-
Universalsteinfräs- und -schneidmaschine Die Erfindung bezieht sich
auf eine Universalsteinfräs- und -schneidmaschine zur Bearbeitung von Kunststein-
und Natursteinprodukten, deren Werkzeuge auf einem oder mehreren Werkzeugträgern
angebracht sind, welche relativ zu dem auf einem Tisch aufgespannten Werkstück beweglich
sind. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Maschine zur Bearbeitung
von Treppenstufen, bei denen die Trittfläche und die Sichtfläche, aber auch die
Höhe, die Hinterkante und evtl. die Phase bearbeitet werden.
-
Bekannte Maschinen dieser Art führen den Arbeitsvorgang an derartigen
Treppenstufen in der Weise durch, daß der Werkzeugträger mit dem Werkzeug mehrere
Male an der zu be+ itenden Fläche bzw.
-
die zu bearbeitende Fläche mehrmals an demIerkzeug hin- und herverfahren
wird,
daß gleichzeitig ein zweites Werkzeug unabhängig vom ersten Werkzeug in der gleichen
Weise durch mehrmalige Hin-und Herbewegung die zweite FlAche bearbeitet, und daß
gleichzeitig damit in einem dritten Arbeitsgang mit einem weiteren unabhängigen
Werkzeug eine dritte Fläche bearbeitet wird, usw.; damit ist für jede zu bearbeitende
Fläche ein unabhängiges Werkzeug erforderlich, und die einzelnen Werkzeuge sind
unabhängig voneinander auf die entsprechende, ihnen zugeordnete Arbeitsfläche einstellbar.
Der Vorgang zur Bearbeitung von Steinprodukten in der vorbeschriebenen, bekannten
Weise ist zeitaufwendig, ermöglicht werner keinen automatischen Ablauf in der Bearbeitung
und gestattet nur die Ausnutzung des Hin- oder Rücklaufes des Werkzeugträgers für
- sum ehr die Bearbeitung, wenn die Werkzeuge nach jeder Richtung/erneut eingestellt
und angepasst werden.
-
Andererseits sind Steinbearbeitungsmaschinen bekannt, bei denen mit
einem einzigen Werkzeugträger gearbeitet wird, wobei das Werkstück nacheinander
in die erforderlichen Stellungen zur Bearbeitunc von in verschiedenen Ebenen liegender
Flächen gebracht wird. Eine derartige, sich während eines Arbeitsvorganges ändernde
Einstellung des Werkstückes ist jedoch kompliziert und aufwendig und somit für die
Praxis kaum geeignet.
-
Ziel der Erfindung ist es, eine universell einsetzbare Steinfräs-
und -schneidmaschine zu schaffen, mit deren Hilfe es möglich ist, sowohl Treppenstufen
in L-Form außen und innen als auch Trittplatten, Fensterbänke, Keilstufen usw. rationell
zu bearbeiten, derart, daß bei einem einzigen Vor- und Rücklauf des Werkstückes
relativ zum Werkzeug (oder umgekehrt bei einer entsprechenden Bewegung des Werkzeuges
relativ zum feststehenden Werkstück) das Werkstück mit einer möglichst geringen
Anzahl von Werkzeugen fertig bearbeitet werden kann, wobei der gesamte Arbeitsablauf
automatisch durchgeführt wird.
-
Gemäß der Erfindung tiE dieæ dadurch erreicht, daß bei der Hinbewegung
des
Werkstückes das Werkzeug in herkömmlicher Weise eine Fläche (z.B. die Trittfläche)
der Treppenstufe fertig bearbeitet, daß das Werkzeug im Anschluß an diesen ersten
Bearbeitungsvorgang, gegebenenfalls bei gleichzeitiger Seiten-und Höhenverstellung
des Werkzeuges um den Winkel verschwenkt wird, um den die weitere zu bearbeitende
Fläche (z.B. die Sichtfläche) der Treppenstufe gegenüber der ersten Fläche versetzt
ist, und daß bei der Rückbewegung des Werkstückes das Werkzeug mit der weiteren
Fläche in Eingriff gebracht wird.Anstelle eines Werkzeuges können dabei mehrere
Werkzeuge vorgesehen sein, die entweder eine starre Zuordnung zueinander aufweisen
oder aber die unabhängig voneinander einstellbar sind.
-
Das erfindungsgemäße Arbeitsverfahren wird zweckmäßigerweise mit einer
Maschine durchgeführt, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Werkzeug bzw. die
Werkzeuge um einen frei wählbaren und fest einstellbaren Winkel verschwenkbar und
gleichzeitig seiten-und höhenverstellbar angeordnet sind, und daß das Werkzeug bzw.
