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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Werkzeugkopf für Maschinen
zur Holzbearbeitung oder ähnliches,
insbesondere für
Maschinen mit einer geneigten Arbeitsfläche auf welche die nachstehende
Beschreibung Bezug nimmt. Die oben erwähnten Maschinen werden benutzt,
um unterschiedliche Arten von Bearbeitungen auszuführen, darunter
Bohrarbeiten oder Kantenbearbeitungen an Holzplatten, beispielsweise
zur Herstellung von Möbeln.
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Wie
bekannt ist, bestehen die Maschinen zur Bearbeitung von Holzplatten
im wesentlichen aus einem Trägersockel,
auf welchem eine geneigte Arbeitsfläche montiert ist (es sind zum
Beispiel Maschinen bekannt, deren Arbeitsfläche um 55° im Verhältnis zu der Horizontalen geneigt
ist, nur um einen Neigungswert zu nennen), an der durch entsprechende Mittel
eine zu bearbeitende Platte gehalten, positioniert und entnommen
wird und zwar von Hand durch den Bediener oder durch geeignete automatische Greifmittel.
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Oberhalb
der geneigten Arbeitsfläche
sind beispielsweise entlang der beiden senkrecht zueinander verlaufenden
Richtungen ein oder mehrere Bearbeitung- oder Werkzeugköpfe bewegbar,
der jeder aus einem rohrförmigen
Abdeckkörper
besteht, der eine zu der Arbeitsfläche senkrechte Längsachse aufweist;
im Inneren des rohrförmigen
Abdeckkörpers
ist das Werkzeug angeordnet, das üblicherweise als Elektrospindel
bezeichnet wird. Zwischen dem rohrförmigen Abdeckkörper und
dem Werkzeug ist eine Ansaugleitung für Abfallmaterial definiert.
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Der
gesamte Werkzeugkopf, oder nur das Werkzeug, ist ausserdem zwischen
einer Betriebsposition in Annäherung
an die zu bearbeitende Platte und einer Ruhe- und Transferposition
in Entfernung von der Platte selbst bewegbar, um die Verschiebung des
Werkzeugkopfes auf der Arbeitsfläche
zu ermöglichen.
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Das
der Arbeitsfläche
zugewandte Ende des rohrförmigen
Abdeckkörpers
ist ausserdem mit einer Anzahl von flexiblen Elementen versehen,
die eine Art Bürste
bilden, und um das Werkzeug angeordnet sind und so einen geschlossenen
Umriss beschreiben. Während
der Bearbeitung bleibt die Bürste
im Kontakt mit der Platte und verhindert zum Teil, dass aus dem
Werkzeugkopf abgetragenes Material austritt und durch die natürliche Drehung
radial durch das Werkzeug nach aussen geschleudert wird. Ein typischer
Werkzeugkopf dieser Art für
horizontale Arbeitsflächen
ist in der US-4,909,293 erläutert.
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Ein
unten liegender Abschnitt der geneigten Arbeitsfläche weist
schliesslich wenigstens eine Öffnung
zum Absaugen des Abfallmaterials auf, das nach Austritt aus dem
Kopf durch Schwerkraft nach unten fällt
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Bei
einer Stichsäge
ist es gemäß CH-652640 A5
bekannt, dem Sägeblatt
sehr nahe eine Absaugleitung im Körper der Stichsäge zuzuordnen,
um Abfall abzusaugen.
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Die
Anmelderin hat festgestellt dass diese Art von Maschinen jedoch
nicht frei von einigen Nachteilen sind und in verschiedener Hinsicht
verbessert werden können,
hauptsächlich
in Bezug auf das Verstreuen von Abfallmaterial.
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Genauer
gesagt hat die Anmelderin festgestellt, dass auf jeden Fall ein
Teil des abgetragenen Materials, wenn auch in geringfügigen Mengen, durch
das Werkzeug nach aussen geschleudert und nicht von der Bürste abgefangen
wird, wobei es in den umgebenden Bereich verstreut wird und die
sich in Bearbeitung befindliche Holzplatte selbst verschmutzt. Diese
negative Auswirkung wird besonders verstärkt durch das Vorhandensein
von Spalten entlang der geneigten Fläche, die zur Befestigung der
Auflagevorrichtungen der Platte dienen und die Ansaug- /Blockiermittel
der Platte selbst bilden.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die bei der bekannten
Technik festgestellten Probleme zu lösen, indem ein Werkzeugkopf
für Maschinen
zur Holzbearbeitung geboten wird durch den das Verstreuen von abgetragenem
Material verhindert, also bei der Bearbeitung von Holz anfallende Späne zuverlässig entfernt
wird.
