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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein einwechselbares Beschichtungsaggregat für ein Bearbeitungszentrum zum Bearbeiten plattenförmiger Werkstücke, die bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen bestehen.
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Stand der Technik
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Bearbeitungsaggregate, die in die Hauptspindel eines Bearbeitungszentrums einwechselbar sind, sind beispielsweise aus der
DE 100 39 413 A1 und der
DE 102 29 775 C1 bekannt. Für einen gewünschten, auszuführenden Bearbeitungsvorgang kann ein entsprechendes Bearbeitungsaggregat aus einer Speichereinrichtung manuell oder automatisch in die Spindeleinheit des Bearbeitungszentrums eingewechselt werden.
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Bearbeitungszentren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken, insbesondere aus Holz bzw. Holzwerkstoffen, weisen häufig ein Beschichtungsaggregat, zum Beispiel ein Anleimaggregat zum Anleimen eines Kantenmaterials an eine Schmalfläche des Werkstücks auf. Dadurch kann eine spanende Bearbeitung, zum Beispiel einer Schmalfläche oder einer Kante des Werkstücks, mit einem Anleimen des Kantenmaterials kombiniert werden, so dass eine neue Aufspannung des Werkstücks in einer separaten Kantenanleimmaschine nicht erforderlich ist. Für die Anleimaggregate kommen verschiedene Techniken zum Einsatz, zum Beispiel wird Leim mittels Walzen auf eine Werkstückschmalfläche aufgetragen und anschließend Kantenmaterial auf die Werkstückschmalfläche aufgelegt und dann beispielsweise unter Einsatz von Andrückrollen an die Werkstückschmalfläche angedrückt. Eine folgende Aushärtung des Leims ermöglicht einen festen Sitz des Kantenmaterials. Andere Anleimaggregate arbeiten mit einem Laser zum Bestrahlen und Erweichen einer bereits am eingesetzten Kantenmaterial vorgesehenen Beschichtung, um eine Verbindung zwischen Kantenmaterial und Werkstückschmalfläche durch anschließendes Andrücken des Kantenmaterials an das Werkstück zu erzielen. Bearbeitungszentren mit Anleimaggregat sind beispielsweise aus der
DE 10 2005 018 885 B3 und der
EP 0 728 561 A1 bekannt.
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Die genannten Beschichtungsaggregate haben gemeinsam, dass für den Beschichtungsvorgang zum Erweichen bzw. Aktivieren des Beschichtungsmaterials bzw. einer Klebstoffschicht auf dem Beschichtungsmaterial, Energie in das Kantenmaterial bzw. die Klebstoffschicht eingebracht werden muss. Die zum Einsatz kommenden flüssigen Klebstoffe bzw. Leime zum Anleimen von Kantenmaterial werden ebenfalls in der Regel in einem erwärmten Zustand aufgetragen und härten nach dem Auftragen aus. Daher weisen die Beschichtungsaggregate eine elektrische Schnittstelle bzw. Kabelverbindung auf, um die für die Erwärmung des Beschichtungsmaterials erforderliche Energie als elektrische Energie dem Beschichtungsaggregat zuzuführen. Eine reine mechanische Anbindung eines Beschichtungsaggregats reicht daher bisher nicht aus, um ein Beschichtungsaggregat am Bearbeitungszentrum zu betreiben. Es muss zusätzlich eine elektrische Schnittstelle bzw. Kabelverbindung vorgesehen werden. Dadurch wird der flexible Einsatz der genannten Beschichtungsaggregate an verschiedenen Bearbeitungszentren auf Grund der Schnittstellenanforderungen erschwert. Der flexible Einsatz von Beschichtungsaggregaten ist somit mit den Beschichtungsaggregaten des Standes der Technik nur unzureichend gegeben.
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Darstellung der Erfindung
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einwechselbares Beschichtungsaggregat für ein Bearbeitungszentrum zum Bearbeiten von Werkstücken, die bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen bestehen, zur Verfügung zu stellen, das besonders flexibel an verschiedensten Bearbeitungszentren zum Einsatz kommen kann, indem die Energieversorgung des Beschichtungsaggregats im Hinblick auf seine Schnittstellenanforderungen vereinfacht ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein einwechselbares Beschichtungsaggregat mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung.