-
die Werkzeuge auf verschiedene Ebenen des Werkstückes einstellbar
sind, derart, daß die Anzahl der Werkzeuge kleiner gehalten werden kann als die
Anzahl der zu bearbeitenden Flächen.
-
Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Maschine mehrere Werkzeuge
mit getrennten Antrieben auf, die an dem Hauptwerkzeug um einen gemeinsamen Punkt
schwenkbar angeordnet und relativ gegenüber dem Hauptwerkzeug seitlich und in der
Höhe verschiebbar angeordnet sind.
-
Der Werkzeugträger der Maschine, der die einzelnen Werkzeuge auf nimmt,
ist in einer horizontalen Ebene senkrecht zur Ebene der Bewegung des Werkstückes
und in der Vertikalen verschiebbar und unabhängig davon verschwenkbar,damit die
Werkzeuge auf versciedene Werkstücktypen einstellbar sind.
-
Vorzugsweise ist das Werkstück relativ zuK Werkzeug beweglich ausgebildet
und wird unter dem Werkzeug in der erforderlichen
Länge verschoben,
Dabei ist das Werkstück mit einer an sich bekannten Dreipunktauflage auf dem Werkstückträger,
der in Bearbeitungsrichtung verschiebbar ist, angeordnet. Diese Dreipunktauflage
bewirkt, daß das Werkstück selbsttätig die erforderliche Arbeitsstellung einnimmt
und relativ zum Werkzeug nicht eingestellt werden muß. Das Werkstück behält seine
Lage während des gesamten Bearbeitungsvorganges, d.h. während einer Hinbewegung
und einer Rückbewegung bei.
-
Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Universal- Steinfräs-
und -schneidmaschine besteht vorzugsweise darin, daß mit einem Minimum an Werkzeugen
ein Maximum an verschiedenen Flächen des Werkstückes bearbeitet werden kann, und
daß die Bearbeitung auf besonders einfache Weise vorgenommen werden kann, weil eine
Bedienungsperson zur Betätigung der Höhen- und Seitenverstellung sowie der Verschwenkung
des Werkzeugträg#rs durch einfache Hebel-bzw. Knopfbetätigung ausreicht. Ferner
gestattet die Maschine eine sehr vielseitige Anwendung, weil durch die Verschwenkung
der Werkzeuge um einen beliebigen und jeweils Sei wählbaren Winkel und/oder durch
die Horizontal- und Vertikalbewegung der Vielfalt der Bearbeitungsmöglichkeiten
kaum Grenzen gesetzt sind.
-
Grundsätzlich reicht ein einziges Werkzeug zur Bearbeitung von Trittfläche
und Sichtfläche einer Treppenstufe während eines Arbeitsvorganges aus, weil bei
der erfindungsgemäßen Maschine z.B. die Trittfläche im Vorlauf bearbeitet, dann
das Werkzeug in die Ebene der Sichtfläche eingestellt und anschließend diese Sichtfläche
beim Rücklauf bearbeitet wird.
-
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung
ergibt sich daraus, daß ein vollautomatischer Ablauf des Bearbeitungsvorganges erzielt
werden kann, wenn die Höhen-und Seitenverstellung des Werkzeugträgers und seine
Verschwenkung nach dem Vorlauf und vor dem Rücklauf sowie Vor- und Rücklauf
des
Werkstückträgers durch eine Programmsteuerung vorgenommen werden. Ebenso kann das
Auflegen des zu bearbeitenden Werkstückes und das Abnehmen des fertig bearbeiteten
Werkstückes durch Programm gesteuert werden, da die Dreipunktauflage eine Einstellung
des Werkstückes auf dem Werkstückträger relativ zum Werkzeug nicht erforderlich
macht, sondern das Werkstück beim Auflegen zwangsweise und automatisch die richtige
Lage einnimmt.
-
Die Werkzeuge werden bei ihrer Einstellung auf das Werkstück gegen
Endanschläge verfahren, welche einstellbar sind, um das Werkzeug jeweils in die
für die Bearbeitung der Flächen erforderliche Lage zu bringen. Werden für diese
Einstellvorgänge der Werkzeuge hydraulische Mittel verwendet, so ergibt sich der
weitere Vorteil, daß in den Endlagen der Hydraulikdruck voll ansteht und die Werkzeuge
dabei verspannt sind. Auf diese Weise lassen sich im Betrieb auftretende Erschütterungen
aufnehmen und können nicht auf auf das Werkzeug übertragen werden. Die Einstellbewegung
der Werkzeuge kann jedoch auch mechanisch, elektrisch oder in sonstiger Weise erfolgen,
ohne daß vom Wesen der Erfindung abgewichen wird.
