DE202010010704U1

DE202010010704U1 - Bearbeitungsvorrichtung

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Publication number: DE202010010704U1
Application number: DE202010010704U
Authority: DE
Original assignee: Ledermann GmbH and Co KG
Current assignee: Ledermann GmbH and Co KG
Priority date: 2010-07-27
Filing date: 2010-07-27
Publication date: 2011-11-14
Anticipated expiration: 2020-07-28

Abstract

Vorrichtung (10) zum Bearbeiten eines plattenförmigen Werkstücks (32), das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, holzähnlichen Werkstoffen oder Kunststoffen besteht, umfassend einen um eine Rotationsachse (14) rotierbaren Bearbeitungskopf (12) mit mehreren Bearbeitungswerkzeugen (16.1–16.12), insbesondere Klingenelementen, die an dem Bearbeitungskopf (12) angebracht, insbesondere teilweise darin aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Bearbeitungswerkzeug (16.1, 16.3, 16.4, 16.6, 16.7, 16.9, 16.10, 16.12) relativ zu dem Bearbeitungskopf (12) und bevorzugt parallel zu der Rotationsachse (14) verschiebbar ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines plattenförmigen Werkstücks, das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, holzähnlichen Werkstoffen oder Kunststoffen besteht, umfassend einen um eine Rotationsachse rotierbaren Bearbeitungskopf mit mehreren Bearbeitungswerkzeugen, insbesondere Klingenelementen, die an den Bearbeitungskopf angebracht, insbesondere teilweise darin aufgenommen sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Spanabhebendes Bearbeitungswerkzeug für eine solche Vorrichtung.
Stand der Technik
Auf dem Gebiet der sogenannten Durchlaufbearbeitungsmaschinen, insbesondere Kantenanleimmaschinen, wird ein zu bearbeitendes Werkstück mit im Wesentlichen konstanter Geschwindigkeit an verschiedenen, hintereinander angeordneten Bearbeitungsvorrichtungen vorbei geführt. Diese Bearbeitungsvorrichtungen führen verschiedene Bearbeitungsschritte an dem Werkstück durch, wie beispielsweise ein Formfräsen der Werkstückkante, Schleifen oder Finishen.
Dabei werden zunehmend solche Durchlaufmaschinen als Bearbeitungsvorrichtung gewünscht, die für die sogenannte Losgröße 1 verwendet werden können. Hierbei werden individuell bemessene und geformte Werkstücke in beliebiger Reihenfolge an der Durchlaufmaschine vorbei geführt, um bearbeitet zu werden. Darüber hinaus wird beispielsweise jeweils eine individuelle Kantengeometrie gewünscht. Die Kante soll also beispielsweise mit einer Geraden oder einer Krümmung versehen werden.
Um eine hohe Produktivität der Maschine zu erreichen, wird der Abstand zwischen einzelnen Werkstücken, die sogenannte Lücke, möglichst weit reduziert. Die Vorschubgeschwindigkeit der Werkstücke einer solchen Durchlaufmaschine beträgt üblicherweise 35 bis 50 m/min und die Lückenweite zwischen einzelnen Werkstücken soll auf 400 mm begrenzt werden, um die Ausdehnung der Bearbeitungsvorrichtung bzw. einer Reihe von hinter einander angeordneten Bearbeitungsvorrichtungen in Längsrichtung möglichst gering halten zu können.
Aus der DE 199 15 672 C2 ist eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Kanten eines plattenförmigen Werkstücks mit mehreren Spanwerkzeugen bekannt. Die dort beschriebene Vorrichtung eignet sich grundsätzlich dazu, ohne aufwändige Einstellarbeiten verschiedene spanende Bearbeitungsvorgänge auszuführen. Diese bekannte Vorrichtung ist jedoch nicht dazu geeignet, mehrere individuell dimensionierte Werkstücke, die unmittelbar aufeinander folgen, im Zuge einer durchgehenden Bearbeitung individuell zu bearbeiten, d. h. mit verschiedenen Bearbeitungsformen, z. B. Geraden, Krümmung, zu versehen.
Die EP 2 011 614 A1 beschreibt eine Kantenbearbeitungsvorrichtung, die zwei Schneideeinheiten aufweist, um das Schnittprofil der Vorrichtung durch wahlweises Einsetzen der ersten oder zweiten Schneideeinrichtung zu variieren. Diese Vorrichtung ermöglicht es jedoch nicht, eine Vielzahl individuell dimensionierter Werkstücke der Losgröße 1 im Durchlauf zu bearbeiten.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines plattenförmigen Werkstücks bereitzustellen, durch die eine Vielzahl individuell dimensionierter Werkstücke im Durchlauf individuell bearbeitet werden kann, ohne die Taktzeit der Bearbeitung zu verringern, das heißt weder die Vorschubgeschwindigkeit zu verringern, noch die Lückenweite zu vergrößern.
Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines plattenförmigen Werkstücks, das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, holzähnlichen Werkstoffen oder Kunststoffen besteht und das einen um eine Rotationsachse rotierbaren Bearbeitungskopf mit mehreren Bearbeitungswerkzeugen, insbesondere Klingenelementen, die an dem Bearbeitungskopf angebracht, insbesondere teilweise darin aufgenommen sind, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Bearbeitungswerkzeug relativ zu dem Bearbeitungskopf, bevorzugt auch relativ zu zumindest einem anderen Bearbeitungswerkzeug und bevorzugt parallel zu der Rotationsachse verschiebbar ist.
