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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines Endbereichs eines Profils, welches sich entlang einer Längsachse erstreckt. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine zugehörige Vorrichtung, mit welcher beispielsweise ein solches Verfahren ausführbar ist.
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Profile können beispielsweise in Fensterrahmen verwendet werden, wobei sie insbesondere einen Außenumfang eines solchen Fensterahmens oder auch eine Unterteilung zwischen zwei Fenstern, welche typischerweise als Kämpfer bezeichnet wird, bilden können.
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Häufig werden Profile auf Gehrung geschnitten. Eine solche Gehrung ist typischerweise auch für einen Betrachter des Fensterrahmens sichtbar. In zahlreichen Fällen ist es jedoch auch gewünscht, eine Gehrung lediglich im Inneren des Fensterrahmens zu haben, um die Herstellung zu vereinfachen, außenseitig jedoch eine andere Optik zu erzielen, beispielsweise derart, dass bei rechtwinklig aneinanderstoßenden Profilen eine Wange eines Profils durchgängig sichtbar ist, wohingegen eine andere Wange abgeschnitten ist. Dies erfordert eine spezielle Herstellung.
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Bekannte Herstellungsverfahren für derartige Ausführungen basieren typischerweise darauf, dass Fräswerkzeuge verwendet werden, welche sich entlang fest vorgegebener Bearbeitungsbahnen bewegen und vorgegebene Profile wie gewünscht ausfräsen. Dies hat sich jedoch als wenig flexibel herausgestellt.
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Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Bearbeiten eines Endbereichs eines Profils bereitzustellen, welches im Vergleich zu bekannten Ausführungen alternativ oder besser ausgeführt ist. Es ist des Weiteren eine Aufgabe der Erfindung, eine zugehörige Vorrichtung vorzusehen. Dies wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß den jeweiligen Hauptansprüchen erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beansprucht.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines Endbereichs eines Profils, welches sich entlang einer Längsachse erstreckt. Das Bearbeiten erfolgt dabei mit einem Fräswerkzeug, welches sich um eine Werkzeugachse dreht, welche quer zur Längsachse steht, und welches relativ zum Profil entlang der Längsachse und quer zur Werkzeugachse verschiebbar ist.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Fräswerkzeug entlang der Werkzeugachse relativ zum Profil verschiebbar ist.
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Durch eine solche Ausgestaltung wird erreicht, dass das Fräswerkzeug sich unterschiedlichen Gegebenheiten anpassen kann, wobei durch die Verstellbarkeit entlang der Werkzeugachse beispielsweise unterschiedlichen Ausdehnungen von Profilen Rechnung getragen werden kann.
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Die Verstellbarkeit entlang der Werkzeugachse ist insbesondere derart realisiert, dass eine zur Ausführung des Verfahrens verwendete Vorrichtung spezielle Mittel aufweist, welche dafür vorgesehen sind, eine solche Verstellbarkeit entlang der Werkzeugachse vorzunehmen. Dies kann beispielsweise durch ein Lösen einer Befestigung, Verschieben des Werkzeugs und Festziehen der Befestigung erfolgen. Umbauarbeiten, wie beispielsweise ein Zerlegen der Vorrichtung, sind hierfür nicht erforderlich.
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Es sei erwähnt, dass sich das erfindungsgemäße Verfahren durch die Verwendung eines verschiebbaren Fräswerkzeugs selbst dann vom Stand der Technik abgrenzt, welcher nicht verschiebbare Fräswerkzeuge verwendet, wenn das Fräswerkzeug während der Ausführung des Verfahrens tatsächlich nicht verschoben wird.
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Das Profil kann insbesondere entlang seiner Längsachse einen konstanten Querschnitt aufweisen, insbesondere vor der Bearbeitung. Derartige Profile können beispielsweise als Rohware verfügbar sein, welche dann durch Abtrennen entsprechend jeweiliger gewünschter Längen in Einzelteile zerlegt wird. Dabei bilden sich dann wiederum die Endbereiche, welche unmittelbar an ein Längsende angrenzen.
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Das Bearbeiten kann insbesondere darin bestehen, dass ein Teil des Endbereichs des Profils entfernt wird. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Bereich zwischen seitlichen Wangen oder auch um die Wangen selbst handeln. Durch die Lage der Werkzeugachse quer zur Längsachse kann sichergestellt werden, dass eine gleichmäßige Bearbeitung entlang einer Außenkontur des Fräswerkzeugs erfolgt.
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Die Verschiebbarkeit entlang der Längsachse bedeutet insbesondere eine Verschiebbarkeit parallel zur Längsachse. Die Verschiebbarkeit quer zur Werkzeugachse bedeutet insbesondere in Verbindung mit der Verschiebbarkeit entlang der Längsachse des Profils, dass sich das Fräswerkzeug zumindest innerhalb einer Ebene bewegen kann, zu welcher die Werkzeugachse quer steht. In der entsprechenden Ebene oder parallel dazu verläuft typischerweise auch die Längsachse des Profils. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung, dass das Fräswerkzeug auch entlang der Werkzeugachse verschiebbar ist, wird nun auch zusätzlich eine Verschiebbarkeit dieser eben erwähnten Ebene relativ zum Profil erreicht.