-
Dadurch, daß zur vollständigen Bearbeitung einer Treppenstufe lediglich
ein Vor- und ein Rücklauf erforderlich ist, somit der gesamte Bewegungsablauf des
Werkstückträgers relativ zu den Werkzeugen vollkommen ausgenutzt wird, ergibt sich
eine minimale Totzeit für die Maschine, während der die Bearbeitungswerkzeuge nicht
in Eingriff mit dem Werkstück stehen; außerdem wird dadurch erreicht, daß das Werkstück
in Bezug auf die Bearbeitungsmaschine vor Beginn des Arbeitsvorganges an der gleichen
Stelle steht wie nach Beendigung des Arbeitsvorganges, so daß dadurch eine automatische
Zuführung der Wrrk sttlcke an die Bearbeitungsmaschine und eine Entfernung der Werkstücke
bei Verwendung nur einer Maschine ganz entscheidend vereinfacht wird.
-
Inäbesondere wird im Falle vorliegender Erfindung mit Diamantwerkzeugen
gearbeitet, da die herkömmlichen Karborunduwwerkzeuge
die Fertigbearbeitung
eines Werk stückes in einem Durchgang nicht bzw. nicht zufriedenstellend ermöglichen.
Die Verwendung von Diamantwerkzeugen, wie beispielsweise Diamantschleifscheiben
und dgl., ist jedoch nicht Gegenstand der vorliegende# Erfindung.
-
Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand
von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine schematische Ansicht
der erfindungsgemäßen Maschine mit Werkzeug und Werkstück in einer vorgegebenen
Zuordnung, Figur 2 Werkstück und Werkzeug in einer gegenüber der Darstellung nach
Figur 1 um 900 gedrehten Zuordnung, Figur 3 eine schematische Ansicht des Werkstückes
mit mehreren, verschiedene Flächen des Werkstückes bearbeitenden Werkzeugen Figur
4 die Anordnung nach Figur 3, wobei die Werkzeuge um 900 gegenüber der Stellung
nach Figur 3 gedreht sind, Figur 5 eine Betriebsstellung einer Anordnung aus zwei
Werkzeugen, und Figur 6 eine weitere Betriebsstellung der Anordnung nach Fig. 5.
-
Die erfindungsgemäße Maschine weist Fundamente 1 und 2 sowie einen
beide Fundamente miteinander verbindenden Querträger 3 auf, die insgesamt den Rahmen
der Maschine bilden. Am Querträger 3 ist ein horizontal beweglicher Teil 4 befestigte
der in einer Führung 5 zwi#chen einstellbaren Endanschlägen 6 und 7
geführt
ist. Die Bewegung des Teiles 4 erfolgt über einen Arbeitszylinder 8, der ein Hydraulikzylinder,
ein Elektromotor oder dgl. sein kann. Am horizontal beweglichen Teil 4 ist ein vertikal
beweglicher Teil 9 befestigt. der einen zwischen einstellbaren Endanschlägen 10
und 11 beweglichen und fest mit dem Teil 9 verbundenen Anschlagbock 12 auf nimmt.
Die Verschiebung des vertikal beweglichen Teiles kann ebenfalls auf hydraulischem,
elektrischem oder ähnlichem Wege vorgenommen werden.
-
Am unteren Ende des vertikal beweglichen Teiles 9 ist an einem Schwenkpunkt
13 ein Antriebsmotor 14 drehbar befestigt. Die Verdrehung erfolgt über einen Arbeitszylinder
15 zwi-schen zwei festen Anschlägen 1G, 17, die mit einstellbaren Anschlägen 18,
19 zusammenwirken; diese Anschläge 18, 19 sind auf einer mit dem Antriebsmotor 14
verbundenen Schwenkplatte 20 befestigt. Der Motor 14 weist eine Abgabewelle 21 auf,
an der das WerkzeuU befestigt ist. Dieses Werkzeug, das als Schleifscheibe, Fräser
oder dgl. ausgebildet ist, besitzt vorzugsweise eine Diamantbesetzung 23 und kommt
mit der zu bearbeitenden Fläche des Werkstückes 24 in Eingriff.
-
Das Werkstück 24 ist in einer Aufspannvorrichtung 25 befestigt.
-
Um diese Auflage einfach und zweckmäßig zu gestalten, wird eine Dreipunktauflage
26 gewählt. die gewährleistet, daß das Werkstück stets seine richtige Lage einnimmt.
