-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von einem oder
mehreren Formkörpern nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 12.
-
Um
große,
insbesondere mit Kurvenverläufen
versehene Teile aus beispielsweise Holz herzustellen, etwa Seitenwangen
oder Handläufe
von Treppen, ist es bekannt, zunächst
eine Schablone aus Papier, Folie oder dergleichen anzufertigen oder zu
kaufen und diese auf einen Plattenkörper aus etwa Sperrholz aufzulegen,
zum Beispiel aufzukleben. Die Kontur der Schablone kann dann grob
mit einer Bandsäge
aus dem Sperrholzkörper
ausgesägt und
mit einem Schiffshobel nachgearbeitet werden. Der so erhaltene Sperrholzformkörper dient
dann als weitere Schablone für
den angestrebten Formkörper, zum
Beispiel eine Seitenwange einer Treppe aus Holz. Dafür wird die
Schablone an dem eigentlichen Holz-Halbzeug angeschraubt und dient
dort als Führung
für einen
Anlaufring einer Fräse.
-
Dieses
Verfahren ist wegen der vorangeschalteten Erstellung einer Sperrholzschablone
sehr aufwendig. Zudem muß für jede Formänderung
eine neue Schablone erstellt werden. Für die Festlegung der Schablone
an dem Halbzeug werden dort hinterher störende Schraublöcher angefertigt.
-
Es
ist weiterhin bekannt, mit einer CNC-gesteuerten Maschine, etwa
einer gesteuerten Oberfräse,
zu arbeiten und diese vorab mit einem entsprechenden Programm unmittelbar
die gewünschte Form
herausarbeiten zu lassen. Derartige Maschinen und Programme sind
jedoch außerordentlich
teuer. Ihre Anschaffung ist daher vielfach für kleinere Handwerksbetriebe,
wie etwa Tischlereien, nicht vertretbar.
-
Die
DE 37 06 683 A1 zeigt
die Möglichkeit, eine
Fräse über einen
Führungsring
an einem gebogenen Anschlag, der damit als Führungsschiene wirkt, entlangzubewegen.
Der Abstand von Fräse und
Anschlag ist nicht variabel. Es kann daher nur ein Bearbeitungsgang
mit dem montierten Anschlag vorgenommen werden, was einen erheblichen
Aufwand für
das Herstellen von insbesondere Treppenwangen mit beispielsweise
einer oben und unten gewellten Randkontur und von zugehörigen Geländerhandläufen bedeutet.
-
Der
Erfindung liegt das Problem zugrunde, die Herstellung großer Formteile,
insbesondere mit Kurvenkonturen, möglichst einfach und dennoch
kostengünstig
zu gestalten.
-
Die
Erfindung löst
dieses Problem durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12.
Hinsichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen wird auf die abhängigen Ansprüche 2 bis
11 und 13 bis 15 verwiesen.
-
Mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
können
beliebige Formkörper
aus einem zuzuschneidenden Material, auch große Teile wie Treppenteile,
etwa Geländer,
Seitenwangen oder Untergurte, einfach und ohne vorherige Anfertigung
einer Schablone hergestellt werden. Durch die Verformbarkeit der
Führungsschiene
ist dabei eine – zumindest
unter Einhaltung von Mindestbiegeradien – beliebige Formgestaltung
möglich,
so daß dieselbe
Führungsschiene
für viele
verschiedene Formen dienen kann.
-
Da
die Halterung mehrere, zueinander beabstandete Ansatzmöglichkeiten
für eine
Fräse oder ähnliches
Werkzeug umfaßt,
ist unproblematisch sichergestellt, daß alle damit hergestellten
Konturen, beispielsweise eine Seitenwange und ein Handlauf eines
Geländers,
exakt parallel zueinander aus dem Halbzeug herausgearbeitet werden – unabhängig von
der einmal gewählten
Biegung der Führungsschiene.
Mit der Erfindung ist es ermöglicht,
mehrere Bearbeitungsgänge
ohne Veränderung
der Lage des Anschlags gleichzeitig oder nacheinander auszuführen.