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Beim Bearbeiten kann insbesondere eine Gehrungsfläche eines mittleren Abschnitts zwischen seitlichen Wangen des Profils mit einem Winkel von zumindest in etwa 45° zur Längsachse ausgebildet werden. Es kann auch ein Winkel von exakt 45° verwendet werden. Dadurch können Profile, welche in einem Winkel von 90° zueinander anstoßen, zwischen den Wangen jeweilige Gehrungsflächen haben, welche in einem Winkel von 45° zueinander anstoßen. Trotzdem bleiben die Wangen des Profils erhalten, so dass außenseitig eine Optik erzeugt wird, als sei keine Gehrung vorhanden. Dies kann beispielsweise als Holzoptik bezeichnet werden. Die Ausbildung der Gehrungsfläche mit einem Winkel von zumindest in etwa 45° zur Längsachse kann gleichzeitig dazu führen, dass die Bearbeitung bzw. Herstellung eines Fensterrahmens oder einer anderen Anordnung vereinfacht wird, da auf etablierte Herstellungsverfahren, beispielsweise Schweißverfahren, zurückgegriffen werden kann, welche für entsprechende Gehrungsflächen optimiert sind.
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Das Bearbeiten kann insbesondere gemäß einer Ausführung ohne Verschieben des Fräswerkzeugs entlang der Werkzeugachse erfolgen. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn das Fräswerkzeug Abmessungen aufweist, welche bereits so gestaltet sind, dass die gewünschte Bearbeitungswirkung erreicht wird. Ein Verschieben des Fräswerkzeugs entlang seiner Werkzeugachse ist dann nicht mehr nötig. Trotzdem ermöglicht die erfindungsgemäße Verfahrensführung aufgrund der grundsätzlichen Verschiebbarkeit des Fräswerkzeugs, dass eine Anpassung an unterschiedliche Geometrien von Profilstäben oder andere Anforderungen wesentlich leichter möglich ist, da die Verschiebbarkeit grundsätzlich vorgesehen ist, auch wenn sie bei einer speziellen Bearbeitung nicht benötigt wird.
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Das Bearbeiten kann beispielsweise ein Entfernen eines mittleren Abschnitts des Profils zwischen seitlichen Wangen sein, wobei der mittlere Abschnitt zwischen den Wangen eine Ausdehnung entlang der Werkzeugachse aufweist, welche zumindest im Wesentlichen einer Ausführung des Fräswerkzeugs entlang der Werkzeugachse entspricht. Die Ausdehnung zwischen den Wangen kann auch exakt der Ausdehnung des Fräswerkzeugs entlang der Werkzeugachse entsprechen. Dadurch kann in nur einem Bearbeitungsschritt bzw. in nur einem Durchgang Material zwischen den seitlichen Wangen entfernt werden, beispielsweise um die bereits erwähnte Gehrungsfläche auszubilden. Ein Verschieben des Fräswerkzeugs entlang seiner Werkzeugachse ist dabei typischerweise nicht erforderlich, insbesondere dann, wenn die Einstellung des Fräsers vorab bei einer Musterfräsung kontrolliert und gegebenenfalls eingestellt wurde.
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Grundsätzlich ist es auch möglich, auch wenn dieser Anwendungsfall eher unwahrscheinlich ist, dass die axiale Position des Fräsers auch während des Fräsvorganges, also während dieses Teils der Bearbeitung, erfolgt.
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Das Bearbeiten kann gemäß einer Ausführung in zumindest zwei Durchgängen erfolgen, wobei sich das Fräswerkzeug insbesondere bei den Durchgängen an unterschiedlichen Positionen entlang der Werkzeugachse befindet. Beispielsweise kann zwischen den Durchgängen das Fräswerkzeug entlang seiner Werkzeugachse verschoben werden. Durch eine solche Ausführung kann entlang der Werkzeugachse eine Bearbeitung erreicht werden, welche bezüglich der Ausdehnung weitreichender ist als die Abmessungen des Fräswerkzeugs. Beispielsweise kann das Fräswerkzeug entlang seiner Werkzeugachse eine bestimmte Höhe haben, wobei ohne Verschieben des Fräswerkzeugs entlang der Werkzeugachse die Bearbeitung auf diese Höhe beschränkt wäre. Durch das Verschieben kann jedoch der Bereich einer möglichen Bearbeitung über die Höhe hinaus vergrößert werden, so dass auch großflächigere Bearbeitungen möglich sind.
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Das Fräswerkzeug kann insbesondere während der Bearbeitung entlang der Werkzeugachse verschoben werden. Dies kann wie bereits erwähnt insbesondere zwischen zwei Durchgängen erfolgen, so dass sich beispielsweise während jedes Durchgangs das Fräswerkzeug an einer konstanten Position entlang seiner Werkzeugachse befindet, was natürlich eine Bewegung quer zur Werkzeugachse nicht ausschließt. Am Ende eines ersten Fräsdurchganges in einer ersten axialen Position wird dann der Fräser entlang der Rotationsachse axial an eine zweite axiale Position verschoben und dann bei dem zweite Fräsdurchgang wieder konstant gehalten. Dadurch ist es möglich, mit nur einem Fräswerkzeug, und damit einer günstigen Ausgestaltung des Verfahrens, unterschiedlich breite Ausfräsungen an dem Ende des Profils vorzunehmen, was die Flexibilität einer solchen Anordnung entsprechend erhöht. Alternativ ist jedoch auch möglich, dass das Fräswerkzeug während eines Durchgangs, d.h. während einer aktiven Bearbeitung, entlang seiner Werkzeugachse verschoben wird.
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Das Bearbeiten kann insbesondere eine Entfernen eines mittleren Abschnitts des Profils zwischen seitlichen Wangen sein, wobei der mittlere Abschnitt zwischen den Wangen eine Ausdehnung entlang der Werkzeugachse aufweist, welche größer ist oder zumindest im Wesentlichen zweimal so groß ist wie die Ausdehnung des Fräswerkzeugs entlang der Werkzeugachse. Dadurch kann die bereits weiter oben erwähnte Bearbeitung, welche auf das Entfernen von Material zwischen Wangen gerichtet ist, auch in Fällen angewandt werden, in welchen die Ausdehnung des Fräswerkzeugs entlang der Werkzeugachse nicht ausreicht, um das gewünschte Material zu entfernen. Durch das Verschieben entlang der Werkzeugachse ist es jedoch in einfacher Weise möglich, die Bearbeitung durchzuführen, und zwar in zumindest zwei Durchgängen.