Die Auf spannvorrichtung 25 ist auf einem beweglichen Tisch 27 befestigt, der relativ
zum Werkzeug in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene verschiebbar ist Das Werkstück
24 ist im Falle der in den Fiwre n 1 - 4 gezeigten Ausführungsforin eine Winkel
stufe. Während in Figur 1 die Trittfläche dieser Stufe bearbeitet wird, ist in der
Stellung nach Figur 2 das Werkzeug um 900 in eine Stellung verschwenkt, in der die
SicltflEche der Treppenstufe bearbeitet wird. Der Arbeitsvorgang verläuft dabei
in der Weise, daß das Werkzeug 24 beispielsweise während der Bewegung in die Zeichenebene
hinein die Trittfläche und während der Bewegung aus der
Zeichenebene
heraus die Sichtfläche in einem Arbeitsgang vollständig bearbeitet, so daß eine
einzige Hin- und Herbewegung für die fertige Bearbeitung des Werkstückes genügt
und mit einem einzigen Werkzeug zwei verschiedene Flächen bearbeitet werden können.
-
In Figur 3 ist eine Werkzeuganordnung mit drei Werkzeugen in Verbindung
mit dem Werkstück dargestellt. An dem Werkzeugträger 12 ist über eine um den Punkt
L3 schwenkbare Schwenkplatte 28 ein weiterer Antriebsmotor 29 angeordnet, der in
einem Drehpunkt 30 auf der Schwenkplatte 28 schwenkbar und horizontal sowie vertikal
verschiebbar ist. Der Motor 29 besitzt eine Abgabewelle 31, die das Werkzeug 32
trägt, das die Hinterkante der Treppenstufe bearbeitet. Ferner ist auf der Schwenkplatte
28 ein weiterer Antriebsmotor 33 um den Punkt 34 schwenkbar angebracht. Die Antriebsenergie
wird vom Motor 33 über die Welle 35 auf das Werkzeug 36 übertragen. Dieses Werkzeug
bearbeitet die Phase an der Treppenstufe. Während Figur 3 die Arbeitsstellung der
Werkzeuge zum Werkstück bei der Bewegung der Anordnung in einer Richtung z.B. in
die Zeichenebene hinein zeigt, ist in Figur 4 die Stellung der Werkzeuge bei der
Bewegung in der entgegengesetzten Richtung dargestellt, bei der die Anordnung um
90° geschwenkt und horizontal sowie vertikal verschoben worden ist. Hierbei bearbeitet
das Werkzeug 22 die Sichtfläche der Treppenstufe, während das Werkzeug 32 außer
Eingriff mit dem Werkstück steht und das Werkzeug 36 die Höhe der Treppenstufe bearbeitet.
Mit drei Werkzeugen werden somit im Falle vorliegender Erfindung bei einem einzigen
Hin- und Hergang des W rkstückes fünf Flächen fertigbearbeitet, ohne daß das Werkstück
in seiner Lage zur Auf spannvorrichtung verändert werden muß.
-
In den Figuren 5 und o sind weitere Anwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen
Maschim dargestellt. In Figur 5 ist schematisch gezeigt, + t dem Werkzeug 24, das
vom Motor 14 angetrieben
wird, eine große Steinfläche 37, z.B.
eine Fensterbank, plangeschliffen wird; bei diesem Arbeitsvorgang steht das zweite
Werkzeug 36 nicht in Eingriff mit dem Werkstück, das direkt auf dem Tisch 27 aufgespannt
sein kann. Im Bedarfsfall kann aber das zweite Werkzeug 36 im gleichen Arbeitsgang
zur Bearbeitung einer weiteren Fläche des Werkstückes verwendet werden, da das Werkzeug
33 unabhängig von dem Werkzeug 22 sowohl verschwenkbar als auch ilöhen- und seitenverstellbar
ist.
-
Figur 6 zeigt schematisch einen anderen Arbeitsvorgang, bei dem das
Werkzeug 22 außer Eingriff mit dem Werkstück 37 steht, das Werkzeug 36 jedoch das
Werkstück 37 durchtrennt. Bei entsprechender Einstellung und Ausgestaltung des Werkstückes
können aber auch die Werkzeuge~~22 und 36 gleichzeitig mit dem Werkstück 37 in Eingriff
kommen, oder aber das Werkzeug 22 bearbeitet bei Bewegung des Werkstückes in einer
Richtung eine Fläche und das Werkzeug 33 bei Bewegung des Werkstückes 3 in der entgegengesetzten
Richtung eine andere Fläche. Die Werkzeuge 22 und 3G sind wie in den vorausgehenden
Darstellungen in beliebiger Weise in starrer Zuordnung zueinander sowie relativ
zueinander verschwenkbar und höhen- sowie seitenverstellbar.