DE1248275B - Einrichtung zum masshaltigen Bearbeiten eines langgestreckten Werkstueckes, insbesondere aus Holz - Google Patents

Description

DEUTSCHES PATENTAMT

DeutscheKI.: 38k-5

AUSLEGESCHRIFT

Nummer: 1 248 275

Aktenzeichen: V 258751 c/38 k

^ 248 275 Anmeldetag: 23.April 1964

Auslegetag: 24. August 1967

Es ist allgemein üblich, ein langgestrecktes Werkstück an zwei voneinander entfernten Stellen, wie nachstehend beschrieben, zu bearbeiten.

Mit Hilfe einer Reißnadel wird erst eine erste zu bearbeitende Stelle, z. B. ein erstes Bohrloch, angezeichnet, und dann wird eine zweite zu bearbeitende Stelle mit Hilfe desselben Mittels angezeichnet, wobei der Abstand zwischen den zwei erwähnten Stellen möglichst genau in Ubereinstimmung mit dem gewünschten Abstand bemessen wird. Danach wird das Werkstück in der Nähe der ersten zu bearbeitenden Stelle in einer Spannvorrichtung eingespannt, und dann wird mittels eines in bezug auf diese Spannvorrichtung eingestellten Werkzeuges, z. B. eines Bohrers, die erste Bearbeitung durchgeführt. Schließlich wird das Werkstück in der Nähe der zweiten zu bearbeitenden Stelle in derselben Spannvorrichtung eingespannt und mittels desselben Werkzeuges, das noch immer in derselben Stellung eingestellt ist, bearbeitet.

Das obenerwähnte Verfahren ist kostspielig, weil es viele Handlungen erfordert. Außerdem ist die Gefahr auf Maßfehler groß, weil während des Anzeichnens Fehler gemacht werden können und/oder während des Bearbeitens das Werkzeug irrtümlicherweise neben die angezeigte Stelle gehalten wird. Das obenerwähnte Verfahren ist daher nicht für die Serienbearbeitung langgestreckter Werkstücke geeignet.

Bei einer bekannten Einrichtung zum maßhaltigen Bearbeiten mehrerer langgestreckter Werkstücke ist jede der Spannvorrichtungen starr mit dem starren Rahmen der Einrichtung verbunden.

Mit dieser bekannten Einrichtung kann weder ein starres noch ein elastisches, noch ein plastisches Werkstück, wenn es einen Formfehler, z. B. eine Krümmung oder Verwindung aufweist, maßhaltig bearbeitet werden.

Das starre Werkstück wird sich nicht völlig mit seiner gewählten Anlegefläche gegen die Anlegefläche der Spannvorrichtung andrücken lassen. Demzufolge werden die Bearbeitungen mit Hilfe der in bezug auf die Anlegeflächen der Spannvorrichtungen eingestellten Werkzeugmaschinen nicht genau nach dem gewünschten Maß erfolgen.

Das elastische Werkstück wird zwar die von den Spannvorrichtungen bedingte, im allgemeinen richtige Stellung einnehmen, aber die von jeder Spannvorrichtung auf das Werkstück ausgeübte, für das Zurückbiegen desselben erforderliche Kraft ist von unbestimmten Formfehlern des in Betracht kommenden Werkstückes abhängig. Demzufolge ist auch die elastische Zusammendrückung des Werkstückes an Einrichtung zum maßhaltigen Bearbeiten eines
langgestreckten Werkstückes, insbesondere aus
Holz

Anmelder:

Gerardus Valentinus Vergeer,
Emmen (Niederlande)

Vertreter:

Dipl.-Ing. W. Paap, DipL-Ing. H. Mitscherlich
und Dipl.-Ing. K. Gunschmann, Patentanwälte,
München 22, Mariannenplatz 4

Als Erfinder benannt:
Gerardus Valentinus Vergeer,
Emmen (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 26. April 1963 (292 053)

den Stellen der Spannvorrichtungen unbestimmt. Ein auf einem eingestellten Abstand von der Anlegefläche des Werkstückes gebohrtes Loch wird nach dem Entfernen des Werkstückes aus den Spannvorrichtungen auf einem größeren Abstand von der Anlegefläche gefunden werden, weil das bis zu einem unbestimmten Wert zusammengedrückte Material, das zwischen den Anlegeflächen und dem Loch vorhanden ist, bis zu einem unbestimmten Wert zurückfedert.

Das plastische Werkstück wird sich zwar ebenfalls von den Spannvorrichtungen bis zur im allgemeinen richtigen Stellung drängen lassen. In diesem Fall werden die Backen der Spannvorrichtungen bis in das Material des Werkstückes dringen und auf diese Weise dauernde Aussparungen in dem Werkstück bewirken.

