DE19941911A1 - Multifunktions-Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Teilen mit einem C-förmigen Querschnitt, insbesondere zur Bearbeitung von Türzargen oder ähnlichem - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Multifunktions-Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Werkstücken mit einem C-förmigen Querschnitt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Maschinenbett (Arbeitsfläche) (2) vorgesehen ist, das als Werkstückträger eine Reihe von Querschlitten (7) aufweist, die entlang von mit der Arbeitsfläche eine Einheit bildenden Führungsschienen (6) beweglich und arretierbar sind, wobei auf den Querschlitten Spannvorrichtungen vorgesehen sind, die eine Auflagefläche (8) für das Werkstück (5) sowie seitliche Vorrichtungen (9, 10) zur Aufnahme und zum Spannen der Seitenteile des Werkstücks aufweisen, wobei die seitlichen Aufnahme- und Spannvorrichtungen einen festen Anschlag (11, 16) und eine Spannvorrichtung (12, 17) aufweisen, die das Seitenteil des Werkstücks gegen den jeweiligen festen Anschlag drückt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Multifunktions-Werkzeugmaschine für die Bearbeitung von Teilen, die einen C-förmigen Querschnitt aufweisen, insbe­ sondere zur Bearbeitung von Türzargen oder ähnlichem.

Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Maschinenbett (Arbeitsfläche) mit einer Reihe von Querschlitten vorgesehen ist, die entlang einer Achse beweglich und arretierbar sind, wobei jeder Querschlitten Vorrichtungen zur Aufnahme und zum Spannen des Werkstücks aufweist, die jeweils eine Auflagefläche mit einer Vakuumvorrichtung zum vorübergehenden Spannen des zu bearbeitenden Werkstücks sowie zwei seitliche Vorrichtungen zur Aufnahme und zum Spannen der Zargenbekleidungen (Seitenflanken) des Werkstücks aufweisen, wobei jede dieser Vorrichtungen mit einem festen Anschlag, der eine Bekleidung des Werkstücks aufnehmen kann, und einem beweglichen Spannelement ausgestattet sind.

Die Werkstücke werden alle zusammen auf der Arbeitsfläche angebracht, so dass alle Bearbeitungen nacheinander mit derselben Werkzeuggruppe durch­ geführt werden können, ohne daß die Werkstücke erneut positioniert und die Werkzeugmaschine in den Ausgangszustand zurückgesetzt werden muss, wobei man auf diese Art eine schnellere und präzisere Bearbeitung erhält.

Die Eigenschaften der Arbeitsfläche ermöglichen das Spannen der Werkstücke derart, dass sie mit einem gewissen Abstand zu den Werkstückenden befestigt werden, wodurch die Werkstücke in einem 45°-Winkel geschnitten und die Bearbeitungen im Inneren des Werkstücks, die für das Ausschneiden der Schloss­ sitze nötig sind, durchgeführt werden können.

Des weiteren sind Vorrichtungen vorgesehen, die mit einer zentesimalen Genauigkeit das Maß der Stelle der Bekleidung ermitteln kann, an der die Aus­ sparung für den Schlosssitz eingeschnitten wird, sowie Vorrichtungen, die diese Bearbeitung ohne ein Splittern in der Oberfläche des Holzes durchführen können.

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Holzverarbeitung und insbesondere das Gebiet der Multifunktions-Werkzeugmaschinen, die verschiedene Bear­ beitungen an einem Werkstück durchführen können.

Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine ist für die Bearbeitung von Werkstücken mit einem C-förmigen Querschnitt vorgesehen, insbesondere von Zargen, die aufgrund ihrer besonderen Ausgestaltung beträchtliche Probleme für die Aufnahme- und Spannvorrichtungen des Werkstücks aufweisen, das auf der Arbeitsfläche so befestigt werden muss, dass die Werkzeuge sowohl oberhalb als auch entlang der Längsachse des Werkstücks arbeiten können, wobei die Vorrichtungen das Werkstück fest gespannt halten müssen, ohne dabei eine solche Kraft auszuüben, die das Werkstück beschädigen könnte.

Gegenwärtig erfolgt die Bearbeitung dieser Werkstücke unter Verwendung der üblichen Werkzeugmaschinen, die in der Holzindustrie zum Einsatz kommen. Diese bestehen aus einer Arbeitsfläche, auf der das Werkstück aufgelegt wird, in der Regel mit den Seitenteilen (Bekleidungen) nach oben, und die verschiedenen Bearbeitungsarten werden mit einem oberhalb angebrachten Arbeitskopf, der mit den verschiedenen nötigen Werkzeugen bestückt ist und eine gewisse Anzahl von Freiheitsgraden aufweist, durchgeführt.