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Die
Aufgabe wird durch einen Werkzeugkopf mit den Merkmalen gemäß Anspruch
1 gelöst.
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Die
Erfindung wird durch die Merkmale der Unteransprüche bzw. durch seine Verwendung
bei einer Maschine zur Holzbearbeitung weitergebildet.
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Weitere
Eigenschaften und Vorteile gehen deutlicher aus der detaillierten
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform eines Werkzeugkopfes
für Maschinen
zur Holzbearbeitung nach der vorliegenden Erfindung hervor. Diese
Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung,
wobei
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Maschine zur Holzbearbeitung mit geneigter
Arbeitsfläche
ist, die einen Werkzeugkopf nach der vorliegenden Erfindung verwendet;
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2 eine
vergrösserte
Ansicht des Werkzeugkopfes aus 1 zeigt;
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3 in
schematischer Ansicht einen Längsschnitt
des Werkzeugkopfes aus 2 zeigt.
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Unter
Bezugnahme auf die Figuren ist mit 1 insgesamt eine Maschine
zur Holzbearbeitung bezeichnet, die mit einem Werkzeugkopf 2 nach
der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist.
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Die
Maschine 1 enthält
einen Standsockel 3, auf welchem eine Arbeitsfläche 4 zum
Auflegen einer zu bearbeitenden Platte P montiert ist.
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Vorteilhafterweise
ist die Arbeitsfläche 4 im Verhältnis zu
der Horizontalen um einen Winkel zwischen 50° und 90° geneigt.
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Die
Arbeitsfläche 4 enthält eine
Anzahl von Spalten 4f, die gleichmässig entlang der Arbeitsfläche 4 selbst
verteilt sind, und entlang welchen Bohrungen 5 eingearbeitet
sind, die mit entsprechenden bekannten und daher nicht gezeigten
Mitteln in Verbindung stehen, um einen Unterdruck zu erzeugen, der
in der Lage ist, die Platte P während
der Bearbeitung auf der Arbeitsfläche 4 zu halten. Zu
diesem Zweck werden Elemente 4b verwendet (von bekannter
Art und daher nicht detailliert beschrieben), die einen umlaufenden,
als Saugnapf ausgebildeten Rand aufweisen, und auf welche die zu
bearbeitende Platte P aufgelegt wird.
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In
den Bereichen, in denen die Platte P nicht vorhanden ist, bleiben
die Bohrungen 5 durch entsprechende Schrauben 5a verschlossen,
wie in 2 gezeigt ist.
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Oberhalb
der Arbeitsfläche 4 ist
der Werkzeugkopf 2 entlang von zwei zueinander senkrecht verlaufenden
Richtungen bewegbar.
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Bei
der bevorzugten und gezeigten Ausführungsform enthält die Maschine 1 eine
Führung 6,
die parallel zur unten liegenden Seite der Arbeitsfläche 4 angeordnet
ist und eine erste Verschieberichtung X definiert. An der Führung 6 ist
ein Schlitten 7 gleitbar montiert, welcher einen Arm 8 trägt, der
sich über
die Arbeitsfläche 4 erstreckt.
Der Arm 8 ist aus zwei Abschnitten 8a, 8b zusammengesetzt,
die im Verhältnis zueinander
verschiebbar sind, und zwar entlang einer zweiten Verschieberichtung
Y, senkrecht zu der ersten und parallel zu der Arbeitsfläche 4.
Der Arm 8 trägt
den Werkzeugkopf 2, welcher einen rohrförmigen Abdeckkörper 9 mit
einer senkrecht zu der Arbeitsfläche 4 verlaufenden
Längsachse
Z aufweist. Der rohrförmige
Abdeckkörper 9 ist
folglich über
die Arbeitsfläche 4 bewegbar,
und zwar entlang von zwei zueinander senkrechten Richtungen X, Y.