In Wirklichkeit verhalten sich. länggestreckte Werkstücke bezüglich der anzuwendenden Spannkraft bis zu einem gewissen Maß als starr, elastisch oder

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plastisch, so daß die Bearbeitung eines Werkstückes in der bekannten Einrichtung zu einer Kombination der obengenannten Maßfehler führt. Wenn ein derartiges Werkstück zusammen mit anderen Werkstücken zu einer Baueinheit zusammengesetzt wird, muß zum Entfernen der Unebenheiten der Maßfehler oder Aussparungen eine Nachbearbeitung, z. B. Reiben oder Grundieren, stattfinden. Außerhalb dieser kostspieligen Nachbearbeitung hat das bekannte Verfahren noch den Nachteil, daß die angewendete Einrichtung einen starren und kostspieligen Rahmen benötigt. Die bekannte Einrichtung ist schwer und erfordert daher eine schwere Fundierung und einen großen Raum.

Die Erfindung schafft eine Einrichtung, die ohne die obengenannten Nachteile ist und außerdem transportfähig ist und in einem kleinen Raum aufgestellt oder bewahrt werden kann.

Erfindungsgem'äß ist die Einrichtung zum maßhaltigen Bearbeiten eines langgestreckten, insbesondere aus Holz bestehenden Werkstückes, die wenigstens zwei von einem Rahmen unterstützte, miteinander verbundene Spannvorrichtungen und wenigstens zwei in bezug auf die Spannvorrichtungen einstellbare Werkzeugmaschinen umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtungen mittels eines Stabes, der sich den Formfehlern des Werkstückes anpassen kann, miteinander verbunden sind, daß die eine Werkzeugmaschine in bezug auf die eine Spannvorrichtung und die andere Werkzeugmaschine in bezug auf die andere Spannvorrichtung einstellbar ist und daß die Spannvorrichtungen derart stellungsveränderiich zueinander angeordnet sind, daß die gegenseitige Stellung dieser Spannvorrichtungen durch die von einem Werkstück darauf ausgeübten Kräfte bestimmt wird.

Die Spannvorrichtungen sind mittels des Stabes miteinander verbunden, damit einerseits der Abstand zwischen den beiden Spannvorrichtungen sich nicht ändern kann, während andererseits die übrigen Stellungsänderungen zwischen den Spannvorrichtungen möglich bleiben. Die Spannkräfte, die die Spannvorrichtungen auf das Werkstück ausüben, sollen nur so groß sein, daß das Werkstück festgehalten wird. Größere und Fehler einführende Spannkräfte brauchen bei der Bearbeitung mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung nicht auf das Werkstück ausgeübt zu werden, weil das Werkstück für die Bearbeitungen nicht zur Anpassung in eine andere Gestalt gebogen wird. Dagegen kann sich die Einrichtung dem Werkstück anpassen, während das Werkzeug auf dem erforderlichen Platz verbleibt und in der erforderlichen Richtung auf das Werkstück gerichtet ist.

Der genannte Stab eignet sich gut für die Anbringung einer Skala zum Einstellen des Abstandes zwischen zwei Spannvorrichtungen.

Nach einem anderen Vorschlag der Erfindung besitzt wenigstens eine Spannvorrichtung ein Universalgelenk und ist auf diese Weise über den Rahmen universalgelenkig mit der anderen Spannvorrichtung verbunden. In diesem Fall wird außer der Krümmung auch eine Verwindung des Werkstückes korrigiert. Die Belastung der Spannvorrichtungen, die versuchen, das Werkstück während des Einspannens zu verformen, ist am geringsten, wenn wenigstens eine Spannvorrichtung über ein mit Flüssigkeit oder Gas gefülltes Kissen auf dem Rahmen abgestützt ist.

Die Erfindung schafft auch eine Baueinheit, die

eine Spannvorrichtung und eine in bezug auf die Spannvorrichtung einstellbare Werkzeugmaschine umfaßt, welche Baueinheit zusammen mit einer anderen Baueinheit und einem Stab die beschriebene Einrichtung bildet, wobei die erstgenannte Baueinheit außer mit einer Spannvorrichtung zum Einspannen des Werkstückes noch mit einer durchgehenden, an beiden Seiten dieser Einheit offenen Kammer zur Aufnahme des Stabes und mit Mitteln zum Festhalten des Stabes in dieser Kammer versehen ist. Es ist nämlich ein wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung, daß sie von Zeit zu Zeit mit neuen, besser dem Betrieb angepaßten Baueinheiten ausgeführt werden kann.