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Es sei erwähnt, dass auch beliebig viele weitere Durchgänge verwendet werden können, um den Bearbeitungsbereich entlang der Werkzeugachse zu erweitern. Dies ermöglicht eine besonders hohe Flexibilität.
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Bearbeitungsbahnen des Fräswerkzeugs können sich insbesondere bei unterschiedlichen Durchgängen überlappen. Unter einem Durchgang sei insbesondere eine fräsende Bearbeitung verstanden, entlang welcher das Fräswerkzeug sich quer zur Werkzeugachse bewegt, entlang seiner Werkzeugachse jedoch nicht verschoben wird und aufgrund seiner Drehung und aufgrund seiner Bewegung quer zur Werkzeugachse eine Bearbeitung vornimmt. Durch einen Überlapp von Bearbeitungsbahnen, welche jeweils zu entfernendes Material angeben, kann vermieden werden, dass durch geringfügige Toleranzen eine unvollständige Bearbeitung erfolgt.
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Gemäß einer Ausführung erfolgt das Bearbeiten zusätzlich mit einem weiteren Fräswerkzeug, welches sich um eine weitere Werkzeugachse dreht, welche parallel zur Werkzeugachse steht, und welches insbesondere relativ zum Profil entlang der Längsachse und quer zur weiteren Werkzeugachse verschiebbar ist.
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Im Gegensatz zu den bisher beschriebenen Ausführungen, welche lediglich die Verwendung eines einzigen Fräswerkzeugs erfordern, werden nun also zumindest zwei Fräswerkzeuge verwendet. Diese sind um jeweilige Werkzeugachsen drehbar, wobei die weitere Werkzeugachse des weiteren Fräswerkzeugs parallel, jedoch typischerweise nicht identisch zur Werkzeugachse des Fräswerkzeugs ist. Durch die Verwendung von zwei Fräswerkzeugen kann beispielsweise eine Bearbeitung erreicht werden, welche auch bei der Verwendung eines Fräswerkzeugs erreicht werden kann, beispielsweise in zwei Durchgängen, jedoch kann durch die Verwendung von zumindest zwei Fräswerkzeugen eine insgesamt schnellere Bearbeitung erreicht werden.
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Das Fräswerkzeug und das weitere Fräswerkzeug können beispielsweise identisch zueinander ausgebildet sein. Sie können jedoch auch unterschiedlich zueinander ausgebildet sein, was sich insbesondere auf die Ausbildung von Vorsprüngen beziehen kann, welche weiter unten näher erläutert sind.
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Für das weitere Fräswerkzeug sind unterschiedliche Ausführungen denkbar.
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So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das weitere Fräswerkzeug entlang der weiteren Werkzeugachse nicht relativ zum Profil verschiebbar ist. Dies bedeutet, dass das weitere (zweite) Fräswerkzeug bei jedem Durchgang bzw. bei jeder Bearbeitung grundsätzlich eine vorgegebene und nicht veränderbare Bearbeitung ausführt. Die Verschiebbarkeit des (ersten) Fräswerkzeugs entlang seiner Werkzeugachse bleibt jedoch erhalten, so dass eine hohe Variabilität trotzdem gewahrt bleibt.
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Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass auch das weitere Fräswerkzeug entlang der weiteren Werkzeugachse relativ zum Profil verschiebbar ist. Dieser Vorschlag erlaubt einen hohen Komfort bei dem Betrieb einer so ausgestatteten Vorrichtung. Üblicherweise wird das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die ebenfalls zur Erfindung zählenden Vorrichtung zur Bearbeitung von Kunststoffhohlkammerprofilen eingesetzt. Diese weisen durchaus erhebliche Maßtoleranzen der außenliegenden Flächen (bezüglich der Lage wie auch ihrer Stärke) auf, die gerade bei der hier erwünschten Bearbeitung (nach der Bearbeitung sollen seitliche Wangen stehen bleiben) zu Schwierigkeiten führen können. Ist nun die axiale Position des jeweiligen Fräswerkzeuge, insbesondere beider Fräswerkzeuge, entlang ihrer jeweiligen Rotationsachsen einstellbar, ist es möglich, auf diese Maßtoleranzen individuell reagieren zu können.
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Typischerweise ist dabei jedes Fräswerkzeug mit einem entsprechenden Antrieb zum Versetzen des Fräswerkzeuges in seiner axialen Position bezüglich seiner jeweiligen Rotationsachse ausgestattet.
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Das weitere Fräswerkzeug kann dabei insbesondere in einer Ebene verschiebbar sein, welche quer zu seiner weiteren Werkzeugachse liegt. Innerhalb dieser Ebene kann insbesondere eine Verschiebbarkeit vorgesehen sein, um die Bearbeitungswirkung zusammen mit dem sich drehenden Fräswerkzeug zu erzielen.
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Gemäß einer Ausführung ist vorgesehen, dass das weitere Fräswerkzeug eine zum Fräswerkzeug identische Ausdehnung entlang der Werkzeugachse hat. Das weitere Fräswerkzeug kann jedoch alternativ auch eine andere Ausdehnung entlang der Werkzeugachse haben.