-
Wenn
die Führungsschiene
elastisch verformbar ist, kehrt sie nach Gebrauch im unbelasteten Zustand
stets in ihren Ausgangszustand, der geradlinig sein kann, zurück. Sie
ist damit auch für
eine vielfache Anwendung immer in gleicher Weise verwendbar. Hierfür kann die
Führungsschiene
aus einem Kunststoff, insbesondere einem Fiberglas-Kunststoff, bestehen.
Im ungespannten Zustand kann die Führungsschiene als geradlinige
Führung
verwendet werden.
-
Vorteilhaft
kann ein Werkzeug zumindest über
einen Teilbereich stufenlos mit unterschiedlichen Querabständen zur
Führungsschiene
auf der Halterung aufsetzbar und fixierbar sein, so daß dann etwa
die Dicke eines Handlaufs oder einer Seitenwange beliebig einstellbar
ist. Die exakte Parallelität ist
auch hier zwangsweise gewahrt.
-
Die
Verwendung einer Oberfräse
stellt sicher, daß auch
dicke Materialien bearbeitet werden können. Es reicht, mit der Oberfräse eine
jeweilige Nut als Kontur zu erstellen und erst anschließend durch
die Nuten geführt
die Trennung der Teile vorzunehmen, etwa durch eine Bandsäge.
-
Eine
leichtgängige
Längsführung und
einfach aufsetz- und abnehmbare Führung der Halterung läßt sich
etwa realisieren, wenn die Halterung in Arbeitsstellung gegenüber der
Führungsschiene
rollbar gelagert ist und diese eine rechteckige, insbesondere quadratische,
Umrißgestalt
ausbildet, die in Arbeitsstellung von Rollen der Halterung umgriffen
ist.
-
Wenn
die Führungsschiene über mehrere zueinander
beabstandete Haltelaschen an dem Halbzeug festlegbar ist, kann diese
auch unter recht großer
Spannung und mit relativ engen Radien festgelegt werden und erhöht somit
die Flexibilität
der möglichen
Formenauswahl. Dennoch bewahrt die gebogene Schiene eine hinreichende
Starrheit, um die Führung
der Halterung sicherzustellen.
-
Zur
Vermeidung von störenden
Löchern
im späteren
Formkörper
können
vorteilhaft die Haltelaschen an dem Halbzeug in Bereichen festlegbar
sein, die nach Bearbeitung Abfall ausbilden, oder in solchen Bereichen,
die nach Bearbeitung zur Aufnahme von zum Beispiel Stufen einer
Treppe dienen und daher dann ohnehin verdeckt sind.
-
Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus in der Zeichnung dargestellten
und nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen des Gegenstandes
der Erfindung.
-
In
der Zeichnung zeigt:
-
1 eine
nur schematische Draufsicht auf ein Halbzeug mit aufgesetzter Führungsschiene
und daran führbarer
Halterung für
ein oder mehrere Werkzeug(e),
-
2 eine ähnliche
Ansicht wie 1, jedoch etwas detaillierter
und mit einer einen Krümmungswechsel
aufweisenden Führungsschiene,
die über
Haltelaschen an dem Halbzeug festgelegt ist,
-
3 die
in 2 gezeigte Führungsschiene
in unverformter Draufsicht,
-
4 eine
perspektivische Ansicht eines Endbereichs der Führungsschiene mit einer vielfach gelochten
Haltelasche,
-
5 eine
schematische Draufsicht auf eine Halterung für ein Werkzeug mit vier zueinander
beabstandeten Aufnahmen für
dieses,
-
6 das
Teil nach 5 in stirnseitiger Ansicht,
-
7 eine ähnliche
Ansicht wie 4 nach Aufsetzen der Führungsschiene
auf ein zu bearbeitendes Halbzeug,
-
8 eine ähnliche
Ansicht wie 7 mit zusätzlich auf die Führungsschiene
aufgesetzter Halterung nach 5 und 6,
-
9 eine
stirnseitige Ansicht der Teile nach 8 mit zusätzlich auf
der Halterung aufgesetzter Oberfräse und drei durch diese parallel
zueinander gefräste
Nuten,
-
10 das
nach 9 bearbeitete Halbzeug in stirnseitiger Ansicht
bei anschließender Durchtrennung
der Nuten mittels einer Bandsäge,
-
11 einen
nach 10 abgetrennten Abschnitt in stirnseitiger Ansicht
bei anschließendem Bündigfräsen,
-
12 eine ähnliche
Ansicht wie 5 einer alternativen Halterung
mit einer stufenlos variablen Aufsetzmöglichkeit für ein Werkzeug.