Dadurch, dass das zumindest eine Bearbeitungswerkzeug relativ zu dem Bearbeitungskopf verschiebbar ist, kann es schnell zwischen zwei Positionen umgestellt werden, einer „Eingriffsposition” in Eingriff mit dem Werkstück und einer „Nichteingriffsposition” außer Eingriff mit dem Werkstück.
„In Eingriff mit dem Werkstück” bzw. „außer Eingriff mit dem Werkstück” bedeuten hier jeweils, dass das Bearbeitungswerkzeug bei entsprechender Rotation des Bearbeitungskopfes das Werkstück zeitweise zur Bearbeitung kontaktiert bzw. nicht kontaktiert.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe liegt insbesondere darin, dass die Bearbeitungswerkzeuge, im Gegensatz zum Stand der Technik, einzeln in dem Werkzeugkopf gelagert und somit einzeln axial verschiebbar sind. Die Bearbeitungswerkzeuge sind jedoch in dem Bearbeitungskopf derart gelagert, dass die hohen Präzisionsanforderungen an die von der Bearbeitungsvorrichtung bearbeiteten Werkstücke erfüllt werden können. Durch die leichte Verschiebbarkeit der Bearbeitungswerkzeuge wird ferner eine sehr schnelle Reaktion der Bearbeitungsvorrichtung auf geänderte Bearbeitungsformen, d. h. andere zu benutzende Bearbeitungswerkzeuge, und damit eine hohe Taktzahl der Werkstücke möglich. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich aus den kleinen zu bewegenden Massen der Bearbeitungswerkzeuge, die besonders große Kräfte auf die Vorrichtung bei hohen Rotationsgeschwindigkeiten vermeiden und somit erst besonders hohe Geschwindigkeiten ermöglichen.
Dadurch, dass das Bearbeitungswerkzeug bevorzugt parallel zu der Rotationsachse verschiebbar ist, ist der Verschiebungsprozess des Bearbeitungswerkzeugs ferner nur wenig von Fliehkräften, die durch die Rotation des Bearbeitungskopfes entstehen, beeinträchtigt. Aus diesem Grund erlaubt diese bevorzugte Ausgestaltung der Vorrichtung eine besonders genaue Bearbeitung des Werkstücks durch die verschiebbaren Bearbeitungswerkzeuge.
Bevorzugt sind zumindest zwei Bearbeitungswerkzeuge relativ zu dem Bearbeitungskopf und besonders bevorzugt parallel zu der Rotationsachse unabhängig voneinander verschiebbar. Dadurch lässt sich ein höherer Individualisierungsgrad bei den Werkstücken erreichen. Das bedeutet, dass mehr verschiedene Bearbeitungsarten durch die eine Vorrichtung durchgeführt werden können.
Mit Vorteil sind jeweils zwei oder mehr Bearbeitungswerkzeuge in einer Gruppe gemeinsam bewegbar und an dem Bearbeitungskopf sind zumindest zwei Gruppen von Bearbeitungswerkzeugen angebracht. Die Bearbeitungswerkzeuge lassen sich dabei einerseits relativ zu dem Bearbeitungskopf und andererseits bevorzugt relativ zu anderen Bearbeitungswerkzeugen verschieben.
Eine Gruppe im Sinne dieser bevorzugten Ausführungsform kann dabei beispielsweise vier Bearbeitungswerkzeuge umfassen, die jeweils gleichzeitig relativ zu dem Bearbeitungskopf bewegt werden können und/oder derart miteinander verbunden sind, dass die Bewegung eines Bearbeitungswerkzeugs der Gruppe die Bewegung der übrigen Bearbeitungswerkzeuge der Gruppe nach sich zieht. Die Gruppe kann jedoch auch aus einer anderen Zahl von Bearbeitungswerkzeugen, beispielsweise 2, 3 oder 5, bestehen.
Durch das gemeinsame Bewegen mehrerer Bearbeitungswerkzeuge in einer Gruppe kann einerseits die Bearbeitungsgeschwindigkeit erhöht werden, da mehrere Bearbeitungswerkzeuge auf das Werkstück einwirken, andererseits kann durch gleichmäßige Verteilung der Bearbeitungswerkzeuge auf den Umfang des Bearbeitungskopfes eine ausgeglichenere Rotation des Bearbeitungskopfes sichergestellt werden, was die vom Bearbeitungskopf aufzunehmenden Kräfte reduziert.