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Beim Bearbeiten können das Fräswerkzeug und das weitere Fräswerkzeug entlang einer gemeinsamen Bearbeitungsbahn gesehen überlappend oder deckend angeordnet sein. Dadurch kann insbesondere erreicht werden, dass eine Bearbeitung entlang einer Höhe erfolgt, die größer ist als die Höhe von jedem der einzelnen Fräswerkzeuge, dass jedoch aufgrund eines Überlapps eine unvollständige Bearbeitung vermieden wird. Für den Spezialfall, dass die beiden Fräswerkzeuge deckend angeordnet sind, kann beispielsweise erreicht werden, dass bei einer unterschiedlichen Ausgestaltung der beiden Fräswerkzeuge eine Bearbeitung mit einer Kombination der jeweiligen Ausgestaltungen erreicht werden kann. Beispielsweise können die Fräswerkzeuge jeweilige Vorsprünge haben, welche für eine spezielle Bearbeitung, insbesondere an unteren und/oder oberen Enden, sorgen können. Bei einer deckenden Ausführung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der gleiche Bereich von beiden Fräswerkzeugen bearbeitet wird, dass jedoch die Vorsprünge unterschiedliche Bearbeitungen hervorrufen.
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Ein Bearbeiten kann insbesondere ein Entfernen eines mittleren Abschnitts des Profils zwischen seitlichen Wangen sein, wobei der mittlere Abschnitt zwischen den Wangen eine Ausdehnung entlang der Werkzeugachse aufweist, welche zumindest im Wesentlichen der Ausdehnung des Fräswerkzeugs und der Ausdehnung des weiteren Fräswerkzeugs entlang der weiteren Werkzeugachse entspricht. Da die beiden Werkzeugachsen parallel zueinander sind, kommt es letztlich auf die Frage, welche Werkzeugachse bezüglich der Ausdehnung betrachtet wird, nicht an. Durch die eben beschriebene Ausführung kann der Bearbeitungsbereich entlang der Werkzeugachse bzw. der weiteren Werkzeugachse beider Fräswerkzeuge kombiniert werden, so dass eine höhere Bearbeitung bzw. eine Bearbeitung über einen ausgedehnteren Bereich möglich ist, als wenn nur ein Fräswerkzeug verwendet werden würde, welches nicht entlang seiner Werkzeugachse verschoben wird. Insbesondere kann während der eben beschriebenen Verfahrensführung vorgesehen sein, dass sowohl das Fräswerkzeug wie auch das weitere Fräswerkzeug nicht entlang der Werkzeugachse bzw. der weiteren Werkzeugachse verschoben wird. Beispielsweise kann damit diejenige Bearbeitung, welche weiter oben mit nur einem Fräswerkzeug beschrieben wurde, jedoch mehrere Durchgänge erfordert, mit nur einem Durchgang erfolgen, so dass insgesamt Bearbeitungszeit eingespart wird.
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Beim Bearbeiten können sich das Werkzeug und das weitere Werkzeug entlang der Werkzeugachse gesehen nicht oder beispielsweise nur weniger als die Hälfte, insbesondere weniger als 10 % ihrer Ausdehnung, überlappen. Dadurch wird ein besonders großer Bearbeitungsbereich erreicht, wobei der Überlapp beispielsweise einen nicht benötigten Bearbeitungsbereich kompensieren kann, wobei durch den Überlapp gleichzeitig eine unvollständige Bearbeitung vermieden wird.
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Das Bearbeiten kann insbesondere ein Entfernen eines mittleren Abschnitts des Profils zwischen seitlichen Wangen sein, wobei der mittlere Abschnitt zwischen den Wangen eine Ausdehnung entlang der Werkzeugachse aufweist, welche zumindest im Wesentlichen der Summe der Ausdehnung des Fräswerkzeugs und der Ausdehnung des weiteren Fräswerkzeugs entspricht oder kleiner ist. Dadurch kann der Bearbeitungsbereich vollständig oder auch teilweise ausgenutzt werden. Das Fräswerkzeug und/oder das weitere Fräswerkzeug können insbesondere an einem Ende entlang der Werkzeugachse gesehen einen radial vorstehenden Nutausbildungsvorsprung aufweisen, welcher beim Bearbeiten eine Nut im Profil bildet. Eine solche Nut kann insbesondere dafür vorgesehen sein, eine beim Schweißen entstehende Schweißwulst, d.h. geschmolzenes Material, aufzunehmen und somit vermeiden, dass es aufgrund einer solchen Schweißwulst zu Verspannungen oder Verzerrungen des Endprodukts kommt. Eine solche Nut vermeidet auch eine Schweißraupenausbildung nach oben. Der Nutausbildungsvorsprung kann insbesondere über eine sonstige Fläche des Fräswerkzeugs hervorstehen und entlang seiner Ausdehnung, beispielsweise entlang seiner Ausdehnung entlang der Werkzeugachse bzw. entlang der weiteren Werkzeugachse, für eine tiefergehende Bearbeitung, also Entfernen von Material, sorgen.
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Es sei darauf hingewiesen, dass die bisherigen Verfahrensführungen insbesondere darauf gerichtet waren, Material zwischen seitlichen Wangen zu entfernen, so dass eine Gehrungsfläche erzeugt wird, welche zwischen unverändert bleibenden Wangen besteht. Nachfolgend werden Verfahrensführungen beschrieben, welche darauf gerichtet sind, Wangen zu entfernen. Durch ein Entfernen der Wangen können insbesondere komplementäre Profile ausgebildet werden, und zwar insbesondere komplementär zu Profilen, bei welchen die Wangen wie eben beschrieben am bearbeiteten Profil verbleiben. Somit können Gehrungsflächen bei beiden Profilen identisch bearbeitet werden, so dass sie zusammenpassen, jedoch können die Wangen so ausgebildet sein, dass sie in einem Produkt nach einem Schweißvorgang, beispielsweise in einem Fensterrahmen, direkt aneinander angrenzen.
