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Die
Erfindung betrifft eine Anlage zum stirnseitigen Verbinden von Werkstücken aus
Holz oder einem ähnlichen
Material unter Verwendung von Klebstoff, mit der die auf einem Presstisch
eingespannten Werkstücke
an den zu verbindenden Stirnseiten durch eine Fräseinrichtung so bearbeitet
werden können,
dass kongruent ineinander passende, vorzugsweise keilförmige Zinken
entstehen, die unmittelbar nach dem Fräsen ohne Spiel mit Druck ineinander
geschoben und unter Zugabe von Klebstoff dauerhaft miteinander verbunden
werden können
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Bei
Leisten, Brettern, Bohlen, Balken und ähnlichen Werkstücken, besteht
sehr häufig
Bedarf an langen Einheiten, die aus Vollholz nur schwer zu schneiden
sind. Man hat Zur Gewinnung langer Einheiten, insbes. bei Rundholz,
hat man mit großem Aufwand,
die Holzteile mit langen diagonalen Schnitten geschäftet um
ausreichend große
Verbindungsflächen
für die
Verleimung der Teile zu bekommen. Eine andere bekannte und bewährte Methode
zur stirnseitigen Verbindung von Werkstücken, ist das Einfräsen von
keilförmigen
Zinken in deren Stirnflächen,
die unter Einsatz von Klebstoffen und Druck miteinander verbunden
werden. Mit dieser Methode werden Verbindungen für beliebig lange Werkstücke erreicht,
die in etwa den Eigenschaften von Vollholz entsprechen.
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Nach
dem Einfräsen
der Keilzinken in die Stirnseiten der Werkstücke, wird in die gefrästen Stirnseiten
Klebstoff eingebracht und diese dann unter Druck so ineinander geschoben,
dass allein diese Druckverbindung ausreichend fest ist, die verbundenen
Werkstücke
problemlos weiter in den Bereich einer Einrichtung zu bewegen, in
der die Werkstücke dann
auf die gewünschte
Länge geschnitten
werden.
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Für das Bewegen,
Ausrichten und Einspannen der Werkstücke auf einem Presstisch zur
Vorbereitung des nachfolgenden Fräs-Arbeitsganges, ergeben sich ebenso
wie bei den Folgearbeiten, vom Zusammenpressen der Werkstücke bis
zum Transport, dadurch unerwünschte
Standzeiten und damit Verlustzeiten, weil die nachfolgenden Werkstücke erst
nach der Rückführung der
Fräseinrichtung
in die Ausgangsposition ausgerichtet und eingespannt werden können.
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Bei
diesen Anlagen ist also die Richtarbeit für das Einspannen und Fixieren
der Werkstücke
erst freigegeben, wenn die Fräseinrichtung
für den
folgenden Arbeitsgang in die Ausgangsposition zurückgeführt ist.
Steht das Fräsaggregat
nach der Bearbeitung der Stirnflächen
der Werkstücke
oberhalb des Arbeitsplatzes an dem die Werkstücke bearbeitet und gepresst
werden, also oberhalb der Auflageflächen der Presstische, kann
dieser Arbeitsbereich für
das Ausrichten und Einspannen der Werkstücke nicht genutzt werden, weil
vorher das Fräsaggregat
aus dieser Position in die unterhalb der Presstischebene liegende
Ausgangsposition gebracht werden muss. Das kann nur geschehen, wenn
die unter Druck ineinander geschobenen Werkstücke den Arbeitsbereich des
Fräsers
verlassen haben und das nachfolgende Werkstück noch nicht bis zur Bearbeitungsstelle
nachgeschoben ist. Hier ergeben sich von einem Arbeitsbereich zum
nächsten
Verlustzeiten.
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Ein
anderes bekanntes Verfahren teilt den Arbeitszyklus in drei Arbeitsprozesse
die in parallel arbeitende Arbeitsstationen aufgeteilt werden können, so
dass unter Einschaltung von Zwischenlagern ohne Verlustzeiten durchgearbeitet
werden kann. Bei diesem Verfahren wird zumindest das Fräsen und das
Zusammenpressen auf getrennten Arbeitsplätzen durchgeführt, was
hinsichtlich des Aufwandes an Raum, zusätzlichen Transportbewegungen
und vor allem wegen der geringeren Passgenauigkeit der gefrästen Zinken
unerwünscht
ist.
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Bei
einer aus
DE 165 3018
A bekannten Anlage der angegebenen Art wird ein vertikal
beweglicher Bearbeitungsschlitten mit Fräse und Leimwalzen während des
Arbeitshubes gleichzeitig in Längsrichtung
mit dem kontinuierlich transportierten Holz mitgeführt. Wenn
der Bearbeitungsschlitten nach der Beleimung seine tiefste Lage
erreicht hat und die Hölzer
zusammengefügt
werden, wird der Bearbeitungsschlitten unterhalb der Hölzer in
die Ausgangsstellung zurückbewegt
und zwischen den als nächstes zu
bearbeitenden Holzenden in die Ausgangslage für den nächsten Bearbeitungsvorgang
nach oben gefahren. Eine solche Anlage ist aufwendig und erfordert
eine genaue Koordination der Bewegung des Holzes und des Schlittens
während
des Bearbeitungsvorgangs.
