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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für eine Räummaschine zum Herstellen von Nuten, Profilen oder dergleichen Vertiefungen in oder an einem Werkstück, überwiegend aus hartem oder zähem Material.
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Es sind verschiedene Räumverfahren und entsprechende Räummaschinen bekannt. Unter anderen sind Senkrecht-, Waagerecht-, Hebetisch-, sowie teilweise Stoßräummaschinen verbreitet (Offenlegungsschrift 2063433;
EP 0901862 B1 ;
DE 4330529 C2 ).
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Im Übrigen ist es bekannt, Nuten, durchgehende Profile oder dergleiche Vertiefungen mit Hilfe eines Räumwerkzeugs in einem Werkstück einzubringen. Ein solches Werkzeug, auch als Räumnadel bekannt (
DE 10 2007 063 444 A1 ), weist eine Vielzahl von untereinander angeordneten Räumzähnen als Messerschneiden auf, welche von einem Ende der Räumnadel zum anderen Ende der Räumnadel mit zunehmender Steigung in das Werkstück eingreifen. Auf diese Weise ist es möglich, eine durchgehende Nut oder ein Profil mit einem einzigen Arbeitshub in das Werkstück einzubringen. Die Vorschubbewegung wird durch die Staffelung der Schneidzähne des Werkzeugs ersetzt. Die Arbeitsbewegung, oder auch Translationsbewegung wird meist vom Räumwerkzeug bei feststehendem Werkstück ausgeführt. Beim Außenräumen auf Kettenmaschinen und dem Innenräumen auf Hebetischmaschinen steht das Werkzeug fest und das Werkstück bewegt sich. Die mechanische Energie für die Translationsbewegung liefert meistens ein Antrieb, der ein Bauelement der Räummaschine ist.
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Allerdings sinkt die Produktivität bekannter Räummaschinen bei der Bearbeitung von Werkstücken aus hartem oder zähem Material. Das ist Folge der gezwungenen Reduzierung der Räumgeschwindigkeit und des Einsatzes einer größeren Anzahl von Schneidzähnen am Räumwerkzeug, was zur Verlängerung des Räumweges führt, die Bearbeitungszeit erhöht und die Produktivität schließlich verringert.
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Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für eine Räummaschine zum Herstellen von Nuten, Profilen oder dergleichen Vertiefungen in oder an einem Werkstück, überwiegend aus hartem oder zähem Material zu schaffen, welche sich durch eine höhere Produktivität gegenüber den konventionellen Vorrichtungen auszeichnet.
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Die Aufgabe der Erfindung wird bereits durch zusätzliche Energiezufuhr direkt in die Bearbeitungszone des Werkstücks in Form einer oszillierenden Bewegung des Werkstücks oder des Räumwerkzeugs bei gleichzeitiger Translationsbewegung gelöst.
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Das Werkstück wird mittels des Werkstückniederhalters auf der Arbeitsplatte des Oszillators fixiert, wobei der Oszillator auf dem Maschinentisch einer beispielsweise Hebetischräummaschine befestigt ist. Das Räumwerkzeug ist in Form einer Räumnadel so gestaltet, dass ein gemeinsamer Schaft wenigstens zwei Räumbereiche entlang seiner Achse aufweist.
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Der erste Räumbereich fährt in die Bearbeitungszone des Werkstücks hinein und das Werkstück beginnt die oszillierende Bewegung gleichzeitig mit der Translationsbewegung des Räumwerkzeugs, entlang der Werkzeugachse. Die Räumzähne des Räumwerkzeugs arbeiten in diesem Fall nicht nur als Schneiden, sondern zusätzlich als Meißel. Das Räumen ist in dieser Phase eher mit einem Hacken als mit einem herkömmlichen Schneiden vergleichbar. Das Werkstück bekommt zusätzliche Energiezufuhr direkt in die Bearbeitungszone, was eine effektive, bzw. produktive Räumung ermöglicht. Wichtig dabei ist eine optimale Kombination zwischen Amplitude und Frequenz der Oszillation, entsprechend für Werkstücke aus hartem oder zähem Material zu bestimmen. Die Oberflächenqualität und die Genauigkeit des gefertigten Profils aus dieser Bearbeitungszone brauchen in manchen Fällen Korrektur oder Kalibrierung. Bevor der letzte Zahn des ersten Räumbereichs des Räumwerkzeugs die Bearbeitungszone des Werkstücks verlässt, wird die Oszillation entsprechend dem Maschinenprogramm abgeschaltet. Gleichzeitig wird der erste Zahn des zweiten Räumbereichs des Räumwerkzeugs in die Bearbeitungszone am Werkstück eingeführt. Die Räumgeschwindigkeit in der zweiten Phase wird gegebenenfalls durch das Maschinenprogramm verringert und die Korrektur, bzw. Kalibrierung mittels zweitem Räumbereich des Räumwerkzeugs wird ohne oszillierender Bewegung des Werkstücks fortgesetzt und beendet.
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Mit der Erfindung wird erreicht, dass auch Werkstücke aus zähem oder hartem Material auf den bekannten Räummaschinen effektiver bearbeitet werden können.
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Die Erfindung ist auch für die Variante des Stoßräumens mit wenigstens einem, in Form eines Räumdorns ausgeführten, Räumwerkzeug vorgesehen. In diesem Fall kann der Oszillator auf dem Stößel der Stoßmaschine befestigt werden und damit mit dem Räumwerkzeug, statt mit dem Werkstück, verbunden sein.