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Gemäß einer Ausführung können somit beim Bearbeiten Wangen des Profils selektiv teilweise entfernt werden. Dies kann insbesondere auch zusätzlich zu einer vorher oder hinterher erfolgten Ausbildung einer Gehrungsfläche erfolgen.
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Die Wangen können insbesondere bis zu einer Linie quer zur Längsachse entfernt werden. Dadurch kann ein derart bearbeitetes Profil insbesondere rechtwinklig zu einem Profil mit verbleibenden Wangen verwendet werden, und die Wangen stoßen entlang einer geraden Linie aneinander.
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Die Wangen können gemäß einer Ausführung mittels nur eines Fräswerkzeugs entfernt werden, welches nach dem Entfernen einer der Wangen entlang seiner Werkzeugachse verschoben wird. Somit können beispielsweise zwei Durchgänge verwendet werden, wobei in jedem Durchgang eine der beiden Wangen entfernt wird. Insbesondere kann das Fräswerkzeug zwischen diesen beiden Durchgängen entlang seiner Werkzeugachse verschoben werden. Somit genügt ein einziges Fräswerkzeug für die Entfernung von beiden Wangen eines Profils. Es können jedoch auch zwei Fräswerkzeuge verwendet werden.
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Gemäß einer Ausführung kann eine Wange mittels eines Fräswerkzeugs entfernt werden und eine weitere Wange kann mittels eines weiteren Fräswerkzeugs entfernt werden. Das weitere Fräswerkzeug dreht sich dabei um eine weitere Werkzeugachse, welche parallel zur Werkzeugachse steht, und welches insbesondere relativ zum Profil entlang der Längsachse und quer zur weiteren Werkzeugachse verschiebbar sein kann. Das weitere Fräswerkzeug ist bevorzugt entlang der weiteren Werkzeugachse relativ zum Profil verschiebbar.
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Ähnlich wie bereits weiter oben mit Bezug auf die Bearbeitung eines ausgedehnteren Bereichs zwischen den Wangen beschrieben, kann somit ein Durchgang unter Verwendung von zwei Fräswerkzeugen ausreichen, um beide Wangen zu entfernen. Dadurch wird Zeit eingespart. Durch eine Verschiebbarkeit von Fräswerkzeugen kann sich die dafür verwendete Vorrichtung in sehr einfacher Weise an unterschiedliche Größen oder sonstige Dimensionen von Profilen anpassen.
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Das Fräswerkzeug und/oder das weitere Fräswerkzeug können insbesondere an einem Ende entlang der Werkzeugachse gesehen einen radial vorstehenden Strukturierungsvorsprung aufweisen. Der Strukturierungsvorsprung kann insbesondere zum Ausbilden einer Hinterschneidung in einer der Wangen dienen.
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Ein Strukturierungsvorsprung kann insbesondere anders ausgebildet sein als der bereits weiter oben erwähnte Nutausbildungsvorsprung. Der Strukturierungsvorsprung kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass er explizit eine Hinterschneidung in einem zu bearbeitenden Werkstück bzw. Profil ausbildet.
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Bei dem Fräswerkzeug und/oder bei dem weiteren Fräswerkzeug können insbesondere Strukturierungsvorsprung und Nutausbildungsvorsprung an gegenüberliegenden Enden entlang der Werkzeugachse bzw. der weiteren Werkzeugachse gesehen angeordnet sein. Beispielsweise kann also, entlang der Werkzeugachse bzw. weiteren Werkzeugachse gesehen, ein Nutausbildungsvorsprung an einem ersten Ende ausgebildet sein, und ein Strukturierungsvorsprung an einem gegenüberliegenden Ende entlang der Werkzeugachse bzw. weiteren Werkzeugachse vorgesehen sein.
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Insbesondere können entlang der Werkzeugachse gesehen die Nutausbildungsvorsprünge außenseitig an dem Fräswerkzeug und an dem weiteren Fräswerkzeug angeordnet sein, und die Strukturierungsvorsprünge können innenseitig an dem Fräswerkzeug und dem weiteren Fräswerkzeug angeordnet sein. Dadurch kann insbesondere erreicht werden, dass außenseitig Nuten ausgebildet werden, wohingegen innenseitig Hinterschneidungen ausgebildet werden.
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Alternativ ist vorgesehen, dass das Fräswerkzeug und/oder das weitere Fräswerkzeug an einem Ende entlang der Werkzeugachse gesehen eine radial zurückstehende Strukturierungshinterschneidung aufweist, und die Strukturierungshinterschneidung zum Ausbilden eines Vorsprungs in einer der Wangen dient.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Vorrichtung zum Betreiben eines Endbereichs eines Profils, welches sich entlang einer Längsachse erstreckt. Die Vorrichtung weist mindesten einen Spanner zum Halten des Profils auf, so dass sich die Längsachse entlang einer vorgegebenen Richtung erstreckt. Dadurch kann das Profil in einer definierten Stellung und insbesondere in einer definierten Richtung gehalten werden, relativ zu welcher die Bearbeitung erfolgt. Die Vorrichtung weist ein Fräswerkzeug auf, welches um eine Werkzeugachse drehbar ist, welche quer zur Längsachse steht, und welches relativ zum Profil entlang der Längsachse und quer zur Werkzeugachse verschiebbar ist. Bezüglich dieser Verschiebbarkeit sei auf die bereits weiter oben mit Bezug auf das Verfahren gegebenen Ausführungen verwiesen.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Fräswerkzeug entlang der Werkzeugachse relativ zum Profil verschiebbar ist. Dadurch können die bereits weiter oben mit Bezug auf das Verfahren beschriebenen Vorteile erreicht werden. Es sei auch hier darauf hingewiesen, dass mit einer Verschiebbarkeit hier nicht eine Verschiebbarkeit nach umfangreichen Umbaumaßnahmen gemeint ist, sondern das explizite Vorsehen einer einfachen Verschiebbarkeit mit wenigen Arbeitsschritten, beispielsweise durch das Betätigen einer hierfür vorgesehenen Verstelleinrichtung oder durch das Öffnen und Schließen einer Befestigung.