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Ein erfindungsgemäßes einwechselbares Beschichtungsaggregat für ein Bearbeitungszentrum zum Bearbeiten von Werkstücken, die bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen bestehen, weist einen Generator für die Erzeugung elektrischer Energie, ein Mittel, das mittels des Generators mit Energie versorgt wird, zum Erwärmen von Beschichtungsmaterial, und eine bevorzugt lösbare Drehmomentschnittstelle zum Übertragen eines Drehmoments von außen zum Beschichtungsaggregat auf. Erfindungsgemäß ist der Generator eingerichtet, mittels des Drehmoments angetrieben zu werden. Die Energie zum Erwärmen des Beschichtungsmaterials wird somit als mechanische Energie zum Beschichtungsaggregat übertragen. Dazu wird ein Drehmoment zum Beschichtungsaggregat übertragen, das einen Generator antreibt. Der Generator erzeugt elektrische Energie, die genutzt wird, ein Mittel zum Erwärmen von Beschichtungsmaterial mit Energie zu versorgen. Das Mittel zum Erwärmen von Beschichtungsmaterial wandelt somit die durch den Generator erzeugte elektrische Energie in Wärmeenergie um.
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Die Übertragung von elektrischer Energie zum Beschichtungsaggregat zum Erwärmen des Beschichtungsmaterials kann entfallen, da das Beschichtungsaggregat sich die elektrische Energie mittels des Generators aus der auf das Beschichtungsaggregat übertragenen mechanischen Energie selbst erzeugt. Dadurch wird die Anbindung des einwechselbaren Beschichtungsaggregats an ein Bearbeitungszentrum besonders einfach, da lediglich eine mechanische Anbindung erforderlich ist und die elektrische Anbindung in Form von Kabeln und Steckverbindern sowie eine steuerungstechnischen Anbindung des Beschichtungsaggregats entfallen kann. Dadurch kann das Beschichtungsaggregat besonders einfach in bestehende Bearbeitungszentren integriert werden.
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Die Drehmomentschnittstelle zum Übertragen des Drehmoments von Außen zum Beschichtungsaggregat ist bevorzugt lösbar ausgebildet, um den Wunsch nach einem flexiblen Anbringen des Beschichtungsaggregats an einem Bearbeitungszentrum Rechnung zu tragen. Als lösbare Drehmomentschnittstelle kommen gängige Schnittstellensysteme, wie zum Beispiel lösbare Welle-Nabe-Verbindungen, Kupplungen und entsprechende Getriebeelemente zum Einsatz.
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Erfindungsgemäß ist somit zum Einwechseln des Beschichtungsaggregats keine zusätzliche Vorbereitung der Maschine in Form einer Realisierung einer Elektroschnittstelle erforderlich. Es ist daher möglich, jedes gängige Bearbeitungszentrum mit verhältnismäßig geringem Aufwand für ein Einwechseln des erfindungsgemäßen Beschichtungsaggregats nachzurüsten. Durch den geringen Schnittstellenaufwand zum Einwechseln eines erfindungsgemäßen Beschichtungsaggregats sind die Kosten zum Erweitern eines bestehenden Bearbeitungszentrums mit einem Beschichtungsaggregat gering.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen einwechselbaren Beschichtungsaggregats ist die Drehmomentschnittstelle eingerichtet, das Drehmoment von der Bearbeitungsspindel des Bearbeitungszentrums aufzunehmen. Dadurch kann der Generator durch das Drehmoment der Antriebsspindel angetrieben werden. Ein zusätzlicher Energieeintrag in das Beschichtungsaggregat zum Erwärmen des Beschichtungsmaterials ist dann nicht erforderlich. Bevorzugt wird eine Drehmomentaufzweigung vorgesehen, die einen Teil des Drehmoments der Antriebsspindel in die Drehmomentschnittstelle zum Antreiben des Generators überträgt und das restliche Drehmoment für die Bearbeitungsaufgabe belässt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das einwechselbare Beschichtungsaggregat ein beheizbares Behältnis für das Beschichtungsmaterial auf. Mittels des Behältnisses kann erwärmtes Beschichtungsmaterial zur Verfügung gestellt und gespeichert werden. Besonders bevorzugt ist das Mittel zum Erwärmen des Beschichtungsmaterials in das Behältnis integriert. Dadurch ergibt sich ein technisch besonders einfacher Aufbau mit wenigen Systemschnittstellen.