DE19961740A1

DE19961740A1 - Vorrichtung zum Bearbeiten von Holzstäben oder Holzsäulen

Info

Publication number: DE19961740A1
Application number: DE1999161740
Authority: DE
Inventors: Eugen Rold
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-12-21
Filing date: 1999-12-21
Publication date: 2001-07-05
Anticipated expiration: 2019-12-22
Also published as: DE19961740C2; ATA21182000A; CH694911A5; AT413087B

Abstract

Eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Holzstäben 1 oder Holzsäulen weist einen Verschiebetisch 2 auf, auf dem der Holzstab 1 oder die Holzsäule zwischen zwei Halteeinrichtungen 4 eingespannt ist. Im Bereich des Verschiebeweges des Holzstabes 1 oder der Holzsäule befindet sich eine Bearbeitungseinrichtung, beispielsweise ein Fräskopf. Der Holzstab 1 oder die Holzsäule kann entweder durch einen Elektromotor in eine konstante Umlaufbewegung versetzt werden oder der Holzstab 1 oder die Holzsäule kann in eine Drehbewegung versetzt werden, welche mit dem Verlauf einer Führungsschiene 13 zwangsgekoppelt ist. Dadurch ist eine universelle Bearbeitungsanlage für Holzstäbe 1 oder Holzsäulen geschaffen, wobei der Holzstab 1 oder die Holzsäule zylindrisch, kegelig, mehrkantig, wendelförmig, zickzackförmig oder mit Eingravierungen bearbeitet werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Holzstäben oder Holzsäulen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nicht nur zum Bearbeiten von Holzstäben oder Holz säulen geeignet, sondern in äquivalenter Weise auch zum Bearbeiten von Kunststoffstä ben. Das Hauptgewicht der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung liegt jedoch auf den Holzstäben oder Holzsäulen.

Eine bekannte Vorrichtung zum Bearbeiten von Metallwerkstücken sieht eine Einrichtung vor, welche das zu bearbeitende Metallwerkstück an seinen beiden Enden festhält. Weiter hin ist eine Einrichtung vorgesehen, mittels welcher die Umfangsfläche des Metallwerkstüc kes bearbeitet werden kann. Nachteilig bei dieser bekannten Bearbeitungsvorrichtung für Metallwerkstücke ist, daß die Bearbeitungsmöglichkeiten nur sehr eingeschränkt sind bzw. daß bestimmte Formgebungen des Metallwerkstückes nur mit einem großen technischen Aufwand sowie handwerklichem Geschick möglich ist.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der Holzstäbe oder Holzsäulen mit universellen Strukturen geschaffen werden können, wobei insbesondere als Basis für die Bearbeitungsvorrichtung eine herkömmliche Holzfräsmaschine verwendet werden soll.

Die technische Lösung ist gekennzeichnet durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1.