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Die Vorrichtung kann insbesondere zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt sein. Insbesondere kann auch ansonsten auf alle bezüglich des Verfahrens beschriebenen Aspekte bezüglich der Vorrichtung zurückgegriffen werden, soweit diese entsprechend anwendbar sind. Auf die obigen Ausführungen sei somit verwiesen.
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Insbesondere kann das Fräswerkzeug an einem Ende entlang der Werkzeugachse gesehen einen radial vorstehenden Nutausbildungsvorsprung zum Ausbilden einer Nut aufweisen. Das Fräswerkzeug kann auch an einem Ende entlang der Werkzeugachse gesehen einen radial vorstehenden Strukturierungsvorsprung zum Ausbilden einer Hinterschneidung aufweisen. Auf die obigen Ausführungen sei hierzu verwiesen.
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Der Nutausbildungsvorsprung kann insbesondere an einem dem Strukturierungsvorsprung gegenüberliegenden Ende des Fräswerkzeugs angeordnet sein.
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Die Vorrichtung kann ferner ein weiteres Fräswerkzeug aufweisen, welches um eine weitere Werkzeugachse drehbar ist, welche parallel zur Werkzeugachse ist, und welches relativ zum Profil entlang der Längsachse und quer zur weiteren Werkzeugachse verschiebbar ist. Das weitere Fräswerkzeug kann insbesondere entlang der weiteren Werkzeugachse relativ zum Profil verschiebbar sein. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das weitere Fräswerkzeug nicht entlang der weiteren Werkzeugachse relativ zum Profil verschiebbar ist.
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Das weitere Fräswerkzeug kann insbesondere an einem Ende entlang der weiteren Werkzeugachse gesehen einen radial vorstehenden Nutausbildungsvorsprung zum Ausbilden einer Nut aufweisen. Bezüglich einer solchen Ausführung sei auf die bereits weiter oben gegebene Beschreibung eines Nutausbildungsvorsprungs verwiesen. Das weitere Fräswerkzeug kann auch von einem Ende entlang der weiteren Werkzeugachse gesehen einen radial vorstehenden Strukturierungsvorsprung zum Ausbilden einer Hinterschneidung aufweisen. Auch diesbezüglich sei auf die bereits oben gegebenen Ausführungen verwiesen.
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Insbesondere kann die Anordnung von Nutausbildungsvorsprung und Strukturierungsvorsprung bei Fräswerkzeug und weiterem Fräswerkzeug entgegengesetzt zueinander sein. Dies kann insbesondere bedeuten, dass entlang einer Richtung, welche insbesondere parallel zu sowohl der Werkzeugachse wie auch der weiteren Werkzeugachse sein kann, zunächst beispielsweise ein Strukturierungsvorsprung des Fräswerkzeugs, dann ein Nutausbildungsvorsprung des Fräswerkzeugs, dann ein Nutausbildungsvorsprung des weiteren Fräswerkzeugs und schließlich ein Strukturierungsvorsprung des weiteren Fräswerkzeugs angeordnet sind.
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Das Fräswerkzeug und das weitere Fräswerkzeug können insbesondere dazu ausgebildet sein, ganz oder teilweise unabhängig voneinander in einer Ebene quer zur Werkzeugachse verschiebbar zu sein. Dadurch können unabhängige Verfahrensführungen realisiert werden. Eine unabhängige Verschiebbarkeit kann insbesondere bedeuten, dass separate Antriebe vorhanden sind, welche das Werkzeug und das weitere Werkzeug unabhängig voneinander positionieren können, beispielsweise abgesehen von Einschränkungen wie mechanischen Grenzen oder der Tatsache, dass sie nicht aneinanderstoßen sollten.
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Die Vorrichtung kann gemäß einer bevorzugten Ausführung eine Steuerungsvorrichtung aufweisen, welche dazu konfiguriert ist, das Fräswerkzeug und/oder das weitere Fräswerkzeug so zu steuern, dass die Vorrichtung ein erfindungsgemäßes Verfahren ausführt. Bezüglich des Verfahrens können alle beschriebenen Ausführungen verwendet werden. Dies erlaubt eine automatisierte und effiziente Verfahrensführung.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung ein weiteres, zweites Fräswerkzeug aufweist, welches um eine weitere Werkzeugachse drehbar ist, welche quer zur Längsachse steht, und welches relativ zum Profil entlang der Längsachse und quer zur Werkzeugachse verschiebbar ist, und das weitere Fräswerkzeug entlang der Werkzeugachse relativ zum Profil verschiebbar oder hierzu feststehend ausgebildet ist.
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Die vorgestellte Erfindung löst die eingangs gestellte Aufgabe in verschiedener Weise:
- In einer ersten Ausgestaltung ist ein Fräswerkzeug vorgesehen, dessen axiale Lage bzw. Position bezüglich seiner Rotationsachse so einstellbar ist, dass an der gewünschten Position am Ende des Profils die Ausfräsung vorgenommen werden kann und einseitig oder beidseitig die Wange/n stehen bleibt/en.
