.1 des Tischs 3 vorhanden.
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Wie ebenfalls aus 1 ersichtlich, überspannt die Klinge 5.1 des wenigstens einen Schneidwerkzeugs 5 die Breite des Bearbeitungsbereichs 3.2 des Tischs 3.
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Wie aus 2 ersichtlich, ist die Fördereinrichtung 4 umlaufend ausgeführt. Darüber hinaus ist eine Zwischenraum oder ein Abstand A zwischen dem Tisch 3 oder eine Auflagefläche des Tischs 3 einerseits und der Fördereinrichtung 4 andererseits, insbesondere manuell oder motorisch, verstellbar. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Abstand A vertikal. In weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispielen könnte der Abstand auch horizontal sein. Vorliegend ist ein Antrieb 8 zum Heben oder Senken und/oder zum Ausüben eines Anpressdrucks für die Fördereinrichtung 4 vorgesehen. Dies kann wie in 2 gestrichelt angedeutet auch von der Steuereinrichtung 7 angesteuert werden. Das Schneidwerkzeug 5 ist in 2 nicht dargestellt.
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Der vorgegebene Anpressdruck und/oder eine vorgegebene Geschwindigkeit, mit welchen das wenigstens eine blockförmige Werkstück 2 an dem wenigstens einen Schneidwerkzeug 5 vorbeigeführt wird, kann verstellbar ausgeführt sein und dazu können die Antriebe 4.1, 8 entsprechend über die Steuereinrichtung 7 angesteuert werden.
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3 zeigt vereinfacht wie mittels der Klinge 5.1 des wenigstens einen Schneidwerkzeugs 5 die wenigstens eine plattenförmige Schicht 6 von dem wenigstens einen blockförmigen Werkstück 2 abgetragen wird. Der Abstand zwischen dem Schneidwerkzeug 5 einerseits und dem Tisch 3, einer Auflagefläche des Tischs 3 und/oder der Fördereinrichtung 4 andererseits, kann insbesondere manuell oder motorisch verstellbar sein (nicht näher dargestellt).
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Wie aus 3 weiter ersichtlich kann das wenigstens eine Schneidwerkzeug 5 und/oder der Bearbeitungsbereich 3.2 des Tischs 3 dazu ausgelegt sein, die wenigstens eine abgetragene plattenförmige Schicht 6 unterhalb des Tischs 3 auszugeben.
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Wie in 3 angedeutet, kann die Klinge 5.1 des wenigstens einen Schneidwerkzeugs 5 wenigstens annähernd parallel zu einer Auflagefläche des Tischs 3 bzw. zum Tisch 3 angeordnet sein.
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Wie weiter aus 1 ersichtlich, kann die Längsachse L der Klinge 5.1 des wenigstens einen Schneidwerkzeugs 5 um einen Winkel von etwa 35º bis etwa 45º, vorzugsweise von 40º zur Vorschubrichtung V geneigt sein. D. h. sie kann auch um 50º zu einer Senkrechten zur Vorschubrichtung geneigt sein.
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Das wenigstens eine blockförmige Werkstück 2 kann aus Schaumstoff oder Kork oder Balsaholz gebildet sein.
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In 4 ist die Vorrichtung 1 in Kombination mit weiteren Transportmitteln 10, 11 zum Zuführen bzw. Entfernen der blockförmigen Werkstücke 2 gezeigt. Darüber hinaus ist vereinfacht eine Einrichtung 12 zum Messen der Höhe der blockförmigen Werkstücke 2 vorhanden. Diese kann nach Messung der Höhe des angelieferten blockförmigen Werkstücks 2 beispielsweise automatisch über die Steuereinrichtung 7 die Höhe bzw. den Abstand A der Fördereinrichtung 4 mittels des Antriebs 8 einstellen. Ferner kann unterhalb der Vorrichtung 1 noch eine Einrichtung 13 zur Aufnahme und Messung der plattenförmigen Schichten 6, welche unterhalb des Tisches 3 ausgegeben werden, vorgesehen sein.
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5 zeigt Vorrichtung 1 in Kombination mit mehreren Mitteln 10 und 11 zum Transport bzw. zum Zuführen und Entfernen der zu bearbeitenden oder bearbeiteten blockförmigen Werkstücke 2, um mehrmals plattenförmige Schichten 6 abtragen zu können, in einer vereinfachten Draufsicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung zur Bearbeitung
- 2
- blockförmiges Werkstück
- 3
- Tisch
- 3.1
- Zuführbereich des Tischs
- 3.2
- Bearbeitungsbereich des Tischs
- 3.3
- Zuführeinrichtung
- 4
- Fördereinrichtung
- 4.1
- Antrieb für die Fördereinrichtung
- 5
- Schneidwerkzeug
- 5.1
- feststehende Klinge
- 5.2
- Schneidkante der Klinge
- 5.3
- Lager
- 5.4
- Wagen
- 6
- plattenförmige Schicht
- 7
- Steuereinrichtung
- 8
- Antrieb zum Heben und Senken der Fördereinrichtung
- 9
- Rollen
- 10
- Transportmittel zum Zuführen
- 11
- Transportmittel zum Entfernen
- 12
- Einrichtung zum Messen der Höhe
- 13
- Einrichtung zum Messen der Dicke der plattenförmigen Schicht
- L
- Längsachse
- V
- Vorschubrichtung
- A
- Abstand zwischen Tisch und Fördereinrichtung