Es können alle Bearbeitungswerkzeuge verschiebbar sein, alternativ kann auch eine Gruppe von Bearbeitungswerkzeugen fest montiert sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Bearbeitungskopf ein Bewegungsmittel zum Bewegen des zumindest einen Bearbeitungswerkzeugs und bevorzugt mehrerer Bearbeitungswerkzeuge. Das bedeutet, dass der Bearbeitungskopf so ausgestaltet ist, dass er das zumindest eine Bearbeitungswerkzeug und bevorzugt mehrere Bearbeitungswerkzeuge bewegen kann, so dass ein aufwändiger Mechanismus zum Bewegen der Bearbeitungswerkzeuge von außerhalb unnötig ist.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist das Bewegungsmittel ein Druckleitungssystem, das derart ausgestaltet ist, dass ein unter Druck stehendes Fluid auf das zumindest eine Bearbeitungswerkzeug wirken kann, um es zu verschieben. Durch ein Druckleitungssystem kann sehr leicht eine Kraft auf eines oder mehrere der Bearbeitungswerkzeuge ausgeübt werden, um dieses/diese relativ zu dem Bearbeitungskopf zu bewegen. Das in dem Druckleitungssystem befindliche Fluid kann dabei von außen durch eine Druckquelle mit Druck beaufschlagt werden, sofern ein Bearbeitungswerkzeug verschoben werden soll. Das Zusammenfassen mehrerer Bearbeitungswerkzeuge in eine bzw. mehrere Gruppen lässt sich durch das Druckleitungssystem elegant realisieren, indem mehrere Bearbeitungswerkzeuge durch miteinander kommunizierender Leitungen verbunden sind und gemeinsam mit Druck beaufschlagt werden können, so dass eine gleichzeitige Bewegung der Bearbeitungswerkzeuge sichergestellt werden kann.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist das Bewegungsmittel ein elektromechanisches System, das derart ausgestaltet ist, dass auf das zumindest eine Bearbeitungswerkzeug eine Kraft ausgeübt werden kann, um es zu verschieben. Alternativ zu den vorgenannten Druckleitungen kann das Bewegungsmittel also beispielsweise als ein Piezoelement oder ein Magnet mit jeweils entsprechender Steuerung ausgeführt sein. Ein solches Bewegungsmittel hat den Vorteil, dass es sehr genau und individuell steuerbar ist, so dass durch ein solches Bewegungsmittel eine noch größere Flexibilität beim Verschieben der Bearbeitungswerkzeuge erreicht wird. Insbesondere können so Gruppen von Bearbeitungswerkzeugen auch ohne mechanische Umgestaltung der Bearbeitungsvorrichtung unterschiedlich zusammengesetzt werden.
Bevorzugt ist das Bearbeitungswerkzeug durch ein Federelement mit einer Federkraft beaufschlagt, die relativ zu dem Bearbeitungskopf und bevorzugt parallel zur Rotationsachse wirkt. Die Federkraft kann insbesondere gegen die Antriebskraft des Bewegungsmittels wirken und wird von einem Federelement, beispielsweise einer Schraubenfeder ausgeübt. In dieser Ausgestaltung führt die Federkraft dazu, dass bei Nichtaktivieren des Bewegungsmittels nur die Federkraft auf das Bearbeitungswerkzeug wirkt, und dieses relativ zu dem Bearbeitungskopf in die nicht bewegte Position zurückschiebt. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Bewegungsmittel das Bearbeitungswerkzeug aus der Nichteingriffsposition in die Eingriffsposition bewegt, während die Federkraft bei Nichtaktivieren des Bewegungsmittels das Bearbeitungswerkzeug zurück aus der Eingriffsposition in die Nichteingriffsposition verschiebt. Somit lässt sich durch die Federkraft ein Grundzustand des Bearbeitungswerkzeugs festlegen, indem das Bearbeitungswerkzeug nicht in Eingriff mit dem Werkstück sein kann, den das Bearbeitungswerkzeug ohne aktives Bewegen durch das Bewegungselement oder dergleichen, insbesondere also nicht ungewollt, verlassen kann. Alternativ und zusätzlich ist es möglich, dass das Bearbeitungswerkzeug durch die durch einen Fluiddruck erzeugte Kraft und/oder eine Magnetkraft in den Grundzustand bewegen.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind einige der mehreren Bearbeitungswerkzeuge teilweise in Ausnehmungen des Bearbeitungskopfes aufgenommen. Die bevorzugten Ausnehmungen für die Bearbeitungswerkzeuge ermöglichen einen sicheren Halt der Werkzeuge in dem Bearbeitungskopf und ein sicheres Führen der Bearbeitungswerkzeuge zwischen der Eingriffsposition und der Nichteingriffsposition. Darüber hinaus erleichtert das Vorsehen von Ausnehmungen im Bearbeitungskopf zur Aufnahme zumindest einiger der mehreren Bearbeitungswerkzeuge die Realisierung des Bewegungsmittels als Druckleitungssystem, da auf diese Weise besonders gut Druckkammern in dem Bearbeitungskopf gebildet werden können.
Mit Vorteil weist der Bearbeitungskopf einen ersten Anschlag und einen zweiten Anschlag zum Begrenzen einer Verschiebung des zumindest einen Bearbeitungswerkzeugs auf. Durch diese Anschläge wird es dem Bearbeitungswerkzeug ermöglicht, jeweils in eine genau definierte Position verschoben zu werden. Sowohl die Eingriffsposition als auch die Nichteingriffsposition kann auf diese Weise durch einen Anschlag am Bearbeitungskopf eindeutig definiert und durch durchgehendes Beaufschlagen mit einer Kraft, entweder durch das Bewegungsmittel oder beispielsweise eine die Federkraft ausübende Feder, in dieser Position gehalten werden.
Bevorzugt ist zumindest ein Bearbeitungswerkzeug fest an dem Bearbeitungskopf angebracht, insbesondere angeschraubt. Dies ermöglicht es, dass ein oder mehrere Bearbeitungswerkzeuge, beispielsweise einer ersten Gruppe, eine feste Position an dem Bearbeitungskopf einnehmen, wogegen weitere Bearbeitungswerkzeuge jeweils in ihre Eingriffspositionen verschoben werden können, so dass die fest an dem Bearbeitungskopf angebrachten Bearbeitungswerkzeuge nicht in Eingriff mit dem Werkstück gebracht werden können. Beim Zurückziehen der verschiebbaren Bearbeitungswerkzeuge aus der Eingriffsposition in ihre Nichteingriffsposition treten diese bevorzugt hinter das zumindest eine fest angebrachte Bearbeitungswerkzeug zurück, so dass nur noch das fest angebrachte Bearbeitungswerkzeug in Eingriff mit dem Werkstück ist.