Die Erfindung wird in nachstehender Beschreibung an Hand der Zeichnung erläutert, in dieser stellt dar

F i g. 1 das Prinzip der Vorrichtung nach der Erfindung, angewendet beim Bohren eines Balkens, der verwunden oder gekrümmt ist,

F i g. 2 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Einrichtung,

F i g. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III der F i g. 2.

In F i g. 1 ist mit 1 ein Balken angedeutet, der in stark übertriebenem Maße verwunden und gekrümmt ist und in den zu gleicher Zeit zwei Löcher mit Hilfe von zwei Bohrmaschinen 2 und 3, die nur mittels eines biegsamen und/oder verdrehungsfähigen Stabes 30 verbunden sind, gebohrt werden sollen. Die Bohrmaschinen sind völlig unabhängig voneinander, in alle Richtungen, mit Ausnahme in der Längsrichtung de$ Stabes, verstellbar und zugleich universalgelenkig von biegsamen Federn 31 und 32 abgestützt. Wenn der Auftrag z. B. in der genauen Bohrung der Löcher in einem Abstand A von und genau parallel zu der hinteren Seitenwand besteht, so wird dies auf die in F i g. 1 angedeutete Weise einwandfrei erfolgen können. Die verstellbaren Klemmbacken 4 und 5 brauchen nur mit einer normalen, verhältnismäßig geringen Kraft angeholt zu werden, um sicher zu stellen, daß die hintere Balkenfläche einwandfrei as die fest mit der Bohrmaschine verbundenen Klemmbacken 6 und 7 anliegt. Dies ist eine Folge davon, daß die Bohrmaschinen 2 und 3 sich an den Balken 1 festklemmen und diejenige Stellung einnehmen, die der Balken 1 durch die darauf ausgeübte äußere Belastung aufdrängt. Die Stellung der Werkzeugmaschine, in diesem Fall der Bohrer 8 oder 9, wird in bezug auf die fest mit der Maschine verbundene Klemmbacke 6 und 7 eingestelh. Es ist deutlich, daß die Eindrückung und somit auch die elastische Deformierung des Balkens bei der Einklemmung nach dem beschriebenen Verfahren minimal ist. Auf diese Weise wird das bearbeitete und aus den Klemmen entfernte Werkstück das Loch genau in einem Abstand A von der hinteren Seite aufweisen.

Die in F i g. 2 und 3 gezeichnete bevorzugte Aueführung einer erfindungsgemäßen Einrichtung besteht im wesentlichen aus einer Anzahl Werkzeugmaschinen 10, von denen zwei dargestellt sind. Diese Maschinen lagern je auf einer festen, verschiebbaren oder fahrbaren Abstützung 11 mit einem ringförmigen Kissen 12, das mit Gas oder Flüssigkeit gefüllt ist. Auf dem Kissen 12 liegt das Maschinengehäuse 13, das einen Zylinder 14 aufweist, in dem das Werkzeug 15 und die Antriebsmittel 16 führend untergebracht sind. Das Gehäuse 13 bildet das Bett der darauf mit Hilfe eines Handrades und einer Lcit-

Claims (7)