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Es
ist weiterhin aus
EP
05 12 503 A2 eine kombinierte Keilzinkenfräs-, Beleim- und Pressanlage
bekannt, bei der das Bearbeitungsaggregat Bretter von zwei entgegengesetzten
Seiten aus bearbeiten kann. Hierzu ist das Bearbeitungsaggregat
in beiden Endpositionen um 180° schwenkbar,
um die Frässpindel
jeweils wieder in die den Brettern zugeordnete Ausgangsstellung
zu bringen.
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Weiterhin
ist aus
DE 29 33 091 eine
Anlage der angegebenen Art bekannt, bei der die Fräseinrichtung
an einem Schlitten angeordnet ist, der vertikal verschiebbar an
einem Führungsteil
gelagert ist. Das Führungsteil
ist an einem zweiten Schlitten befestigt, der an einem ortsfesten
horizontalen Teil in horizontaler Richtung verschiebbar geführt ist.
Das Fräsen
der Keilzinken erfolgt hierbei von oben nach unten. Anschließend wird
das Fräsaggregat
mit Hilfe des zweiten Schlittens seitlich so weit geschoben bis die
Vorderkante der Fräsköpfe und
Leimrollen hinter die Längsführung für das nächstliegende
Holzstück zurück bewegt
ist. Während
des Verbindens und Weitertransports der Holzstücke kann dann der erste Schlitten
nach oben in die Ausgangshöhe
und dann der zweite Schlitten wieder in die Ausgangsstellung für den nächsten Fräsvorgang
zurückbewegt
werden. Diese Anlage hat den Nachteil, dass die vertikale Säulenführung für den ersten
Schlitten bewegbar ist. Dies erfordert zusätzlichen Bewegungsraum und eine
aufwändige
Gestaltung der Führung
für den zweiten
Schlitten. Weiterhin muss mit dem Zurückfahren des Fräsaggregats über den
Bearbeitungstisch gewartet werden bis dort keine Handhabungen vorzunehmen
sind.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zum stirnseitigen
Verbinden von auf einem Presstisch eingespannten Werkstücken aus Holz
oder ähnlichem
Material zu schaffen, die unter Beibehaltung einer hohen Bearbeitungsqualität mit einer
einstufigen Bearbeitungsstelle arbeitet und bei der die durch Folgearbeiten
an den bearbeiteten Werkstücken
sich ergebenden Zeitverluste vermindert sind, die Leistung also
gesteigert ist.
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Gemäß der Erfindung
wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale
erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den
Ansprüchen
2 bis 5 angegeben.
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Bei
der Anlage nach der Erfindung sind die Fräsköpfe an einer mit dem Presstisch
ausgerichteten Führungssäule geführt und
abgestützt,
wodurch eine genaue und qualitativ hochwertige Bearbeitung ermöglicht wird.
Während
des Fügens
der Werkstücke
können
die Fräsköpfe in die
Ausgangsposition für den
nächsten
Fräsgang
bewegt werden, ohne dadurch die Füge- und Vorbereitungsarbeiten
zu behindern. Dies führt
zu einer Verkürzung
der Taktzeit für einen
Arbeitszyklus. Die Aufwärtsbewegung
der Fräsköpfe beim
Fräsen
hat weiterhin den Vorteil, dass ein günstiger Späneaustrag gegeben und das Entfernen
der Späne
einfach ist.
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Anhand
der Zeichnungen wird eine Anlage gemäß der Erfindung beschrieben
und deren Wirkungsweise erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
Anlage gemäß der Erfindung
im Aufriss,
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2 die
Anlage im Seitenriss, und
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3 die
Anlage im Grundriss.
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Zum
stirnseitigen Verbinden der Werkstücke, im Beispiel „Bretter" 1, 2,
werden diese mit Hilfe der Spannvorrichtungen 3, 4 auf
den Presstischen 5, 6 fixiert. Im Ausführungsbeispiel
werden hierfür
Hydraulikzylinder 7 und 8 eingesetzt, die die
Bretter 1, 2 mit den Klemmbacken 9, 10 auf
den Presstischen 5, 6 fixieren.
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Im
Arbeitsbereich des Fräsaggregates 13, 14 übernehmen
die Transportrollen 11, 12 den Transport der Bretter 1, 2 in
die ersichtliche Betriebsstellung. Zur Bearbeitung der Stirnflächen der
Bretter 1, 2 ist im Bereich der Presstische 5, 6 eine
Ausnehmung vorgesehen, durch die das Fräsaggregat 13, 14 aus
dem Bereich unterhalb der Frästischebene mit
einer Hubbewegung bewegt wird. Die Fräsköpfe 13 erfassen bei
dieser Hubbewegung die stirnseitigen Flächen der Bretter 1, 2 und
fräsen
dabei die gewünschten,
keilförmigen
Zinken aus den Stirnseiten der Werkstücke.