Mit anderen Worten ist zumindest ein Bearbeitungswerkzeug oder eine erste Gruppe von Bearbeitungswerkzeugen fest an dem Bearbeitungskopf installiert und somit nicht zwischen zwei Positionen, einer Eingriffsposition und einer Nichteingriffsposition, verschiebbar. Zumindest ein weiteres Bearbeitungswerkzeug, bevorzugt eine weitere Gruppe von Bearbeitungswerkzeugen, ist jedoch verschiebbar. In der Eingriffsposition des verschiebbaren Bearbeitungswerkzeugs ist dies so positioniert, dass das feste Bearbeitungswerkzeug durch das verschiebbare Bearbeitungswerkzeug verdeckt ist. Beispielsweise kann dies durch eine axiale Verschiebung des verschiebbaren Bearbeitungswerkzeugs über eine axiale Position hinaus erfolgen, in der das feste Bearbeitungswerkzeug angebracht ist. Bei einer Annäherung des Werkstücks in axialer Richtung relativ zu dem Bearbeitungswerkzeug wird es, aufgrund der Rotationsbewegung des Bearbeitungskopfs, zuerst von dem verschiebbaren Bearbeitungswerkzeug kontaktiert und bearbeitet, bevor es in Kontakt mit dem festen Bearbeitungswerkzeug treten kann. D. h. durch das Verschieben eines Bearbeitungswerkzeugs wird der Kontakt des Werkstücks mit einem anderen, zurück gebliebenen, z. B. fest montierten Bearbeitungswerkzeug vermieden.
Daneben ist es jedoch auch möglich, dass alle Bearbeitungswerkzeuge verschiebbar sind, d. h. keins der Bearbeitungswerkzeuge fest am Bearbeitungskopf angebracht ist.
Neben Anschrauben des Bearbeitungswerkzeugs eignen sich selbstverständlich auch andere Mittel zum Anbringen des Bearbeitungswerkzeugs an dem Bearbeitungskopf. Das Anschrauben hat jedoch den Vorteil, dass das Bearbeitungswerkzeug zwar fest an dem Bearbeitungskopf angebracht, jedoch gleichzeitig auch leicht von ihm gelöst werden kann.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein spanabhebendes Bearbeitungswerkzeug für eine vorstehend definierte Vorrichtung bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch das Bearbeitungswerkzeug gemäß Anspruch 11 gelöst.
Das erfindungsgemäße spanabhebende Bearbeitungswerkzeug für eine Vorrichtung, die vorstehend beschrieben wurde, umfasst einen Schaft, der als Klinge ausgestaltet sein kann, und einen Sockel, der ausgestaltet ist, um verschiebbar an dem Bearbeitungskopf angebracht, insbesondere teilweise darin aufgenommen zu sein. Ein solches Bearbeitungswerkzeug ist somit derart ausgestaltet, dass es erfindungsgemäß an dem Bearbeitungskopf angebracht werden kann.
Mit Vorteil weist das Bearbeitungswerkzeug ferner eine Führungsfläche auf, um relativ zu dem Bearbeitungskopf geführt verschoben werden zu können. Eine solche Führungsfläche kann beispielsweise durch eine definierte geometrische Form des Sockels oder des Schafts des Bearbeitungswerkzeugs realisiert werden, so dass ein Verdrehen des Bearbeitungswerkzeugs relativ zu dem Bearbeitungskopf verhindert werden kann.
Daneben ist auch denkbar, dass das Bearbeitungswerkzeug durch eine entsprechende Führungsfläche neben einer translativen Bewegung, dem Verschieben aus der Nichteingriffsposition in die Eingriffsposition, eine rotierende Bewegung bei dieser Verschiebungsbewegung durchführt, so dass das Bearbeitungswerkzeug insgesamt beispielsweise eine Schraubenbewegung vollzieht. Durch das Vorsehen einer Führungsfläche kann somit das Bearbeitungswerkzeug sehr genau definiert relativ zu dem Bearbeitungskopf bewegt werden, wobei die Bewegung individuell an die Anforderungen der jeweiligen Bearbeitungsvorrichtung angepasst werden kann, indem die Führungsfläche entsprechend gestaltet wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Bearbeitungswerkzeug in einem Abschnitt eine vieleckige Grundfläche auf. Dieser Abschnitt des Bearbeitungswerkzeugs ist bevorzugt der Sockel, der somit eine Verdrehsicherung des Bearbeitungswerkzeugs relativ zu dem Bearbeitungskopf darstellt und zu einer sicheren Fixierung des Werkzeugs in dem Kopf führt. Die Grundfläche kann bevorzugt als ein regelmäßiges oder unregelmäßiges Polygon ausgeführt sein. Daneben ist es grundsätzlich auch möglich, es als eine ovale oder anderweitig nicht-kreisförmige Form auszuführen und/oder eine Führungsnut in den Abschnitt einzubringen.