spindel verschiebbaren Spannvorrichtung 17. Diese Spannvorrichtung besteht aus der Klemmbacke 18 und der beweglichen, aus einem pneumatischen oder hydraulischen Zylinder bestehenden Klemmbacke 19, die bei Zuführung des Druckmediums an der rechten Seite des Kolbens 20 des Werkstückes 21 zwischen sich und der anderen Backe 18 festklemmt. In oder in der Nähe jeder Klemmbacke 18 ist ein Hohlraum vorgesehen, in dem sich ein und derselbe biegsame Stab 22 mit einer geringen Verdrehungs- und Biegesteifheit erstreckt. Die Maschinen 10 sind längs dieses Stabes 22 verschiebbar, und sie sind in einem bestimmten festen Abstand miteinander verbunden, wenn durch das Anholen der Knebel 23 eine Verschiebung längs des Stabes 22 verhindert wird. Die Einstellung des Abstandes zwischen zwei Maschinen 10 wird durch eine auf dem Stab 22 angebrachte Längenskalenteilung in Millimetern und/oder Inches erleichtert. Der Zylinder 14 umschließt einen Kolben 24, dessen Kolbenstange den Motor und ao gegebenenfalls andere Antriebsmittel enthält und zugleich die Werkzeuge, z.B. die drei gezeichneten Bohrer 15 trägt. Während der Zuführung des Druckmediums durch die Leitung 25 bewegt sich das Werkzeug in Riehtung des Werkstückes und in demselben, während die rückgehende Bewegung dadurch bewirkt wird, daß Druckmedium durch die Zuleitung 26 zu dem Zylinder 14 zugelassen wird. Inzwischen kann der elektrische Motor in der Kolbenstange die rotierende Bewegung und/oder andere Bewegungen antreiben, wenn dieser Motor längs der Drähte 27 z. B. in Form einer Feder gespeist wird. Die Anordnung der Antriebsmittel in dem Zylinder 14 führt zu einer derartig leichten Konstruktion, daß die Einrichtung leicht transportabel ist. Die Kräfte und Momente zum Bearbeiten sind alle innere Belastungen, die eine innere Reaktionskraft bzw. ein inneres Reaktionsmoment haben, so daß eine schwere Abstützung oder Fundierung nicht notwendig ist. Eine gute Führung des Werkzeuges wird dadurch erzielt, daß die Kolbenstange an den weit voneinander entfernten Stellen I? bei dem Wulst 28 und C bei dem Kolben 24 geführt wird. Der Wulst 28 befindet sich in der Nähe des Werkzeuges. Eine Gummimanschette 29 verhindert das Eindringen von Schmutz und Spänen in den Zylinder. Vorzugsweise sind die Räume in den Klemmbacken 19 an dieselbe Druckleitung angeschlossen, so daß das Werkstück ebenso wie die zu derselben Reihe gehörenden Werkstücke an allen Stellen mit demselben Druck eingespannt werden. Auf diese Weise kann bei der Einstellung des Maßes A die etwaige bei einem bestimmten Klemmdruck auftretende plastische und/oder elastische Deformierung berücksichtigt werden, was bei besonders engen Toleranzen und weichem Material, z. B. Holz, von Bedeutung sein kann. Bei der beschriebenen bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist der biegsame Stab 22 möglichst nahe am Werkstück angeordnet, damit der Abstand zwischen den neutralen Linien für Biegung des Werkstückes und des Stabes 22 so klein wie möglich ist. Obwohl die mit Gas oder Flüssigkeit gefüllten Kissen 12 den Vorzug verdienen, erstreckt sich die Erfindung auch auf die Anwendung von anderen biegsamen Elementen, wie Gummi- oder Spiralfedern. Selbstverständlich kann, falls dies erwünscht ist, die Bewegungsfreiheit der Werkzeugmaschinen 10 in bestimmten oder allen Richtungen begrenzt sein. Die Bohrmaschine mit drei Bohrern, wie in den Figuren angedeutet, ist nur als Illustration angegeben. Es versteht sich von selbst, daß an Stelle von Bohrern andere Werkzeugmaschinen oder Kombinationen derselben zur Ausführung von anderen Bearbeitungen, wie Bohren, Fräsen, Stanzen, Nieten, Leimen usw., in der Kolbenstange befestigt werden können. Patentansprüche:

1. Einrichtung zum maßhaltigen Bearbeiten eines langgestreckten, insbesondere aus Holz bestehenden Werkstückes, die wenigstens zwei von einem Rahmen unterstützte und miteinander verbundene Spannvorrichtungen und wenigstens zwei in bezug auf die Spannvorrichtungen einstellbare Werkzeugmaschinen umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtungen (4,5,17) mittels eines Stabes (30,22), der sich den Formfehlern des Werkstückes (1,21) anpassen kann, miteinander verbunden sind, daß die eine Werkzeugmaschine (2,15) in bezug auf die eine Spannvorrichtung (4, 17) und die andere Werkzeugmaschine (3,15) in bezug auf die andere Spannvorrichtung (5, 17) einstellbar ist und daß die Spannvorrichtungen (4, 5,17) derart stellungsveränderlich zueinander angeordnet sind, daß die gegenseitige Stellung dieser Spannvorrichtungen (4,5,17) durch die von dem Werkstück (1, 21) darauf ausgeübten Kräfte bestimmt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Spannvorrichtung (17) ein Universalgelenk (12) umfaßt und auf diese Weise über den Rahmen (11) universalgelenkig mit der anderen Spannvorrichtung (17) verbunden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (22) ein mit einer Skalenteilung versehenes Lineal ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Universalgelenk (12) aus mindestens einem mit Flüssigkeit oder Gas gefüllten Kissen gebildet ist.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Spannvorrichtung (17) mit einem hydraulischen oder pneumatischen Zylinder (14) verbunden ist und daß im Kolben (16) dieses Zylinders (14) ein Elektromotor angeordnet ist, der eine vom Kolben getragene Werkzeugmaschine (15) treibt.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbacken (18,19) von wenigstens zwei Spannvorrichtungen (17) hydraulisch oder pneumatisch mit demselben hydraulischen Druck andrückbar sind.

7. Baueinheit, die eine Spannvorrichtung und eine in bezug auf die Spannvorrichtung einstellbare Werkzeugmaschine umfaßt und die zusammen mit einer anderen Baueinheit und einem Stab eine Einrichtung nach Anspruch 1 bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die erstgenannte