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Im
Inneren des rohrförmigen
Abdeckkörpers 9 ist
ein Arbeitswerkzeug 10 montiert (3), das aus
dem der Arbeitsfläche 4 zugewandten
Ende 9a des rohrförmigen
Abdeckkörpers 9 herausragt,
so dass es an der auf der Arbeitsfläche 4 selbst gehaltenen
Platte P arbeiten kann.
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Der
Werkzeugkopf 2 ist ausserdem in Annäherung auf die Arbeitsfläche 4 zu
und von dieser weg entlang einer durch die Längsachse Z beschriebenen Richtung
bewegbar, um das Arbeitswerkzeug 10 zwischen einer Arbeitsposition
und einer Ruhe- und Transferposition zu verschieben.
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Gemäß 3 wird
das Werkzeug 10 mit Hilfe von bekannten und nicht beschriebenen
Klemmsystemen durch ein Halteelement 11 (oder eine Elektrospindel)
getragen, das axial im Inneren des rohrförmigen Körpers 9 montiert ist.
Das Halteelement 11 hat einen Abstand von der Innenwand 13 des
rohrförmigen
Abdeckkörpers 9,
um einen Durchlassabschnitt 12 für einen Strom von Ansaugluft
A zu bilden.
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Insbesondere
weist das Halteelement 11 eine schlanke Form auf und ist
an der Innenwand 13 des rohrförmigen Abdeckkörpers 9 mit
Hilfe von Verlängerungselementen 14 befestigt,
die sich zwischen dem schlanken Körper des Halteelements 11 und
der Innenwand 13 erstrecken.
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An
dem der Arbeitsfläche 4 zugewandten Ende 9a des
rohrförmigen
Abdeckkörpers 9 ist
ein Kranz aus flexiblen Elementen 15 angeordnet, welcher
während
der Arbeit des Werkzeuges 10 an der Platte P mit der Platte
P selbst im Kontakt bleibt, um das Austreten von von dem Werkzeug 10 abgetragenen
Abfallmaterials einzugrenzen. Tatsächlich werden während der
Bearbeitung durch die Rotation des Werkzeuges 10, zum Beispiel
einer Fräse,
die von der Platte P abgetragenen Holzpartikel radial von dem Werkzeugkopf 2 weg
herausgeschleudert.
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Der
Kranz aus flexiblen Elementen 15 und der Strom der Ansaugluft
A bilden eine Art Unterdruckkammer, die dazu dient, das Wegschleudern grösserer Partikel
zu verhindern.
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Wie
in 1 gezeigt ist, sind an einem unten liegenden Abschnitt 16 der
Arbeitsfläche 4 ausserdem
Absaugmittel 17 aktiv, welche das während der Bearbeitung der Platte
P abgetragene Abfallmaterial S entfernen, das nach dem Austreten
aus dem Werkzeugkopf 2 durch Schwerkraft nach unten fällt.
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Bei
der in 1 gezeigten Ausführungsform weisen die Absaugmittel 17 eine Öffnung 18 auf,
die sich parallel zu der Führung 6 erstreckt
und an eine hier nicht gezeigte und in den Sockel 3 der
Maschine 1 eingesetzte Absaugvorrichtung angeschlossen
ist.
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Gemäß der Erfindung
enthält
der Werkzeugkopf 2 ausserdem eine Blasvorrichtung 19,
die in der Nähe
des Kranzes aus flexiblen Elementen 15 wirkt, so dass eine
aus einem Luftstrom F bestehende Barriere gebildet wird, wie in 3 deutlich
erkennbar, welche das Austreten von Partikeln aus Abfallmaterial
durch den Kranz aus flexiblen Elementen 15 hindurch verhindert.
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Nach
einer Ausführungsform
weist die Blasvorrichtung 19 eine Anzahl von Blaselementen 20 auf,
die um den rohrförmigen
Abdeckkörper 9 angeordnet
sind. Die Blaselemente 20 sind an ein rohrförmiges Element 21 angeschlossen,
das wenigstens zum Teil um den rohrförmigen Abdeckkörper 9 angeordnet
ist, das die Blaselemente 20 hält und Druckluft an diese leitet,
und zwar mit Hilfe einer in 3 schematisch
dargestellten Druckluftquelle 22, die in Strömungsverbindung
mit dem rohrförmigen
Element 21 steht.