Bevorzugt weist das Bearbeitungswerkzeug zumindest einen Kragenabschnitt auf, der ausgestaltet ist, um mit einem Anschlag an dem Bearbeitungswerkzeug in Wechselwirkung zu treten. Der Kragenabschnitt muss dabei nicht umlaufend sein, sondern es reicht grundsätzlich aus, einen einzelnen Vorsprung an dem Bearbeitungswerkzeug vorzusehen, der mit dem Anschlag an dem Bearbeitungskopf in Wechselwirkung treten, das heißt an ihn anstoßen kann. Durch das Vorsehen eines entsprechenden Kragenabschnitts an dem Bearbeitungswerkzeug lässt sich die Wirkung des Anschlags an dem Bearbeitungskopf besonders leicht erzielen, ohne dass der Anschlag des Bearbeitungskopfes besonders aufwändig an die Grundform des Bearbeitungswerkzeugs angepasst sein müsste.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Sockel des Bearbeitungswerkzeugs ausgestaltet, um in dem Bearbeitungskopf eine Druckkammer zu begrenzen, wobei der Sockel zur Aufnahme eines Dichtungsmittels ausgestaltet ist, um die Druckkammer fluiddicht abzuschließen. Als Dichtungsmittel eignet sich besonders ein Dichtungsring, der umfangseitig um den Sockel des Bearbeitungswerkzeugs vorgesehen sein kann.
Sofern das Bearbeitungswerkzeug in einer Ausnehmung in dem Bearbeitungskopf zumindest teilweise aufgenommen werden kann, lässt sich die Druckkammer besonders leicht durch die Wände der Ausnehmung sowie den Sockel des Bearbeitungswerkzeugs realisieren. In diesem Zusammenhang wird besonders bevorzugt ein Druckleitungssystem als Bewegungsmittel verwendet.
Durch die vorstehend beschriebene Bearbeitungsvorrichtung und das damit zusammenhängende Bearbeitungswerkzeug wird die Aufgabe gelöst, eine Bearbeitungsvorrichtung bereitzustellen, die eine hohe Produktivität der Durchlaufmaschine sicherstellt, indem eine Vielzahl individuell dimensionierter Werkstücke individuell bearbeitet werden können, ohne die Vorschubgeschwindigkeit zu reduzieren oder die Lückenweite zu erhöhen und damit die Taktzahl zu reduzieren. Es kann also eine Bearbeitung von Werkstücken der Losgröße 1 mit hoher Effizienz realisiert werden.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung lassen sich vor allem Kanten von plattenförmigen Werkstücken besonders gut individuell bearbeiten. Dabei lassen sich verschiedene Fasen oder Kantenformen durch die unterschiedlichen Bearbeitungswerkzeuge realisieren. Bevorzugt umfasst die Vorrichtung dabei drei verschiedene Arten von Bearbeitungswerkzeugen, um drei verschiedene Kantenformen umzusetzen. Insbesondere können die drei verschiedenen Bearbeitungswerkzeuge dabei gebogene Klingen mit drei jeweils verschiedenen Radien oder beispielsweise eine gerade verlaufende und eine oder mehrere gebogene Klingen aufweisen.
Die Bearbeitungsvorrichtung eignet sich besonders zur Bearbeitung von plattenförmigen Werkstücken im Zusammenhang mit einer Tastrolle, die das präzise Bearbeiten der Kanten ermöglicht. Die Rotationsgeschwindigkeit, mit welcher sich der Bearbeitungskopf um die Rotationsachse dreht, beträgt üblicherweise 6.000 bis 12.000 Umdrehungen/Minute und die Kraft, mit welcher die Bearbeitungswerkzeuge auf das Werkstück einwirken, beträgt jeweils etwa 80 N.
Neben der Rotationszerspanung, die bei dem Rotationsbetrieb des Bearbeitungskopfes durchgeführt wird, lässt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung grundsätzlich auch zur Linearzerspanung, das heißt als Ziehklinge, nämlich mit stehendem Bearbeitungskopf, verwenden.
Die Bearbeitungswerkzeuge sind bevorzugt austauschbar, das heißt sie können von dem Bearbeitungskopf leicht gelöst und durch neue Bearbeitungswerkzeuge ersetzt werden. Ferner kann die Bearbeitungsvorrichtung an ihrem Bearbeitungskopf eine Wuchtungsvorrichtung aufweisen, um eine umwuchtfreie Rotation des Bearbeitungskopfes zu ermöglichen, auch wenn stark unterschiedliche Bearbeitungswerkzeuge an dem Bearbeitungskopf vorgesehen sind.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung und der Gesamtheit der Schutzansprüche.
Kurze Figurenbeschreibung
1 zeigt eine Draufsicht eines bevorzugten Bearbeitungswerkzeugs;
2a zeigt eine Seiten-Schnittansicht des Bearbeitungswerkzeugs aus 1;
2b zeigt eine Seiten-Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Bearbeitungswerkzeugs;
3 zeigt eine Seitenansicht des Bearbeitungswerkzeugs mit einem zu bearbeitenden Werkstück;
4 zeigt das Bearbeitungswerkzeug mit einem zu bearbeitenden Werkstück aus 3 in einer perspektivischen Darstellung und
5 zeigt ein bevorzugtes Bearbeitungswerkzeug für die Bearbeitungsvorrichtung.
Wege zur Ausführung der Erfindung
1 zeigt eine Draufsicht einer bevorzugten Bearbeitungsvorrichtung 10 mit einem Bearbeitungskopf 12, der um eine Rotationsachse 14 rotierbar ist und mehrere Bearbeitungswerkzeuge 16.1–16.12 aufweist, die an dem Bearbeitungskopf 12 angebracht sind. Die Bearbeitungswerkzeuge 16.1–16.12 sind in Ausnehmungen 18.1–18.12 in dem Bearbeitungskopf 12 aufgenommen. Sie werden jeweils durch schraubenförmige Führungselemente 20.1–20.12 kalibriert und durch diese ferner an einem Herausrutschen aus den Ausnehmungen 18.1–18.12 gehindert.