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Entspricht dabei die axiale Länge des Fräswerkzeuges der gewünschten Höhe der Ausfräsung, so wird dieses Ergebnis bereits nach einem ersten Fräsdurchgang erreicht. Die axiale Einstellbarkeit der Position erlaubt somit zum Beispiel eine mittige Anordnung des Fräswerkzeuges oder eine sonstige Ausrichtung des Fräswerkzeuges relativ zum Profil.
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In einer zweiten Ausgestaltung erlaubt der erfindungsgemäße Vorschlag die Herstellung einer Ausfräsung, deren Höhe deutlich größer ist wie die axiale Länge des Fräswerkzeuges. Der erfindungsgemäße Vorschlag ist somit für eine Mehrzahl unterschiedlicher Profil- oder Wangentypen einsetzbar. Das gewünschte Bearbeitungsergebnis wird dann typischerweise nach zwei Fräsdurchgängen erreicht, bei welchen die axiale Position des Fräswerkzeug auf seiner Rotationsachse unterschiedlich ist. Dabei wird die axiale Position des Fräswerkzeug nach Beendigung des ersten Fräsdurchganges geändert.
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Bei der dritten Ausgestaltung der Erfindung wird mit zwei Fräswerkzeugen gearbeitet. Typischerweise bewegen sich diese auf einen gemeinsamen Antriebsschlitten, damit diese hintereinander die Profilendbearbeitung durchführen können. Bei einer ersten Untervariante ist dabei nur ein Fräswerkzeug längs seiner axialen Position veränderlich, das andere Fräswerkzeug ist festgelegt. Bei der zweiten Untervariante sind beide Fräswerkzeug bezüglich ihrer jeweiligen axialen Position auf Ihren Rotationsachsen (Werkzeugeachsen) einstellbar.
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Sein dieser Stelle erwähnt, dass der Begriff Rotationsachse oder Werkzeugachse in dieser Anmeldung gleichbedeutend sind. Es sei auch erwähnt, dass unter einer Verschiebbarkeit grundsätzlich auch eine Verfahrbarkeit verstanden werden kann.
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In diesem Zusammenhang wird insbesondere darauf hingewiesen, dass alle in Bezug auf die Vorrichtung beschriebenen Merkmale und Eigenschaften aber auch Verfahrensweisen sinngemäß auch bezüglich der Formulierung des erfindungsgemäßen Verfahrens übertragbar und im Sinne der Erfindung einsetzbar und als mitoffenbart gelten. Gleiches gilt auch in umgekehrter Richtung, das bedeutet, nur in Bezug auf das Verfahren genannte, bauliche also vorrichtungsgemäße Merkmale können auch im Rahmen der Vorrichtungsansprüche berücksichtigt und beansprucht werden und zählen ebenfalls zur Offenbarung.
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Die Erfindung wird nun anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
- 1: Eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines Endbereichs eines Profils in einer perspektivischen Ansicht,
- 2: die Vorrichtung in einer Draufsicht,
- 3: die Vorrichtung in einer Seitenansicht,
- 4: die Vorrichtung in einer weiteren Seitenansicht, und
- 5: die Vorrichtung in einer weiteren Seitenansicht.
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1 zeigt ein Vorrichtung 5 zum Bearbeiten eines Endbereichs eines Profils.
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Die Vorrichtung 5 weist ein Fräswerkzeug 10 und ein weiteres Fräswerkzeug 20 auf. Die Fräswerkzeuge sind jeweils rotationssymmetrisch ausgebildet. Das Fräswerkzeug 10 ist um eine Werkzeugachse W1 drehbar. Das weitere Fräswerkzeug 20 ist um eine weitere Werkzeugachse W2 drehbar. Die beiden Fräswerkzeuge 10, 20 sind mittels jeweiliger Motoren 15, 25 zur Drehung um ihre jeweilige Werkzeugachse W1, W2 antreibbar. Die Werkzeugachsen W1, W2 sind parallel zueinander ausgerichtet.
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Die beiden Fräswerkzeuge 10, 20 sind so in der Vorrichtung 5 aufgenommen, dass sie beide dreidimensional bewegbar sind. So sind beide Fräswerkzeuge 10, 20 zunächst in einer Ebene quer zur jeweiligen Werkzeugachse W1, W2 bewegbar. Eine solche Bewegbarkeit ist typischerweise auch bei Ausführungen gemäß dem Stand der Technik vorgesehen. Damit kann ein typischerweise festgespanntes Profil bearbeitet werden.
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Durch die zusätzliche Bewegbarkeit bzw. Verschiebbarkeit entlang der Werkzeugachse W1 bzw. der weiteren Werkzeugachse W2 wird ermöglicht, dass wesentlich komplexere Bearbeitungsausgaben ausgeführt werden. Beispielsweise kann sich damit die Bearbeitung auch einfach an unterschiedliche Höhen von Profilen oder gewünschte Bearbeitungen anpassen.
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Das Fräswerkzeug 10 weist obenseitig einen Nutausbildungsvorsprung 12 auf. Dieser steht radial vor und ist dazu ausgebildet, beim Fräsen eine Nut in einem Werkstück wie beispielsweise in einem Profil auszubilden. Das Fräswerkzeug 10 weist ferner untenseitig einen Strukturierungsvorsprung 14 auf. Dieser steht ebenfalls radial vor und ist dazu ausgebildet, beim Fräsen eine Hinterschneidung in einem Werkstück auszubilden. Alternativ kann dies auch eine Strukturierungshinterschneidung zur Ausbildung eines Vorsprunges sein.