Dadurch ist eine Vorrichtung geschaffen, mit der in Verbindung mit einer herkömmlichen Holzfräsmaschine universell Holzstäbe oder Holzsäulen im Sinne einer Oberflächenstruktu rierung bearbeitet werden können. Die Grundidee besteht in einer einfachen Umrüstung dieser bekannten Holzfräsmaschine zur Nutzung als erfindungsgemäße Bearbeitungsvor richtung für Holzstäbe oder Holzsäulen. Das Grundprinzip der erfindungsgemäßen Bear beitungsvorrichtung besteht in einem Verschiebetisch. Im Bereich des Verschiebeweges dieses Verschiebetisches ist die Bearbeitungseinrichtung angeordnet. Mit dieser Bearbei tungseinrichtung können, je nach dem vorgegebenen Tischweg, lange aber auch kurze Holzstäbe oder Holzsäulen mit einem Durchmesser bzw. mit einem diagonalen Eckmaß von beispielsweise ca. 250 mm bearbeitet werden. Wie nachfolgend noch auszuführen sein wird, kann der Holzstab oder die Holzsäule zylindrisch, kegelig, 3-kantig, 4-kantig, 5-kantig usw., d. h. beliebig in jeder Winkellage innerhalb 360° bearbeitet werden. Zudem können axiale sowie radiale Verzierungen am Umfang des Holzstabes oder der Holzsäule gearbei tet werden. Selbst das Fräsen von Zahnrädern aus Holz oder anderen ähnlich harten Werkstoffen in Gerade- und Schrägverzahnung ist möglich. Außerdem können mit einer einfachen Zusatzeinrichtung die vorerwähnten Formen auch spiralförmig sowie zickzack förmig bearbeitet werden. Eine weitere einfache Zusatzeinrichtung stellt die Aufnahme einer Handfräsmaschine dar, mit der Schriften, Gravuren, Verzierungen etc. in die Oberfläche des Holzstabes oder der Holzsäule eingefräst werden können.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 2 schlägt vor, daß die Bearbeitungseinrichtung eine Fräseinrichtung ist. Dabei kann es sich um einen Fräskopf mit Fräsmesser oder aber auch um einen Schaftfräser handeln. Diese Fräseinrichtungen stellen technisch einfache Mög lichkeiten dar, um die Oberfläche der Holzstäbe oder Holzsäulen zu bearbeiten.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 3 schlägt vor, daß die Bearbeitungseinrichtung festste hend ist. Dies bedeutet, daß die Bearbeitungseinrichtung bezüglich des Maschinengestells nicht in ihrer Position verändert werden kann, so daß eventuelle Verstellungen in Radial richtung des Holzstabes oder der Holzsäule durch eine Positionsveränderung dieses Holz stabes oder der Holzsäule durchgeführt werden.

Eine Alternative hierzu schlägt Anspruch 4 vor. Die Grundidee hier besteht darin, daß die Bearbeitungseinrichtung in einem gewissen Bereich in Radialrichtung des Holzstabes oder der Holzsäule verstellt werden kann. In der Bearbeitungsposition ist die Bearbeitungsein richtung jedoch fest bezüglich des Maschinengestells angeordnet. Indem die Bearbeitungs einrichtung in ihrer Position veränderbar ist, kann zusätzlich aber auch - wie vorstehend beschrieben - der Holzstab oder die Holzsäule quer zur Längserstreckung verstellbar sein.

Wie zuvor bereits erwähnt, schlägt die Weiterbildung des Anspruchs 5 vor, daß die Halte einrichtung für den Holzstab oder die Holzsäule in ihrer Position quer zur Längserstreckung des Holzstabes oder der Holzsäule verstellbar ist. Dadurch ist eine einfache Möglichkeit geschaffen, um den Holzstab oder die Holzsäule auf einen gewünschten Durchmesser zu bearbeiten. Um die Halteeinrichtung in ihrer gewünschten Position zu fixieren, ist eine Ver stelleinrichtung vorgesehen.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 6 hat den Vorteil, daß dadurch kegelig ausgebildete Holzstäbe oder Holzsäulen auf einfache Weise geschaffen werden können.

Vorzugsweise ist gemäß der Weiterbildung in Anspruch 7 der Holzstab oder die Holzsäule um seine Mittelachse herum in eine Drehbewegung versetzbar. Diese Drehbewegung kann mittels eines Antriebsmotors erzielt werden. Es kann sich dabei um einen speziellen Elek tromotor, aber auch um den Antrieb einer herkömmlichen Bohrmaschine handeln. Als Drehantrieb kann - wie noch auszuführen sein wird - eine Zahnstange dienen.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 8 hat den Vorteil, daß dadurch zylindrische Holzstäbe oder Holzsäulen geschaffen werden können. Der Elektromotor versetzt dabei den zu bear beitenden Holzstab oder die Holzsäule in eine dauernde Umlaufbewegung, so daß die Be arbeitungseinrichtung das überschüssige Holz abtragen kann.