Die Schwierigkeit besteht, wie bereits erwähnt, in diesem Fall darin, das Werkstück fest gespannt zu halten, wobei insbesondere die Bekleidungen gespannt werden, damit es zu keinen Vibrationen kommt, sobald das Werkzeug in das Werkstück eingreift, und eine schnelle und präzise Bearbeitung ermöglicht wird.

Diese und andere Aufgaben erfüllt die erfindungsgemäße Werkzeug­ maschine, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Maschinenbett (Arbeitsfläche) vorgesehen ist, das eine oder mehrere Führungsschienen aufweist, auf denen in Richtung einer ersten Achse eine Reihe von Querschlitten beweglich sind, die jeweils mit Aufnahme- und Spannvorrichtungen für das Werkstück ausgestattet sind, wobei jede dieser Vorrichtungen eine Auflagefläche für Türfutter und Spannvorrichtungen für die Bekleidungen aufweist, wobei die Spannvorrichtungen jeweils einen festen Anschlag, an dem eine Bekleidung anliegt, und eine bewegliche Spannvorrichtung aufweist, die diese Bekleidung gegen den festen Anschlag spannt.

Die Träger des Werkstücks sind ausreichend, um eine gleichzeitige Positionierung der beiden Bekleidungen und des Türfutters der Zarge zu ermöglichen, so dass die Werkstücke alle zusammen bearbeitet werden können und außer einer höheren Geschwindigkeit auch eine höhere Präzision erreicht wird.

Die vorliegende Erfindung wird nun im Detail anhand eines den Schutzumfang der Erfindung nicht einschränkenden Beispiels beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:

Fig. 1, 2 und 3 Totalansichten einer erfindungsgemäßen Werkzeug­ maschine - jeweils in der Ansicht von vorne, von der Seite und als Draufsicht - darstellen;

Fig. 4 eine vereinfachte Draufsicht auf das Maschinenbett (Arbeits­ fläche) der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine darstellt;

Fig. 5 ein Schnitt entlang der Ebene A-A aus Fig. 4 ist, die die Werkstückträger mit zwei gespannten Werkstücken veranschaulicht;

Fig. 6 und 7 die Spannvorrichtungen der Werkstücke auf der Arbeitsfläche darstellen - einmal mit geöffneter Vorrichtung und einmal beim Spannen eines Werkstücks;

Fig. 8 in der Draufsicht die verschiedenen auf dem Arbeitskopf der Werkzeugmaschine montierten Werkzeuge schematisch dargestellt zeigt; und

Fig. 8a bis 8d einige Bearbeitungsbeispiele mit den auf dem Arbeitskopf montierten und in Fig. 8 dargestellten Werkzeuge schematisch zeigen.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 umfasst die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine ein Gestell 1, auf das ein Maschinenbett (Arbeitsfläche) 2 aufgebaut ist, das im Nachfolgenden detaillierter beschrieben wird, auf dem die Werkstücke montiert werden, sowie einen Arbeitskopf, in seiner Gesamtheit mit der Ziffer 3 gekennzeichnet, der aus einer entlang drei Achsen beweglichen Einheit besteht, mit einer gewissen Anzahl von Werkzeugen bestückt ist und oberhalb der Arbeitsfläche beweglich ist, so daß verschiedene Werkzeuge in das Werkstück eingreifen können.

So ist beispielsweise in Fig. 1, rechts, mit einer gestrichelten Linie eine Vorrichtung 4 dargestellt, die einen Schnitt im 45°-Winkel an einem mit 5 bezeichneten Werkstück durchführt.

In Fig. 2 sind die Werkstücke im Querschnitt mittels Schraffierung hervor­ gehoben und sind auf die Arbeitsfläche 2 gespannt zu sehen.

Nun wird auf Fig. 4 Bezug genommen. Die Arbeitsfläche umfasst eine Reihe von Führungsschienen 6, die parallel zu einer der Arbeitsachsen der Werk­ zeugmaschine verlaufen, im hier vorliegenden Fall parallel zur X-Achse, auf der eine Reihe von zur Y-Achse parallele Querschlitten 7 laufen und in bekannter Art arretiert werden können.

Auf den Querschlitten sind Vorrichtungen montiert, in ihrer Gesamtheit mit der Ziffer 8 gekennzeichnet, die zum Spannen der Werkstücke dienen.

Die Werkstücke sind besser in den Fig. 6 und 7 zu sehen.

Insbesondere umfassen die Spannvorrichtungen einen Mittelträger 8, der eine Auflagefläche für das Werkstück 5 darstellt und der oben eine bekannte Vakuumvorrichtung (Saugnapf) aufweist, die mit einer Ansaugvorrichtung für das vorübergehende Spannen des auf die Träger aufzulegende Werkstücks verbunden ist.