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Mittel zum Erwärmen des Beschichtungsmaterials eingerichtet, das Beschichtungsmaterial an schon mit Beschichtungsmaterial beschichteten Kanten und/oder Werkstücken zu erwärmen. Dadurch ist es möglich, Beschichtungsmaterial oder Werkstücke zu verwenden, die eine Leim- bzw. Klebstoffschicht aufweisen, die mittels Wärme aktivierbar ist. Das Mittel zum Erwärmen von dem Beschichtungsmaterial weist dazu eine geeignete Energiequelle auf, mit der Energie zum Übertragen zum Beschichtungsmaterial erzeugt werden kann. Für das Übertragen der Energie auf das Beschichtungsmaterial können daher erfindungsgemäß unterschiedliche Verfahren eingesetzt werden. So kann zum Erwärmen von dem Beschichtungsmaterial beispielsweise mittels eines Lasers, einer Infrarot-Strahlenquelle, einer Ultraschallquelle, einer Mikrowellenquelle oder einer Plasma-Quelle, Energie auf das Beschichtungsmaterial übertragen. Möglich ist auch der Einsatz einer Heißluftquelle oder einer Begasungsquelle zum Erwärmen des Beschichtungsmaterials. Wesentliches Merkmal dieser Energieübertragungstechniken durch das Mittel zum Erwärmen von dem Beschichtungsmaterial ist, dass die Energie über eine Distanz von der Energiequelle auf das Beschichtungsmaterial übertragen werden kann.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das einwechselbare Beschichtungsaggregat eine Datenübertragungsschnittstelle, bevorzugt eine berührungslose Datenübertragungsschnittstelle, zur Übermittlung von Zustandsdaten des einwechselbaren Beschichtungsaggregats an eine Maschinensteuerung auf. Für den Einsatz des einwechselbaren Beschichtungsaggregats ist es vorteilhaft, bestimmte Zustandsdaten von dem einwechselbaren Beschichtungsaggregat, zum Beispiel in einer Maschinensteuerung, zu erfassen. So ist für die Prozesssteuerung beispielsweise die Temperatur des Beschichtungsmaterials oder auch die Menge von dem im einwechselbaren Beschichtungsaggregat zwischengespeicherten Beschichtungsmaterial relevant. Bevorzugt wird die Datenübertragungsschnittstelle ebenfalls von dem Generator mit Energie versorgt und die Übertragung der Daten erfolgt berührungslos an eine Steuerung, beispielsweise die Steuerung des Bearbeitungszentrums. Dadurch kann dann auch für die Datenübertragung am einwechselbaren Beschichtungsaggregat eine Steckverbindung zum Übertragen der Daten weggelassen werden. Dadurch kann die Schnittstelle des einwechselbaren Beschichtungsaggregats auf die mechanische Schnittstelle beschränkt bleiben, was den Aufbau des einwechselbaren Beschichtungsaggregats im Hinblick auf seine Schnittstellenanforderungen einfach hält. Bevorzugt ist zur Datenübertragung am einwechselbaren Beschichtungsaggregat eine Standarddatenübertragungsschnittstelle, wie zum Beispiel Funk-Ethernet, Bluetooth oder Wireless LAN (Wireless Local Area Network) vorgesehen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren der Zeichnungen näher erläutert.
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Von den Figuren zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung eines an einem Bearbeitungszentrum angebrachten erfindungsgemäßen einwechselbaren Beschichtungsaggregats gemäß einer ersten Ausführungsform; und
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2 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen einwechselbaren Beschichtungsaggregats gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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In den Figuren bezeichnen die selben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines an einem Bearbeitungszentrum 2 angebrachten erfindungsgemäßen einwechselbaren Beschichtungsaggregats 1 gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Beschichtungsaggregat 1 ist im Bild unten dargestellt und an dem darüber ausschnittsweise dargestellten Bearbeitungszentrum 2 angebracht. Das Beschichtungsaggregat 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel hat die Aufgabe Kanten 4, die mit Beschichtungsmaterial 6 beschichtet sind, auf das Werkstück 5 aufzubringen. Das Beschichtungsaggregat 1 wird von einer Antriebsspindel 3 des Bearbeitungszentrums 2 angetrieben. Das Beschichtungsaggregat weist ferner ein Mittel 12 zum Erwärmen des Beschichtungsmaterials 6 auf. Das Mittel 12 zum Erwärmen des Beschichtungsmaterials 6 weist einen Generator 10 auf, der über eine Drehmomentschnittstelle 14 von der Arbeitsspindel 3 des Bearbeitungszentrums 2 angetrieben wird.