Eine weitere bevorzugte Weiterbildung schlägt gemäß Anspruch 9 vor, daß die Drehbewe gung des Holzstabes oder der Holzsäule mit der Längsbewegung des Verschiebetisches zwangsgekoppelt ist. Die Grundidee besteht dabei darin, daß bei der Vorwärtsbewegung des Verschiebetisches der Holzstab oder die Holzsäule gleichzeitig eine definierte Drehbe wegung ausführt. Die Drehbewegung kann dabei in die eine Richtung oder in die andere Richtung erfolgen. Auch ist es möglich und denkbar, daß für eine gewisse Wegstrecke kei ne Drehbewegung durchgeführt wird. Durch diese Bewegungskopplung mittels einer einfa chen Zusatzeinrichtung können die Holzstäbe oder Holzsäulen wendelförmig sowie zick zackförmig oder mit anderen Formen bearbeitet werden.

Eine konkrete technische Lösung dieser Zwangskopplung schlägt die Weiterbildung gemäß Anspruch 10 vor. Die Grundidee besteht darin, daß sich in Richtung des Verschiebeweges des Verschiebetisches eine Führungsschiene erstreckt, welche entsprechend der ge wünschten Oberflächenbearbeitung einen bestimmten Verlauf besitzt. Beispielsweise wird bei einer wendelförmigen Oberflächenbearbeitung des Holzstabes oder der Holzsäule die Führungsschiene bezüglich des Verschiebeweges des Verschiebetisches einen spitzen Winkel aufweisen. Bei einer zickzackförmigen Oberflächenstruktur ist die Führungsschiene ebenfalls zickzackförmig ausgebildet. Die so ausgebildete und ausgerichtete Führungs schiene steht in Wirkverbindung mit einem Führungselement, welches wiederum in Wirk verbindung mit dem Drehantrieb für den Holzstab oder die Holzsäule steht.

Eine konkrete technische Lösung dieser Wirkverbindung schlägt die Weiterbildung gemäß Anspruch 11 vor. Die Verwendung einer Zahnstange stellt eine technisch einfache Möglich keit dar, um die radialen Ausschläge des Führungselements auf den Drehantrieb zu über tragen.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 12 schafft die Voraussetzung dafür, daß durch die Ver änderbarkeit der Grundwinkeleinstellung mehrkantige Holzstäbe oder Holzsäulen geschaf fen werden können. Es ist lediglich erforderlich, den Holzstab oder die Holzsäule bei Beginn eines Bearbeitungsvorganges in die jeweilige Winkelposition überzuführen.

Schließlich schlägt die Weiterbildung gemäß Anspruch 13 vor, daß der Verschiebetisch entweder von Hand oder motorisch verschiebbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bearbeitung von Holz stäben wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf die Bearbeitungsvorrichtung mit einer schematischen Darstellung der wesentlichen Teile zur Verdeutlichung des Gesamtaufbaus;

Fig. 2 eine detailliertere Draufsicht der Bearbeitungsvorrichtung in Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Bearbeitungsvorrichtung im Be reich der Zahnstange der Halteeinrichtung (in Fig. 2 rechts).

Die Vorrichtung zum Bearbeiten von Holzstäben 1 (es könnte auch gleichermaßen eine Holzsäule sein) weist einen Verschiebetisch 2 auf, welcher in Richtung des Pfeiles P ent weder von Hand oder aber mittels eines Antriebsmotors verschiebbar ist. An beiden Enden des Verschiebetisches 2 befindet sich jeweils ein querverlaufender Träger 3 mit einer Hal teeinrichtung 4 für den zu bearbeitenden Holzstab 1, wobei die Halteeinrichtung 4 die Mittel achse M des Holzstabes 1 definiert. Die beiden Träger 3 sind jeweils mittels eines Handra des 5 in Querrichtung des Verschiebetisches 2 verstellbar. Der in der Zeichnung rechten Halteeinrichtung 4 ist ein Elektroantrieb 15 zugeordnet. Dabei kann es sich um einen Elek tromotor handeln oder aber um den Antrieb einer herkömmlichen Bohrmaschine. Dieser Elektroantrieb 15 wirkt auf die Welle der Halteeinrichtung 4.