Zu jedem Träger 8 gehört ein Paar von seitlichen Spannvorrichtungen 9 und 10.

Die Spannvorrichtung 9 umfasst einen festen Anschlag 11, der beispielsweise aus einer zum Schlitten 7 gehörenden Wand bestehen kann, und einen beweglichen Anschlag 12, der entlang einer Führung 13 laufen kann und beispielsweise von einem Kolben 14 betätigt wird.

Auf der anderen Seite umfasst der Komplex 10 einen Schlitten 15, der in Millimeterschritten entlang des Schlittens 7 beweglich ist, der mit dem Anschlag 16 eine Einheit bildet und auf den eine Druck ausübende Vorrichtung 17 montiert ist, die ebenfalls von einem Kolben 18 oder ähnlichem betätigt wird.

Für die Bearbeitung werden die Werkstücke auf die Träger 8 mit den Bekleidungen nach unten aufgelegt, gegen die feststehenden Anschläge 11 und 16 geschoben, die jeweils mit den Querschlitten eine Einheit bilden, so dass sie mit einer Achse der Werkzeugmaschine ausgerichtet sind, und dann dadurch gespannt, dass sich an den Saugnäpfen 8 ein Unterdruck bildet.

Der Komplex 10 wird während der Vorbereitung der Werkzeugmaschine positioniert, da er auf dem Querschlitten 7 beweglich ist, und mit der Millimeterskala eingestellt (dies bestimmt die Breite der Zarge (Werkstück 5)).

Das Werkstück bleibt also fest gespannt und positioniert, und die Bearbeitung kann beginnen.

Diese wird von einer Werkzeuggruppe, die auf den Kopf 3 montiert ist, ausgeführt, wobei die Werkzeuge schematisch in Fig. 8 dargestellt sind, in der der Kopf schematisch von einem Rechteck mit einer unterbrochenen Linie dargestellt ist.

Am Kopf 3 können je nach Bedarf verschiedene Werkzeuge angebracht werden.

Im hier vorliegenden Fall umfasst der Kopf eine Schneidgruppe 19 mit einem Motor und einem Schneid- bzw. Sägewerkzeug, die so angebracht ist, dass sie um eine horizontale Achse W rotieren kann und das Schneid- bzw. Säge­ werkzeug so geneigt werden kann, dass es Schnitte im 45°-Winkel ausführen kann, sowie mit einer Reihe von Werkzeugen zum Bohren und Fräsen (Detaildarstellung in Fig. 8a).

Mit der Ziffer 20 sind Motoren mit einer Vertikalfräse gekennzeichnet, die für das Einschneiden der Aussparung für den Schlosssitz in einer der Zargen­ bekleidungen des Werkstücks verwendet wird (Detaildarstellung in Fig. 8b).

Die Motoren drehen in entgegengesetzter Richtung, damit ein Splittern vermieden wird.

Die Ziffern 21 und 22 kennzeichnen dagegen ein gegenläufig drehendes Fräsenpaar. Diese Fräsen sind für das Ausschneiden des Schlosssitzes in der Bekleidung nötig.

Entsprechend einem Aspekt der Erfindung ist eine Fräse, im hier vorliegenden Fall die Fräse 21, größer als die andere; sie dient zum Ausschneiden fast des gesamten Schlosssitzes und hält wenige Millimeter vor der Werk­ stückkante an. Die zweite, kleinere Fräse 22 dient zur Vervollständigung der Schlosssitzes und dreht sich in entgegengesetzter Richtung zur ersten Fräse (Detaildarstellung in Fig. 8B). Die Fräsen 21 und 22 drehen sich daher in entgegengesetzte Richtungen, so dass jede Fräse die Holzfasern in die richtige Richtung angeht und so die Splitterbildung vermieden wird.

Nachdem normalerweise Türzargen nicht mit extremer Genauigkeit gearbeitet werden, ist erfindungsgemäß ein auf dem Arbeitskopf angebrachter Fühler 23 vorgesehen, der die Position der Ebene der zu bearbeitenden Bekleidung ermittelt, so dass die Fräsen 21 und 22 eine extrem präzise Schloßtasche ausschneiden können, und so sicher gestellt wird, dass der Schlosssitz exakt an der Werkstückkante entlang läuft.