Die Führungselemente 20.1–20.12 sind jeweils an Positionen radial innerhalb der Positionen der Bearbeitungswerkzeuge 16.1–16.12 mit dem Bearbeitungskopf 12 verschraubt. Die zwölf Bearbeitungswerkzeuge 16.1–16.12 der Bearbeitungsvorrichtung 10 sind in gleichmäßigem gegenseitigem Abstand zueinander umlaufend in dem Bearbeitungskopf vorgesehen.
Jeweils vier Bearbeitungswerkzeuge sind in insgesamt drei Gruppen zusammengefasst. Dabei gehören die Bearbeitungswerkzeuge 16.2, 16.5, 16.8 und 16.11 zu einer ersten Gruppe von Bearbeitungswerkzeugen, die Bearbeitungswerkzeuge 16.3, 16.6, 16.9 und 16.12 zu einer zweiten Gruppe von Bearbeitungswerkzeugen und die Bearbeitungswerkzeuge 16.1, 16.4, 16.7 und 16.10 zu einer dritten Gruppe von Bearbeitungswerkzeugen. Die Bearbeitungswerkzeuge 16.2, 16.5, 16.8 und 16.11 der ersten Gruppe sind nicht verschiebbar ausgeführt, sondern fest an dem Bearbeitungskopf 12 angeschraubt. Die Bearbeitungswerkzeuge der anderen beiden Gruppen können aber jeweils gleichzeitig angesteuert und verschoben werden.
Somit lassen sich die Bearbeitungswerkzeuge der zweiten und dritten Gruppe jeweils relativ zu dem Bearbeitungskopf 12, relativ zu der ersten Gruppe von Bearbeitungswerkzeugen und gegebenenfalls auch relativ zu der jeweils anderen der zweiten und dritten Gruppe von Bearbeitungswerkzeugen parallel zur Rotationsachse 14 verschieben.
2a zeigt eine Seiten-Schnittansicht der Bearbeitungsvorrichtung 10. In dieser Schnittansicht sind die als Klingenelemente ausgeführten Bearbeitungswerkzeuge 16.3 und 16.8 dargestellt. Auf der linken Seite der 2a ist zu erkennen, wie in der Ausnehmung 18.8 des Bearbeitungskopfes 12 das Bearbeitungswerkzeug 16.8 aufgenommen und durch Schrauben 30.1 und 30.2 in der Ausnehmung 18.8 fixiert ist.
Das Führungselement 20.8 kann zusätzlich als Sicherung gegen ein Herausziehen oder Herausrutschen des Bearbeitungswerkzeugs 16.8 dienen, da es über eine Nase 17.8 vorsteht und dadurch ein Herausziehen des Bearbeitungswerkzeugs 16.8 verhindert.
Auf der rechten Seite der 2a ist eine Ausführungsform des Bearbeitungswerkzeugs 16.3 abgebildet, das in der Ausnehmung 18.3 des Bearbeitungskopfes 12 aufgenommen und darin verschiebbar ist. Das Bearbeitungswerkzeug 16.3 weist ebenfalls eine Nase 17.3 auf, die gegen das Führungselement 20.3 anschlagen kann.
Bei dem verschiebbaren Bearbeitungswerkzeug 16.3 dient das Führungselement 20.3 jedoch hauptsächlich der Kalibrierung des Bearbeitungswerkzeugs. Im unteren Bereich des Bearbeitungswerkzeugs 16.3 ist dargestellt, dass dieses zwei Kragenabschnitte 24 und 26 aufweist, wobei ein Kragenabschnitt 24 gegen einen Anschlag 22 des Bearbeitungskopfes 12 stoßen kann, so dass eine Verschiebung des Bearbeitungswerkzeugs 16.3 parallel zur Rotationsachse 14 begrenzt wird. Die Bewegungsrichtung des Bearbeitungswerkzeugs 16.3 ist in 2a durch den mit „X” bezeichneten Pfeil angedeutet. Andererseits begrenzt ein zweiter Anschlag 23 die Bewegung des Bearbeitungswerkzeugs 16.3 in der gegenüberliegenden Richtung.
Unterhalb des Kragenabschnitts 26 befindet sich ein Druckleitungssystem 28, das als Bewegungsmittel für das Bearbeitungswerkzeug 16.3 fungiert. Das Druckleitungssystem 28 umfasst mehrere Druckleitungen 27.1–27.3, die in dem Bearbeitungskopf 12 verlaufen. Zwei in Umfangsrichtung verlaufende Druckleitungen 27.1, 27.2 können dabei als Verteiler fungieren, um jeweils die Bearbeitungswerkzeuge 16.3, 16.6, 16.9 und 16.12 der zweiten Gruppe bzw. die Bearbeitungswerkzeuge 16.1, 16.4, 16.7 und 16.10 der dritten Gruppe mit Druck zu beaufschlagen und damit koordiniert gleichzeitig zu bewegen.
In 2a ist ferner eine Wuchtungsvorrichtung angedeutet, die durch eine den Bearbeitungskopf umlaufenden Nut 40 realisiert wird. Die Nut weist dabei in ihrem Querschnitt eine Schwalbenschwanzform auf, um in radialer Richtung einen Formschluss mit einem in die Nut eingebrachten Wuchtungsgewicht herzustellen. Somit können an beliebigen Winkelpositionen des Bearbeitungskopfs 12 ein oder mehrere Wuchtungsgewichte vorgesehen werden, um eine ausgewuchtete Rotation des Bearbeitungskopfes zu ermöglichen.
Im unteren Bereich des in 2a gezeigten Bearbeitungskopfes 12 befinden sich Schrauben 29.1, 29.2 zum Anschließen der Bearbeitungsvorrichtung 10 an einen Motor (nicht gezeigt), um den Bearbeitungskopf um die Rotationsachse 14 zu rotieren.