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Das
Fräsaggregat 13, 14 besteht
aus den beiden, mit angepassten Fräswerkzeugen bestückten, im
gegenläufigen
Drehsinn umlaufenden Fräsköpfen 13,
die zusammen mit dem Antriebsmotor 14 auf einem schlittenartigen
Träger 15 montiert
sind. Der Schlitten 15 ist auf der gegenüber dem
Presstisch ausgerichteten Führungssäule 17 über Rollen oder
Gleitkufen geführt
gelagert. Durch die parallele Anordnung der Fräsköpfe 13 auf dem Schlitten 15 ergeben
sich zusammen mit der gegenläufigen
Drehung der Fräswerkzeuge,
auf den gegenüber
liegenden Stirnseiten exakt ausgerichtete, geschnittene Zinken.
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Die
zwischen den zu verbindenden Stirnseiten der auf dem Presstisch
eingespannten Werkstücke 1, 2 laufenden
Fräsköpfe 13 werden
mit dem Schlitten durch den Antrieb 18 unter Führung und
Abstützung
an der Führungssäule 17 nach
oben bewegt. Durch die Anordnung der gegenläufig drehenden, gleichmäßig an beiden
zu verbindenden Stirnflächen
angreifenden Fräsköpfen ergibt
sich ein Ausgleich der Drehmomente, was die Qualität der Fräskonturen
verbessert und die Belastung der Antriebselemente vermindert. Die
Fräswerkzeuge
sind dabei so ausgerichtet, dass die in die Stirnflächen eingearbeiteten,
sich gegenüber
liegenden Zinken, jeweils um eine halbe Zinkenbreite versetzt sind.
Damit ergeben sich beim Zusammendrücken der Stirnseiten der Werkstücke 1, 2 in
der Längsachse
keine seitlichen Versetzungen, also glatte durchgehende Oberflächen.
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Auf
dem Schlitten 15 ist ein weiterer Antrieb 19 montiert,
durch den das Fräsaggregat 13, 14 relativ
zum Schlitten 15 unter Benutzung einer Spindel 20 oder
eines anderen geeigneten Antriebes nach dem Arbeitsgang „Fräsen" seitwärts aus
dem Arbeitsbereich herausgezogen wird. Mit den zurückgezogenen Fräsköpfen 13 kann
der Schlitten 15 vertikal bis unterhalb der Presstischebene
bewegt werden. Damit ist die Möglichkeit
eröffnet,
das Fräsaggregat 13, 14 mit
den angetriebenen Fräsköpfen 13 aus
der nach dem Fräsgang
erreichten Position, oberhalb der gefrästen Werkstücke, heraus zu bewegen und
damit ohne Behinderung der Richtarbeiten auf dem Presstisch die
vorbereitenden Arbeiten für
den nachfolgenden Arbeitsgang durchzuführen. Nach dem Fräsgang können die
auf dem Presstischen 5, 6 fixiert ausgerichteten
Werkstücke 1, 2 mit
Klebstoff versehen, mit den Zinken ineinander gepresst werden, wobei
das Werkstück 1 eingespannt
bleibt während
das Werkstück 2 durch
den auf Rollen 21 gelagerten Presstisch 6 gegen
das Werkstück 1 bewegt
und gepresst wird.
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Während der
Rüstzeit
und/oder der Presszeit kann das Fräsaggregat 13, 14 in
die anfängliche Arbeitsposition
zurückgebracht
und damit auch die Zeit für
die Rückführung des
Fräsaggregates
von der Position nach dem Fräsen
bis zur Ausgangsposition für
den folgenden Fräsgang
eingespart werden.
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Nach
Erreichen der unteren Position des Schlittens 15 können die
Fräsköpfe 13 unter
dem Presstisch durch den Antrieb 19 mit Spindel 20 wieder
ausgefahren und damit in die Arbeitsposition gegenüber den
Brettern 1, 2 gebracht werden. Die Fräsköpfe 13 sind
durch die Führung
des Schlittens 15 an der Führungssäule 17 und die Führung durch
den Antrieb 18 in vertikaler und den Antrieb 19, 20 in
horizontaler Ebene genau ausgerichtet bewegbar, so dass bei einem gegenläufigen Antrieb
der Fräsköpfe 13,
ein gleichmäßiger und
im Bereich der Zinken ein weitgehend freier Austrag von Spänen gegeben
ist.
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Mit
der Anlage nach der Erfindung wird erreicht, dass der aus drei Arbeitsgängen bestehende Arbeitsprozess
zur Verbindung von Stirnflächen
an Brettern oder dgl., nämlich
das Profilieren der Stirnflächen,
das Auftragen von Klebstoff und das Zusammenfügen der Werkstücke in einem
durchlaufenden Arbeitsgang ohne Zusatzzeiten, mit hoher Passgenauigkeit
erfolgt. Diese damit verbundene Zeitersparnis ist möglich, weil
das Richten, das Fräsen
und das Zusammenfügen
eines Werkstückes
auf dem gleichen Presstisch und mit den genau ausgerichteten, synchron
laufenden Fräsköpfen, gleichzeitig oder
zumindest zeitlich überlappend
erfolgt, also Verlustzeiten vermeidet.