-
Die
in 1 schematisch im Überblick dargestellte und insgesamt
mit 1 bezeichnete Vorrichtung umfaßt eine auf ein Halbzeug 2,
etwa ein Holzbrett oder eine Mehrschichtplatte, eine Küchenarbeitsplatte
oder dergleichen, aufsetzbare und daran festlegbare Führungsschiene 3 und
eine daran führbare
Halterung 4 für
ein Werkzeug 5, hier als Fräse ausgewählt.
-
In 1 sind
Fräsnuten 6, 7, 8, 9 angedeutet,
die einen später
entstehenden Handlauf 10, einen Untergurt 11 und
eine Seitenwange 12 jeweils randseitig begrenzen.
-
Die
Führungsschiene 3,
die auch mehrere Teilabschnitte umfassen und daraus zusammengesetzt
sein kann, ist hier aus einem elastisch biegbaren und dennoch stabilen
Kunststoffvollprofil gebildet, das einen Querschnitt mit einer rechteckigen, insbesondere
quadratischen, Umrißgestalt
aufweist. Sie kann beispielhaft aus PVAC oder aus Fiberglas bestehen
und bei einem quadratischen Querschnitt eine Kantenlänge von
typisch jeweils 2 bis 3 cm aufweisen. Die Länge kann mehrere Meter betragen.
Mit einem hinreichend stabilen Material sind Biegeradien von einigen
Grad bis zu über
10 Grad möglich.
Rückseitig
ist die Führungsschiene 3 mit
mehreren, zueinander beabstandeten Haltelaschen 13 versehen.
Bei einer Länge
der Führungsschiene 3 von 2,80
Metern sind typisch 10 bis 12 Haltelaschen vorgesehen, um auch in
den am stärksten
gebogenen Bereichen eine hinreichende Abstützung gewährleisten zu können.
-
Die
Haltelaschen 13 sind hier durch metallische Lochbleche
von vorteilhaft 10 bis 20 cm Länge gebildet
und umfassen jeweils eine Vielzahl von Bohrungen 14 von
typisch 3 bis 8 mm Durchmesser für eine
sichere Festlegung an dem Halbzeug. Zudem bietet die Vielzahl von
Lochungen 14 die Möglichkeit, Befestigungsmittel
für die
Halterung der Führungsschiene 3 an
dem Halbzeug 2 an unterschiedlichen Stellen plazieren zu
können,
insbesondere in einem Bereich 15, der nach der Fertigstellung
ohnehin Abfall ist. Löcher
von Schrauben oder Nägeln
sind dann unerheblich. Auch ist es möglich, die Befestigungsmittel
dort anzubringen, wo hinterher etwa an eine entstehende Seitenwange 12 Stufen
angesetzt werden, so daß dann
später
die Löcher
der Befestigungsmittel verdeckt sind. Alternativ können auch
die Haltelaschen 13 oder ähnliche Festlegungshilfen mit Schraubzwingen
und somit ohne das Einbringen von Löchern in das Halbzeug 2 befestigt
werden.
-
Die
Halterung 4 bildet eine Schablone für ein an der Führungsschiene 3 zu
führendes
Werkzeug 5 aus. Sie kann als Grundkörper eine Platte oder einen Rahmen
aus unterschiedlichen Materialien umfassen. Beispielhaft wird eine
Mehrschichtplatte mit einer Dicke von 12 mm verwendet. Sie kann
eine Länge 16 von
einigen 10 cm haben, hier beträgt
sie typisch 26 cm. Je länger
die Halterung 4 ist, desto weiter können die Fräsnuten 6, 7, 8, 9 auseinanderliegen.