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Das weitere Fräswerkzeug 20 weist untenseitig einen weiteren Nutausbildungsvorsprung 22 auf. Dieser steht radial vor und ist dazu ausgebildet, beim Fräsen eine Nut in einem Werkstück wie beispielsweise in einem Profil auszubilden. Das weitere Fräswerkzeug 20 weist ferner obenseitig einen weiteren Strukturierungsvorsprung 24 auf. Dieser steht ebenfalls radial vor und ist dazu ausgebildet, beim Fräsen eine Hinterschneidung in einem Werkstück auszubilden.
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Auf die Ausgestaltung und Funktionalität der Vorsprünge 12, 14, 22, 24 wird weiter unten näher eingegangen werden.
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2 zeigt die Vorrichtung 5 in einer Draufsicht. Dabei sind die Fräswerkzeuge 10, 20 von oben zu sehen, so dass sich die Werkzeugachsen W1, W2 quer zur Papierebene erstrecken.
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Wie in 2 zu sehen ist weist die Vorrichtung 5 ferner eine Spanner 7 auf. Diese ist dazu ausgebildet, ein Profil zu befestigen, welches mittels der Fräswerkzeuge 10, 20 bearbeitet werden soll. Dabei ist für die waagerechte und senkrechte Festlegung des Profils je unterschiedliche Spanner vorgesehen.
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3 zeigt die Vorrichtung 5 in einer Seitenansicht. Dabei ist auch ein Profil 1 zu sehen, welches zu bearbeiten ist.
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Das Profil 1 weist eine obere Wange 2 und eine untere Wange 3 auf. Die Wangen 2, 3 sind somit seitlich am Profil 1 angeordnet. Wie gezeigt wurde mittels der Fräswerkzeuge 10, 20 eine Ausnehmung 4 zwischen den Wangen 2, 3 herausgefräst, so dass die Wangen 2, 3 horizontal überstehen.
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In 3 sind auch die bereits erwähnten Vorsprünge 12, 14, 22, 24 gut zu sehen. Die Nutausbildungsvorsprünge 12, 22 stehen dabei einfach mit einem rechteckigen Querschnittsprofil über den sonstigen Teil des Fräswerkzeugs 10, 20 hervor. Sie hinterlassen beim Bearbeiten eine Nut im Werkstück.
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Die Strukturierungsvorsprünge 14, 24 weisen hingegen auch einen jeweiligen zurückgesetzten Bereich 16, 26 auf. Dieser ist außenseitig von einem Vorsprung 18, 28 mit abgeschrägter Innenfläche begrenzt. Dadurch wird eine Hinterschneidung in einem Werkstück ausgebildet.
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In 3 ist eine Bearbeitung des Profils 1 zwischen den Wangen 2, 3 gezeigt. Dies stellt eine mögliche Bearbeitung dar. In der gezeigten Ausführung entspricht ein Abstand zwischen den Wangen 2, 3 zumindest im Wesentlichen einer Ausdehnung der Fräswerkzeuge entlang der Werkzeugachsen W1, W2. Somit ist ein Verschieben der Fräswerkzeuge 10, 20 entlang der Werkzeugachsen W1, W2 nicht erforderlich. Sollte der Abstand zwischen den Wangen 2, 3 jedoch größer sein könnte dem in einfacher Weise durch Verschieben der Fräswerkzeuge 10, 20 entlang der Werkzeugachsen W1, W2 Rechnung getragen werden. Beispielsweise könnten dann die Fräswerkzeuge 10, 20 versetzt zueinander verwendet werden.
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4 zeigt die Vorrichtung 5 in einer weiteren Seitenansicht. Dabei ist auch die Spanner 7 über dem Profil 1 zu sehen. In dem dargestellten Zustand ist die Spanner 7 vom Profil 1 beabstandet. Durch Verfahren der Spanner 7 nach unten kann das Profil 1 jedoch festgehalten werden, insbesondere zu einer Bearbeitung.
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4 zeigt eine andere Art der Bearbeitung als 3. Dabei wird nicht zwischen den Wangen 2, 3 Material entfernt, sondern es werden die Wangen 2, 3 teilweise entfernt. Hierzu sind die beiden Fräswerkzeuge 10, 20 entlang ihrer Werkzeugachsen W1, W2 zueinander versetzt. Dies wird durch die bereits erwähnte Verschiebbarkeit entlang der Werkzeugachsen W1, W2 ermöglicht. Komplizierte Umbaumaßnahmen können dadurch vermieden werden.
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5 zeigt den gleichen Zustand wie 3, jedoch in einer weiteren Ansicht. Dabei ist insbesondere auch die Spanner 7 über dem Profil 1 zu sehen. Diese kann für die Bearbeitung das Profil 1 festhalten.
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Insgesamt kann durch die hierin beschriebene Vorrichtung und das Verfahren eine wesentlich flexiblere Bearbeitung von Profilen erreicht werden, als die bei Ausführungen gemäß dem Stand der Technik möglich ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Profil
- 2
- Wange
- 3
- Wange
- 4
- Ausnehmung
- 5
- Vorrichtung
- 7
- Spanner
- 10
- Fräswerkzeug
- 12
- Nutausbildungsvorsprung / Vorsprünge
- 14
- Struckturierungsvorsprung / Vorsprünge
- 15
- Motoren
- 16
- zurückgesetzten Bereich
- 18
- Vorsprung
- 20
- Fräswerkzeug
- 22
- Nutausbildungsvorsprung / Vorsprünge
- 24
- Struckturierungsvorsprung / Vorsprünge
- 25
- Motoren
- 26
- zurückgesetzten Bereich
- 28
- Vorsprung
- W1
- Werkzeugachse
- W2
- Werkzeugachse