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Vorzugsweise
sind die Blaselemente 20 an einem oben liegenden Abschnitt
des rohrförmigen Abdeckkörpers 9 montiert,
um durch den Kranz aus flexiblen Elementen 15 ausgetretenes
Abfallmaterial in Richtung der Absaugmittel 17 zu leiten,
die an dem unten liegenden Abschnitt der Maschine 1 wirken (oder
um es in das Innere des Kranzes aus flexiblen Elementen 15 zurückzuleiten).
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In
dem Ausführungsbeispiel
können
die Blaselemente 20 um den rohrförmigen Abdeckkörper 9 nach
einem Kreisbogen zwischen 35° und
50° angeordnet
sein.
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Gemäß dem gezeigten
Ausführungsbeispiel weist
der Werkzeugkopf 2 vorzugsweise, jedoch nicht darauf eingeschränkt, drei
Blaselemente 20a, 20b, 20c auf, die winkelmässig beabstandet
sind.
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Dies
kann bei Benutzung von Fräs-
oder Bohrwerkzeugen angewandt werden, wo das eventuelle Abfallmaterial
in dem von den Blaselementen 20a, 20b und 20c überwachten
Bereich austreten kann.
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Die
geometrische Anordnung der Blaselemente kann je nach dem verwendeten
Werkzeugtyp und nach der von dem Werkzeugkopf 2 ausgeführten Bewegungsart
verändert
werden.
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Im
Einzelnen enthält
jedes der Blaselemente 20 einen Hohlkörper 23, der einen
Befestigungsabschnitt 24 von im wesentlichen quadratischem
Querschnitt aufweist, der an das rohrförmige Element 21 angeschlossen
ist, sowie eine Blasdüse 25,
die abgeflachter ausgebildet und der Arbeitsfläche 4 zugewandt ist.
Die Blasdüse 25 verläuft im wesentlichen tangential
zu einem zu der Längsachse
Z des rohrförmigen
Abdeckkörpers 9 konzentrischen
Umfang, um den austretenden Luftstrom auf den Kontaktbereich zwischen
dem Kranz aus flexiblen Elementen 15 und der sich in Bearbeitung
befindlichen Platte P zu richten.
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Die
Blasdüse 25 kann
einen kontinuierlichen Schlitz aufweisen oder eine Anzahl von zueinander ausgerichteten
Löchern.
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Alternativ
kann nach einer nicht gezeigten Ausführungsform die Blasvorrichtung 19 aus
einem einzigen ringförmigen
oder kreisbogenförmigen
Element gebildet sein, das dicht an dem Kranz aus flexiblen Elementen 15 um
den rohrförmigen
Körper 9 angeordnet
und mit einer direkt in das ringförmige Element eingearbeiteten
und auf die Arbeitsfläche 4 der
Maschine 1 gerichteten Öffnung
versehen ist.
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Auch
in diesem Falle sorgt eine Druckluftquelle in Strömungsverbindung
mit der Öffnung
des ringförmigen
Elementes für
die Zufuhr eines unter Druck stehenden Luftstromes F.
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Während der
Bearbeitung einer Platte P, zum Beispiel die Ausführung von
Bohrungen, hebt die Werkzeugspitze Material ab und schleudert einen
Teil gegen den Kranz aus flexiblen Elementen 15. Der feinere
Staub, der zum Durchdringen neigt, wird durch die Luftströme F, die
durch die Blasvorrichtung 19 erzeugt werden, in das Innere
des Werkzeugkopfes 2 zurück geblasen und anschliessend
durch den Absaugstrom A im Inneren des Werkzeugkopfes 2 eingefangen.
Die grösseren,
von dem Luftstrom F zurück
geblasenen, jedoch nicht von dem Absaugstrom A eingefangenen Partikel
fallen nach unten in Richtung der Absaugmittel 17.
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Die
vorliegende Erfindung löst
die bei dem bekannten Stand der Technik festgestellten Probleme
und erreicht die gewünschten
Zwecke.
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Insbesondere
verhindert der Werkzeugkopf 2 nach der vorliegenden Erfindung
wirksam das Verstreuen des von den Platten P abgetragenen hölzernen
Materials in der Umwelt, wobei bestmögliche Arbeitsbedingungen für die Bediener
gesichert werden und es vermieden wird, dass die bereits bearbeiteten Platten
mit Staub bedeckt werden.