2a zeigt ferner eine Schraubenfeder 19 als Federelement, das in der Ausnehmung 18.3 des Bearbeitungskopfs 12 vorgesehen ist. Die Schraubenfeder 19 übt eine Federkraft auf das Bearbeitungswerkzeug 16.3 aus, die parallel zur Rotationsachse 14 wirkt und das Bearbeitungswerkzeug 16.3 in 2a nach unten drückt.
Somit beaufschlagt die Schraubenfeder 19 das Bearbeitungswerkzeug 16.3 mit einer Federkraft, die das Bearbeitungswerkzeug 16.3 in die Nichteingriffsposition drängt. Das als Bewegungsmittel fungierende Druckleitungssystem 28 muss daher die Federkraft, die jeweils auf das Bearbeitungswerkzeug 16.3 wirkt, überwinden, um das Bearbeitungswerkzeug 16.3 in die Eingriffsposition zu verschieben.
2b zeigt eine weitere Ausführungsform eines Bearbeitungswerkzeugs in einer der 2a entsprechenden Ansicht. Gleiche oder sich entsprechende Elemente in 2a und 2b sind mit denselben Bezugszeichen versehen und werden im Folgenden nicht noch einmal detailliert erläutert.
Im Unterschied zur in 2a gezeigten Ausführungsform wird bei der Ausführungsform gemäß 2b das Bearbeitungswerkzeug 16.3 durch einen Fluiddruck in die Nichteingriffsposition gedrängt. Die Schraubenfeder 19 aus 2a wird daher in dieser Ausführungsform nicht benötigt.
Der Fluiddruck zum Zurückdrängen des Bearbeitungswerkzeugs 16.3 in seine Nichteingriffsposition wird durch den Fluidkanal 42 in die Bearbeitungsvorrichtung 10 eingeführt. Der Fluidkanal 42 mündet in einen Fluidverteiler 44, der um die Bearbeitungsvorrichtung 10 umlaufend angeordnet ist. Der Fluidverteiler 44 mündet in einen weiteren Fluidkanal 46, der das Bearbeitungswerkzeug 16.3 mit einer Rückstellkraft beaufschlagt und es somit in die Nichteingriffsposition drängt.
Alternativ und zusätzlich zu den Ausführungsformen gemäß 2a und 2b ist es auch möglich, das Bearbeitungswerkzeug 16.3 durch eine Magnetkraft in die Nichteingriffsposition zu drängen.
3 zeigt eine andere Seitenansicht der Bearbeitungsvorrichtung 10 aus den 1 und 2. Die in den 1 und 2 bereits bezeichneten Elemente sind auch in 3 analog bezeichnet und werden nicht erneut aufgezählt.
Zusätzlich zu den Darstellungen aus 1 und 2 lässt sich 3 eine Tastrolle 34 entnehmen, die axial vor der Bearbeitungsvorrichtung 10 vorgesehen ist. Die Tastrolle 34 dient wie üblich dazu, eine definierte Position eines Werkstücks 32 in Bezug auf die Bearbeitungsvorrichtung 10 sicherzustellen und die Qualität der Bearbeitung durch die Bearbeitungsvorrichtung 10 zu verbessern.
Wie 3 zu entnehmen ist, ist das Bearbeitungswerkzeug 16.11 in Eingriff mit dem Werkstück 32. Die Bearbeitungswerkzeuge 16.10, 16.9, 16.7 und 16.6 der zweiten bzw. dritten Gruppe sind jeweils in ihrer Nichteingriffsposition, das heißt sie befinden sich, in Richtung der Rotationsachse 14 gesehen, hinter den Bearbeitungswerkzeugen 16.11, 16.8 und 16.5 der ersten Gruppe. Nur diese Bearbeitungswerkzeuge 16.11, 16.8 und 16.5 der ersten Gruppe treten nun in Wechselwirkung mit dem Werkstück 32.
Sollte eine Bearbeitung des Werkstücks 32 durch ein anderes Bearbeitungswerkzeug vorzunehmen sein, um beispielsweise eine Kante mit einer anderen Form, z. B. einem anderen Radius zu erstellen, können die Bearbeitungswerkzeuge 16.3, 16.6, 16.9, 16.12 der zweiten Gruppe oder die Bearbeitungswerkzeuge 16.1, 16.4, 16.7 und 16.10 dritten Gruppe in ihre jeweilige Eingriffsposition vorgeschoben werden, um das Werkstück zu bearbeiten.
In ihrer Eingriffsposition sind die Bearbeitungswerkzeuge der zweiten bzw. dritten Gruppe axial vor den Bearbeitungswerkzeugen der ersten Gruppe, d. h. in Richtung des Werkstücks 32 vorgeschoben, platziert, so dass die Bearbeitungswerkzeuge der ersten Gruppe nicht mehr in Eingriff mit dem Werkstück stehen.
4 zeigt die Situation aus 3 in einer perspektivischen Ansicht zur besseren Veranschaulichung. Das oben zu 3 Gesagte trifft auf 4 ebenfalls zu.
5 zeigt ein Bearbeitungswerkzeug 16, das relativ zu einem Bearbeitungskopf verschiebbar ist. Das Bearbeitungswerkzeug 16 umfasst einen Schaft 36, der als Klinge 38 ausgestaltet ist, sowie einen Sockel 34. In 5 unterhalb des Sockels 34 sind zwei Kragenabschnitte 24 und 26 dargestellt, zwischen denen eine Nut ausgestaltet ist, in die ein Dichtungsmittel eingebracht werden kann. Als Dichtungsmittel eignet sich in dieser Ausführungsform besonders ein in der Nut um den Sockel umlaufender Dichtring.