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Im Betrieb wird das Beschichtungsmaterial 6 mittels eines Mittels 12 zum Erwärmen des Beschichtungsmaterials 6 erwärmt und dadurch in seiner Klebewirkung aktiviert. Anschließend wird die Kante 4 mit dem Beschichtungsmaterial 6 an das Werkstück 5 angedrückt. Nach dem Abkühlen härtet die Verbindung von Kante 4 mit Beschichtungsmaterial 6 und Werkstück 5 aus. Das Bearbeitungszentrum 2 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein 5-Achsbearbeitungszentrum. Das Beschichtungsaggregat 1 kann erfindungsgemäß an Bearbeitungszentren 2 mit anderen Kinematiken betrieben werden.
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2 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen einwechselbaren Beschichtungsaggregats 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Wie in 1 ist oben im Bild das Bearbeitungszentrum 2 und unten ein einwechselbares Beschichtungsaggregat 1 dargestellt. Am Bearbeitungzentrum 2 ist eine Antriebsspindel 3 vorgesehen, die mit einer Drehmomentschnittstelle 14 des Beschichtungsaggregates 1 verbunden ist. Die Drehmomentschnittstelle 14 des Beschichtungsaggregates 1 ist mit einem Generator 10 für die Erzeugung elektrischer Energie des Beschichtungsaggregates 1 verbunden. Eine als gepunktete Linie dargestellte elektrische Leitung 8 verbindet den Generator 10 mit einem Mittel 12 zum Erwärmen von Beschichtungsmaterial 12, um dem Mittel 12 zum Erwärmen von Beschichtungsmaterial 12 elektrische Energie zuzuführen. Mittels einer Energiequelle 9 am Mittel 12 zum Erwärmen von Beschichtungsmaterial 12 kann das Beschichtungsmaterial 6, das bei diesem Ausführungsbeispiel in einem Behältnis 7 am Mittel 12 zum Erwärmen von Beschichtungsmaterial 12 angeordnet ist, erwärmt werden. Mittels einer Datenübertragungsschnittstelle 11 werden Zustandsdaten, z. B. die Temperatur des Beschichtungsmaterials 12 an eine Steuerung, beispielsweise die Steuerung des Bearbeitungszentrums 2 übertragen, um eine optimale Prozessteuerung der Erwärmung des Beschichtungsmaterials 6 zu ermöglichen.
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Das erfindungsgemäße einwechselbare Beschichtungsaggregat 1 ermöglicht es, ein Bearbeitungszentrum 2 mit dem Beschichtungsaggregat auszurüsten, ohne dass eine elektrische Energieversorgung zwischen dem Bearbeitungszentrum 2 und dem Beschichtungsaggregat 1 zum Erwärmen von Beschichtungsmaterial 6 realisiert werden muss. Die zum Erwärmen des Beschichtungsmaterials 6 notwendige Energie kann dafür mittels eines Generators 10 des Beschichtungsaggregates 1 aus der von dem Bearbeitungszentrum 2 auf das Beschichtungsaggregat 1 übertragenen mechanischen Energie erzeugt werden. Dadurch kann das Beschichtungsaggregat 1 am Bearbeitungszentrum 2 besonders flexibel eingesetzt werden. Ferner kann das Beschichtungsaggregat 1 universell auch an Bearbeitungszentren 2 eingesetzt werden, an denen entsprechende elektrische Schnittstellen zum Übertragen von Energie zum Beschichtungsaggregat 1 nicht vorgesehen sind.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorliegend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Einwechselbares Beschichtungsaggregat
- 2
- Bearbeitungszentrum
- 3
- Antriebsspindel
- 4
- Kante
- 5
- Werkstück
- 6
- Beschichtungsmaterial
- 7
- Behältnis
- 8
- Leitung
- 9
- Energiequelle
- 10
- Generator
- 11
- Datenübertragungsschnittstelle
- 12
- Mittel zum Erwärmen von Beschichtungsmaterial
- 14
- Drehmomentschnittstelle
- 16
- Antriebseinheit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10039413 A1 [0002]
- DE 10229775 C1 [0002]
- DE 102005018885 B3 [0003]
- EP 0728561 A1 [0003]