Entsprechend kann die Höhe
der zu bildenden Teile 10, 11, 12 dann
zunehmen.
-
Die
Halterung 4 umfaßt
auf ihrer Unterseite 17 mehrere – hier vier, von denen jeweils
zwei hintereinander und zwei nebeneinander liegen – einzeln gelagerte
Führungsrollen 18,
die in auf die Führungsschiene 3 aufgesetzter
Arbeitsstellung diese von beiden Seiten eng umgreifen. In dieser
Stellung gibt es dann nur einen Freiheitsgrad der Bewegung für die Halterung 4,
nämlich
parallel zum Verlauf der Führungsschiene 3.
Zudem ist die Halterung 4 auf der Unterseite 17 noch
mit Gleitschuhen oder dergleichen Abstandhaltern 19 versehen,
die parallel zu den Achsen der Rollen 18 liegen. Sie haben
die gleiche Höhe
wie die Führungsschiene 3 und
stützen
somit die Halterung 4 in Arbeitsstellung parallel zur Oberfläche des
Halbzeugs 2. Dadurch verhindern sie ein Verkanten an der
Führungsschiene 3.
-
Die
Halterung 4 ist weiterhin mit mehreren Ansätzen 20, 21, 22, 23 versehen,
deren Anzahl je nach Bedarf ausgebildet sein kann und die hier nur als
Durchgangsbohrungen schematisch angedeutet sind. Die Ansätze 20, 21, 22, 23 kann
wahlweise das Werkzeug 5, hier eine Oberfräse, durchgreifen.
Dieses ist damit mit verschiedenen Querabständen d1, d2, d3, d4 zur Erstreckung
der in Arbeitsstellung übergriffenen
Führungsschiene
an der Halterung fixierbar. Zusätzliche
Elemente zur Fixierung des Werkzeugs 5 sind in unterschiedlichen
Ausbildungen möglich
und in der Zeichnung nicht dargestellt.
-
Alternativ
ist es auch möglich,
daß eine
Führungsschiene
verwendet wird, die mehrere parallel zueinander liegende Abschnitte
umfaßt
und die Halterung 4 auf diese somit mit unterschiedlichen
Querabständen
aufsetzbar ist. Dann kann auch ein einziger Ansatz für ein Werkzeug 5 an
der Halterung genügen
und dennoch die Möglichkeit
eröffnen,
mehrere parallele Fräsnuten 6, 7, 8, 9 herzustellen.
-
In 12 ist
eine alternative Halterung 4 dargestellt, die eine Gleitschiene 24 umfaßt, in der
eine metallische Schiebeplatte 25 stufenlos verschieblich und
in beliebiger Zwischenstellung arretierbar ist. Damit sind die voneinander
separierten Ansätze 20 bis 23 entbehrlich.
Das Werkzeug 5 kann in beliebigem Querabstand d1 bis d4
zur Führungsschiene 3 aufgesetzt
werden.
-
Zur
Herstellung der Formkörper,
hier beispielhaft des Handlaufs 10, des Untergurts 11 und der
Seitenwange 12 oder anderen auch frei geformten Teilen
einer Holztreppe, aus einem oder mehreren Halbzeugen) 2 wird
zunächst
auf das Halbzeug 2 die Führungsschiene 3 aufgesetzt
und dabei entsprechend dem gewünschten
Randverlauf des herauszuarbeitenden Formkörpers gebogen. Die Krümmung kann
dabei über
den Verlauf ein- oder mehrfach wechseln (2). Der
jeweilige Biegezustand wird über
die Haltelaschen 13 fixiert. Anschließend wird die Halterung 4 mit
dem zum Beispiel in den ersten Ansatz 20 eingesetzten Werkzeug 5 aufgesetzt (9).
Die Halterung 4 mit dem Werkzeug 5, hier einer
Oberfräse,
wird längs
der Führungsschiene 3 entlanggeführt zur
Herausarbeitung beispielsweise der ersten Nut 6 in dem
Halbzeug 2.