Mit den Ziffern 24 und 25 sind dagegen eine Reihe von horizontalen oder vertikalen Bohrwerkzeugen bezeichnet, um die Sitze für das Anbringen der Bänder (Scharniere) zu bohren. Die Ziffer 26 bezeichnet eine Fräsgruppe, um im Inneren des Werkstücks (Detaildarstellung in Fig. 8C) die nötigen Sitze für die zum Einbau der Zarge verwendeten Beschläge anzubringen. Die Ziffer 27 kennzeichnet schließlich einen Werkzeugträger in Form eines auf dem Kopf stehenden T, an dessen Querstück zwei entgegengesetzte Fräsenpaare 29 angebracht sind, die ebenfalls in den sich gegenüberliegenden Kanten des Werkstücks die für den Einbau der Zarge zu verwendenden Beschläge die nötigen Sitze ausschneiden sollen (Detaildarstellung in Fig. 8D).

Die verschiedenen auf dem Arbeitskopf 3 angebrachten Werkzeuge sind bekannt, und eine Detailbeschreibung ist daher nicht nötig.

Es ist ebenfalls klar, daß ein Fachmann, je nach Art der durchzuführenden Bearbeitung, weitere oder andere Werkzeuge anbringen kann.

Es können darüber hinaus noch weitere Veränderungen und Varianten vorgesehen werden, die jedoch alle in den Schutzbereich der vorliegenden Erfin­ dung fallen.

Claims (11)

1. Multifunktions-Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Werkstücken mit einem C-förmigen Querschnitt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Maschi­ nenbett (Arbeitsfläche) (2) vorgesehen ist, das als Werkstückträger eine Reihe von Querschlitten (7) aufweist, die entlang von mit der Arbeitsfläche eine Einheit bildenden Führungsschienen (6) beweglich und arretierbar sind, wobei auf den Querschlitten Spannvorrichtungen vorgesehen sind, die eine Auflagefläche (8) für das Werkstück (5) sowie seitliche Vorrichtungen (9, 10) zur Aufnahme und zum Spannen der Seitenteile des Werkstücks aufweisen, wobei die seitlichen Auf­ nahme- und Spannvorrichtungen einen festen Anschlag (11, 16) und eine Spann­ vorrichtung (12, 17) aufweisen, die das Seitenteil des Werkstücks gegen den jeweiligen festen Anschlag drückt.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der seitlichen Spannvorrichtungen (10) entlang des Querschlittens beweglich ist, um die Werkzeugmaschine für die Bearbeitung von Werkstücken von unterschiedlicher Größe anpassen zu können.

3. Werkzeugmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschlitten (7) und Schienen (6) in Richtung von zwei Achsen der Werkzeugmaschine ausgerichtet sind.

4. Werkzeugmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückträger eine Auflagefläche (8) für das Werkstück aufweisen, die mit einer Vakuumvorrichtung versehen ist und das Werkstück auf der Auflagefläche spannen kann.

5. Werkzeugmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschlitten (7) in jeder Position entlang der Schienen (6) beweglich und arretierbar sind, so dass die Werkstücke (5) mit einem gewissen Abstand zu den Werkstückenden gespannt werden können, um alle Bearbeitungen sowohl innerhalb als auch außerhalb der Werkstücke durchführen zu können, ohne daß dabei die Werkstücke erneut positioniert werden müssen.

6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Arbeitskopf (3) vorgesehen ist, das ein Schneidwerkzeug (19) aufweist, das in verschiedenen Winkeln positionierbar ist.

7. Werkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass des weiteren ein sich gegenläufig drehendes Fräsenpaar (21, 22) für das Einschneiden der Schloßtasche für den Schlosssitz vorgesehen ist, wobei Vor­ richtungen vorgesehen sind, die zunächst mit einer Fräse und im Nachfolgenden mit einer zweiten Fräse ausgehend von dem entgegengesetzten Ende der ersten Fräse in das Werkstück eingreifen.

8. Werkzeugmaschine nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Arbeitskopf ein Fühler (23) vorgesehen ist, der das Maß des zu bearbeitenden Werkstücks ermittelt.

9. Werkzeugmaschine nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitskopf eine Mehrzahl von Werkzeugen (24, 25, 26) zum Fräsen und Bohren aufweist, die alle vorgesehenen Bearbeitungen durchführen können, ohne dass dabei die Werkstücke neu positioniert werden müssen.

10. Werkzeugmaschine nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Werkzeugträger (27) in Form eines umgekehrten T vorgesehen ist, an dessen Querstück zwei gegenüberliegende Fräsenpaare (29) für die Innenbearbeitung des Werkstücks angebracht sind.

11. Multifunktions-Werkzeugmaschine für die Bearbeitung von Werk­ stücken mit einem C-förmigen Querschnitt, insbesondere für die Bearbeitung von Türzargen oder ähnlichem, wie sie beschrieben und dargestellt ist.