Ferner ist in 5 die Nase 17 des Bearbeitungswerkzeugs 16 gezeigt, die auch zur Kalibrierung des Bearbeitungswerkzeugs 16 verwendet werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19915672 C2 [0005]
EP 2011614 A1 [0006]

Claims

Vorrichtung (10) zum Bearbeiten eines plattenförmigen Werkstücks (32), das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, holzähnlichen Werkstoffen oder Kunststoffen besteht, umfassend einen um eine Rotationsachse (14) rotierbaren Bearbeitungskopf (12) mit mehreren Bearbeitungswerkzeugen (16.1–16.12), insbesondere Klingenelementen, die an dem Bearbeitungskopf (12) angebracht, insbesondere teilweise darin aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Bearbeitungswerkzeug (16.1, 16.3, 16.4, 16.6, 16.7, 16.9, 16.10, 16.12) relativ zu dem Bearbeitungskopf (12) und bevorzugt parallel zu der Rotationsachse (14) verschiebbar ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei zumindest zwei Bearbeitungswerkzeuge (16.1, 16.4, 16.7, 16.10; 16.3, 16.6, 16.9, 16.12) relativ zu dem Bearbeitungskopf (12) und bevorzugt parallel zu der Rotationsachse (14) unabhängig voneinander verschiebbar sind.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeweils zwei oder mehr Bearbeitungswerkzeuge (16.1, 16.4, 16.7, 16.10; 16.3, 16.6, 16.9, 16.12) in einer Gruppe gemeinsam bewegbar sind und wobei an dem Bearbeitungskopf (12) zumindest zwei Gruppen von Bearbeitungswerkzeugen (16.1, 16.4, 16.7, 16.10; 16.3, 16.6, 16.9, 16.12) angebracht sind.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Bearbeitungskopf (12) ein Bewegungsmittel (28) zum Bewegen des zumindest einen Bearbeitungswerkzeugs (16.1, 16.3, 16.4, 16.6, 16.7, 16.9, 16.10, 16.12) und bevorzugt mehrerer Bearbeitungswerkzeuge (16.1, 16.3, 16.4, 16.6, 16.7, 16.9, 16.10, 16.12) umfasst.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 4, wobei das Bewegungsmittel ein Druckleitungssystem (28) ist, das derart ausgestaltet ist, dass ein unter Druck stehendes Fluid auf das zumindest eine Bearbeitungswerkzeug (16.1, 16.3, 16.4, 16.6, 16.7, 16.9, 16.10, 16.12) wirken kann, um es zu verschieben.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 4, wobei das Bewegungsmittel ein elektromechanisches System ist, das derart ausgestaltet ist, dass auf das zumindest eine Bearbeitungswerkzeug (16.1, 16.3, 16.4, 16.6, 16.7, 16.9, 16.10, 16.12) eine Kraft ausgeübt werden kann, um es zu verschieben.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bearbeitungswerkzeug (16.1, 16.3, 16.4, 16.6, 16.7, 16.9, 16.10, 16.12) durch ein Federelement (19) mit einer Federkraft beaufschlagt ist, die relativ zu dem Bearbeitungskopf (12) und bevorzugt parallel zu der Rotationsachse (14) wirkt.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei einige der mehreren Bearbeitungswerkzeuge (16.1, 16.3, 16.4, 16.6, 16.7, 16.9, 16.10, 16.12) teilweise in Ausnehmungen (18.1, 18.3, 18.4, 18.6, 18.7, 18.9, 18.10, 18.12) des Bearbeitungskopfs (12) aufgenommen sind.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Bearbeitungskopf (12) einen ersten Anschlag (22) und einen zweiten Anschlag (23) zum Begrenzen einer Verschiebung des zumindest einen Bearbeitungswerkzeugs (16.1, 16.3, 16.4, 16.6, 16.7, 16.9, 16.10, 16.12) aufweist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Bearbeitungswerkzeug (16.2, 16.5, 16.8, 16.11) fest an dem Bearbeitungskopf (12) angebracht, insbesondere angeschraubt ist.
Spanabhebendes Bearbeitungswerkzeug (16) für eine Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen Schaft (36), der als Klinge (38) ausgestaltet sein kann, und einen Sockel (34), der ausgestaltet ist, um verschiebbar an dem Bearbeitungskopf (12) angebracht, insbesondere teilweise darin aufgenommen zu sein.
Bearbeitungswerkzeug (16) nach Anspruch 11, das ferner eine Führungsfläche aufweist, um relativ zu dem Bearbeitungskopf (12) geführt verschoben werden zu können.
Bearbeitungswerkzeug (16) nach einem der Ansprüche 11 und 12, das in einem Abschnitt eine vieleckige Grundfläche aufweist.
Bearbeitungswerkzeug (16) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, das zumindest einen Kragenabschnitt (24, 26) aufweist, der ausgestaltet ist, um mit einem Anschlag (22, 23) an dem Bearbeitungskopf (12) in Wechselwirkung treten zu können.
Bearbeitungswerkzeug (16) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei der Sockel (34) ausgestaltet ist, um in dem Bearbeitungskopf (12) eine Druckkammer zu begrenzen, wobei der Sockel zur Aufnahme eines Dichtungsmittels ausgestaltet ist, um die Druckkammer fluiddicht abzuschließen.