Eine Spindel 7 ist als gemeinsame Welle mit der rechten Halteeinrichtung 4 ausgebildet und steht in Wirkverbindung mit einer quer zur Verschieberichtung des Verschiebetisches 2 verlaufenden Zahnstange 8. Um die Spindel 7 mit der Zahnstange 8 zu koppeln, dient eine Verstellschraube 9. Diese wirkt am vorderen Ende auf radiale Verriegelungsstifte 10. Nach der Radialbewegung dieser Verriegelungsstifte 10 gelangt die Spindel 7 in Formschluß mit einem Zahnrad 11, welches mit der Zahnstange 8 kämmt. Dadurch ist ein Drehantrieb 6 geschaffen.

Die Zahnstange 8 trägt weiterhin ein Führungselement 12. Dieses ist gleitbar auf einer Füh rungsschiene 13 gelagert, wobei in Fig. 2 zwei Typen von Führungsschienen 13 dargestellt sind, nämlich eine gerade verlaufende Führungsschiene 3 (in drei Winkelpositionen) sowie eine zickzackfömige Führungsschiene 13.

Schließlich weist die Anlage noch eine Bearbeitungseinrichtung 14 in Form eines Fräskop fes mit Fräsmesser (links) oder einem Schaftfräser (rechts) auf.

Die Funktionsweise der Bearbeitungsvorrichtung für Holzstäbe 1 ist wie folgt, wobei ver schiedene Bearbeitungsvorgänge beschrieben werden sollen:

1. Zur Rundbearbeitung des Holzstabes 1 wird dieser zwischen die Spitzen der Halteein richtung 4 eingespannt. Der Holzstab 1 wird mittels des Elektroantriebs 15 in eine Drehbe wegung versetzt. Die Spindel 7 ist dabei von der Zahnstange 8 entkoppelt. Der Fräskopf der Bearbeitungseinrichtung 14 ist ebenfalls in Betrieb, und der Verschiebetisch 2 wird in Richtung des Pfeiles P langsam an diesem laufenden Fräskopf der Bearbeitungseinrichtung 14 entlanggeschoben. Der Spantiefenabtrag erfolgt durch Verschieben der quer verlaufen den Träger 3 gegen die Bearbeitungseinrichtung 14.

Bei einer einseitigen Verstellung der Träger 3 erfolgt eine konische Bearbeitung des Holz stabes 1.

1. Beim Einfräsen von Kehlen wird der Holzstab 1 auf der entsprechenden Längsposition festgestellt und die Träger 3 in Richtung Bearbeitungseinrichtung 14 verschoben.
2. Bei einer Mehrkantbearbeitung des Holzstabes 1 wird der Holzstab 1 in entsprechender radialer Lage festgesetzt, beispielsweise bei einer 4-Kantbearbeitung in Winkelschritten von 90°. Das Werkstück wird dabei jeweils in der entsprechenden Winkellage längs an der Be arbeitungseinrichtung 14 entlangbewegt. In diesem Fall ist der Elektroantrieb 15 ausgekop pelt.
3. Bei einer wendelförmigen Bearbeitung des Holzstabes 1 wird wiederum der Holzstab 1 zwischen den Halteeinrichtungen 4 eingespannt. Der Elektroantrieb 15 ist ausgekoppelt. Allerdings ist die Spindel 7 ist mit der Zahnstange 8 gekoppelt und somit der Drehantrieb 6 aktiviert. Als Führungsschiene 13 dient die gerade verlaufende Führungschiene 13 (in Fig. 2 unten), allerdings mit einer Schrägstellung dieser Führungsschiene 13 bezüglich der Ver schieberichtung des Verschiebetisches 2.

Bei einer Längsbewegung des Verschiebetisches 2 erfährt somit die Zahnstange 8 eine Bewegung. Dadurch wird die Spindel 7 und damit die Halteeinrichtung 4 in eine Drehbewe gung versetzt, so daß zwangsläufig am Umfang des Holzstabes 1 eine Wendelform ent steht. Die Steigung der Wendel richtet sich nach der Winkeltage der Führungsschiene 13. Somit können in jeder radialen Winkellage an zylindrischen oder konischen Holzstäben 1 wendelförmige Fräsungen vorgenommen werden.