-
Anschließend wird
das Werkzeug 5 zum Beispiel in den zweiten Ansatz 21 eingesetzt
und damit der Querabstand zur Führungsschiene
von d1 auf d2 vergrößert. Damit
kann die Nut 7 parallel zur ersten Nut 6 gezogen
werden.
-
Über weiteres
Umsetzen der Fräsen
in die Ansätze 22, 23 können dann
die Nuten 8, 9 parallel zu den vorgenannten gefräst werden.
Die Reihenfolge des Umsetzens der Fräse 5 ist dabei beliebig.
Die Nuten 6, 7, 8, 9 können in
beliebiger Reihenfolge gefräst
werden und sind in jedem Fall parallel zueinander, da die Fräse 5 in
jeder Stellung mit lediglich unterschiedlichen Querabständen d1,
d2, d3, d4 parallel zur Führungsschiene 3 an
dieser entlanggeführt wird.
-
Die
Frästiefe
ist einstellbar. Ebenso können die
Nutenbreiten je nach Fräskopf
variieren. Hier werden Nuten 6, 7, 8, 9 mit
jeweiligen Breiten von 12 mm hergestellt. Je größer die Nutenbreite ist, desto
einfacher ist das nachfolgende Sägen.
Andererseits steigt mit der Nutenbreite der Verschnitt.
-
Durch
Fräsen
der Nuten 6 bis 9 werden unterschiedliche Konturen
für beispielsweise
ein Geländer 10,
eine Seitenwange 12 und einen Untergurt 11 einer
Treppe aus dem Halbzeug 2 parallel herausgearbeitet. Wenn
in der Halterung 4 mehrere Fräsen 5 gleichzeitig
halterbar sind – nicht
gezeichnet -, können
auch mehrere der Nuten 6, 7, 8, 9 gleichzeitig durch
ein einziges Entlangführen
der Halterung 4 an der Führungsschiene 3 gebildet
werden.
-
Die
Nuten 6, 7, 8, 9 dienen anschließend als Führungen
für ein
Sägen des
Halbzeugs durch eine Bandsäge
(10, in der der Durchtritt der Säge 26 durch
das Halbzeug in einer Nut 7 gezeigt ist). Dabei muß nicht
auf große
Genauigkeit geachtet werden. Der Durchtritt der Säge 26 kann über die
Breite der jeweiligen Nut 6, 7, 8, 9 variieren.
-
In 11 ist
das anschließende
Nachfräsen an
einer Tischfräse 27 dargestellt,
die mit einem Anlaufring 28 den Rand der ehemaligen Nut 6, 7, 8, 9 ertastet
und davor liegendes Material 29 bündig wegfräst. Die Teile 10, 11, 12 sind
damit mit exakt parallelen Rändern
zueinander vereinzelt und können
einer üblichen
Nachbearbeitung (Schleifen, Lackieren, ...) zugeführt werden.
-
Es
versteht sich, daß es
eine Vielzahl von Formen und Größen der
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
und/oder Vorrichtung herstellbaren Formkörper gibt und diese in der
Tischlerei in vielen Bereichen, etwa auch im Schiffbau und jeglichen
Innenausbaubereichen, gut eingesetzt werden kann.
-
- 1
- Vorrichtung
- 2
- Halbzeug
- 3
- Führungsschiene
- 4
- Halterung
- 5
- Werkzeug
- 6
- Fräsnut
- 7
- Fräsnut
- 8
- Fräsnut
- 9
- Fräsnut
- 10
- Handlauf
- 11
- Untergurt
- 12
- Seitenwange
- 13
- Haltelaschen
- 14
- Lochungen
- 15
- Abfallbereich
- 16
- Länge
- 17
- Unterseite
- 18
- Führungsrollen
- 19
- Abstandhalter
- 20
- Ansatz
- 21
- Ansatz
- 22
- Ansatz
- 23
- Ansatz
- 24
- Gleitschiene
- 25
- Schiebeplatte
- d1
- Querabstand
- d2
- Querabstand
- d3
- Querabstand
- d4
- Querabstand
- 26
- Säge
- 27
- Tischfräse
- 28
- Anlaufring
- 29
- überstehendes
Material