1. Soll statt der Wendelform eine Zickzackform auf der Oberfläche des Holzstabes 1 ein gefräst werden, wird als Führungschiene 13 die in Fig. 2 obere, zickzackförmige Führungs schiene 13 verwendet.
2. Schließlich kann durch eine Zusatzeinrichtung auch eine Schriften- und Gravurbear beitung mittels Aufnahme einer Handfräsmaschine durchgeführt werden. Diese Zusatzein richtung ist allerdings in den Zeichnungen nicht dargestellt.

Das Grundprinzip ist dabei folgendes:
Die Spindel 7 ist wiederum mit der Zahnstange 8 gekoppelt. Statt des Führungselements 12 ist ein Taststift vorgesehen, welcher längs einer Schablone oder einer Zeichnung geführt wird, welche auf dem feststehenden Fräsmaschinentisch befestigt ist. Bei manueller Bewe gung dieses Taststiftes auf der Schablone oder der Zeichnung wird der Holzstab 1 entspre chend längs sowie radial an einem Fräser (Schaftfräser, Stiftfräser) entlanggeführt, wobei die Kontur auf dem Holzstab 1 entsteht. Die Gravurtiefe wird über die beiden Träger 3 oder über die Führung der Handfräsmaschine manuell eingestellt.

Bezugszeichenliste

1

Holzstab

2

Verschiebetisch

3

Träger

4

Halteeinrichtung

5

Handrad

6

Drehantrieb

7

Spindel

8

Zahnstange

9

Verstellschraube

10

Verriegelungsstift

11

Zahnrad

12

Führungselement

13

Führungsschiene

14

Bearbeitungseinrichtung

15

Elektroantrieb
P Pfeil
M Mittelachse

Claims

1. Vorrichtung zum Bearbeiten von Holzstäben (1) oder Holzsäulen mit einer an den beiden Enden des Holzstabes (1) oder der Holzsäule angreifenden Halteeinrichtung (4) sowie mit einer auf die Umfangsfläche des Holzstabes (1) oder der Holzsäule wirkenden Be arbeitungseinrichtung (14), dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung (4) für den Holzstab (1) oder die Holzsäule auf einem Ver schiebetisch (2) angeordnet ist und dieser Verschiebetisch (2) etwa in Längsrichtung des Holzstabes (1) oder der Holzsäule relativ zur Bearbeitungseinrichtung (14) ver schiebbar ist.

2. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungseinrichtung (14) eine Fräseinrichtung ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungseinrichtung (14) feststehend ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungseinrichtung (14) in ihrer Position bezüglich des Verschiebetisches (2) im wesentlichen quer zur Verschieberichtung des Verschiebetisches (2) verstellbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung (4) für den Holzstab (1) oder die Holzsäule in ihrer Position bezüglich des Verschiebetisches (2) im wesentlichen quer zum Verschiebeweg des Verschiebetisches (2) verstellbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung (4) derart angeordnet ist, daß die Mittelachse (M) des Holz stabes (1) oder der Holzsäule einen spitzen Winkel bezüglich der Verschieberichtung des Verschiebetisches (2) einschließt.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Holzstab (1) oder die Holzsäule um seine Mittelachse (M) herum in eine Dreh bewegung versetzbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung des Holzstabes (1) oder der Holzsäule eine Umlaufbewegung ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung des Holzstabes (1) oder der Holzsäule mit der Längsbewegung des Verschiebetisches (2) zwangsgekoppelt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Halteeinrichtung (4) für den Holzstab (1) oder die Holzsäule einen Drehantrieb (6) aufweist und
daß zwischen dem Verschiebetisch (2) und einer feststehenden Führungsschiene (13) ein Führungselement (12) zwangsgeführt ist, wobei das Führungselement (12) mit dem Drehantrieb (6) verbunden ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb (6) eine Spindel (7) sowie eine mit dieser Spindel (7) kämmende, querverlaufende Zahnstange (8) aufweist und daß das Führungselement (12) mit der Zahnstange (8) verbunden ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundwinkeleinstellung des Holzstabes (1) oder der Holzsäule einstellbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschiebetisch (2) entweder von Hand oder motorisch verschiebbar ist.