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Das Werkstück wird auf dem Maschinentisch mittels des Werkstückniederhalters fixiert. Das Räumwerkzeug wird in Form eines Räumdorns mit wenigstens zwei Räumbereichen gestaltet und fährt durch die Translationsbewegung der Stößel in die Bearbeitungszone des Werkstücks hinein. Der auf dem Stößel montierte Oszillator wird eingeschaltet und das auf seiner Arbeitsplatte befestigte Werkzeug beginnt die Oszillationsbewegung entlang seiner Achse, während der Translationsbewegung des Stößels. Die erste Bearbeitungsphase ist beendet bevor der letzte Schneidzahn des ersten Räumbereichs des Werkzeugs die Bearbeitungszone des Werkstücks verlässt. Der Oszillator wird abgeschaltet nachdem der erste Zahn des zweiten Räumbereichs am Räumwerkzeug in die Bearbeitungszone des Werkstücks eindringt. Die Bearbeitung in der zweiten Phase wird mit verringerter Räumgeschwindigkeit durch die Translationsbewegung des Räumwerkzeugs, ohne zusätzlicher Energiezufuhr, bzw. Oszillation fortgesetzt, gegebenenfalls beendet.
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Das Räumwerkzeug verlässt die Bearbeitungszone des Werkstücks und kehrt zurück in die Ausgangsposition. Der Werkstückniederhalter entspannt das Werkstück. Das bearbeitete Werkstück wird von dem Maschinentisch entfernt und durch ein neues Werkstück ersetzt. Der Arbeitsvorgang wiederholt sich vom Anfang. Die Gestaltung des zweiten oder des letzten Räumbereichs des Werkzeugs kann auf verschiedene Arten ausgeführt werden. Beispielsweise können die Zähne eine andere Steigung haben, oder zusätzlich diamantbeschichtet werden. Das verbessert die Qualität des geräumten Profils.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Schutzansprüchen 1, 2 und 6 angegeben. Die Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der 1 und 2 erläutert. Es zeigen:
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1 Vorrichtung für eine Hebetischräummaschine,
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2 Vorrichtung für eine Stollräummaschine.
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In der 1 ist eine Hebetischräummaschine 1 mit einem Maschinengestell 2 dargestellt, das mit dem Maschinentisch 3 durch die Führung 4 und Schlitten 5 verbunden ist. Auf dem Maschinentisch 3 ist Oszillator 6 mit einer Arbeitsplatte 7 befestigt. Die Arbeitsplatte 7 des Oszillator 6 ist mit zwei Werkstückniederhaltern 8 und 9 verbunden, die das Werkstück 10 mit der Bearbeitungszone 11 auf der Arbeitsplatte 7 fixieren. Entlang der Führung 4 läuft ein Zubringer 12, der wenigstens eine obere Werkzeugaufnahme 13 aufweist. Die Werkzeugaufnahme 13 fixiert das obere Endstück 14 des Räumwerkzeugs 15, das wenigstens zwei Räumbereiche 16 und 17 auf einem gemeinsamen Schaft 18 aufweist. Der Schaft 18 ist durch die untere Werkzeugaufnahme 19 mit dem Maschinengestell 2 verbunden.
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In Ausgangsposition befindet sich das Räumwerkzeug 15, der Hebetischräummaschine 1 oben, nur gehalten durch die obere Werkzeugaufnahme 13 auf dem Zubringer 12. Der Maschinentisch 3 befindet sich im unteren Bereich des Maschinengestells 2 in der Nähe der unteren Werkzeugaufnahme 19. Der Oszillator 6 ist ausgeschaltet und die Werkstückniederhalter 8, 9 sind entspannt. Das Werkstück 10 wird auf der Arbeitsplatte 7 des Oszillators 6 platziert, zentriert und durch Werkstückniederhalter 8, 9 fixiert. Der Zubringer 12 stellt das Räumwerkzeug 15 in die Arbeitsposition zu, wobei der untere Zapfen auf dem Schaft 18 in der Werkzeugaufnahme 19 eingeklemmt wird. Der Maschinentisch 3 beginnt die Translationsbewegung nach oben und sobald der erste Zahn des Räumwerkzeugs 15 in die Bearbeitungszone 11 des Werkstücks 10 eindringt, schaltet sich automatisch der Oszillator 6 ein. Bevor der letzte Zahn des ersten Räumbereichs 16 die Bearbeitungszone 11 des Werkstücks 10 verlässt, schaltet sich der Oszillator 6 aus. In diesem Moment dringt der erste Zahn des zweiten Räumbereichs 17 des Räumwerkzeugs 15 in die Bearbeitungszone 11 ein. Somit beginnt die zweite Phase des Räumvorgangs, wobei die Bearbeitung ohne Oszillation nur durch die Translationsbewegung des Maschinentisches 3, gegebenenfalls mit gedrosselter Räumgeschwindigkeit verläuft. Der letzte Zahn des zweiten Räumbereichs 17 verlässt die Bearbeitungszone 11, die obere Werkzeugaufnahme 13 befreit das Endstück 14 des Räumwerkzeugs 15 und der Zubringer 12 fährt in die obere Position, wobei das Räumwerkzeug 15 in der unteren Werkzeugaufnahme 19 fixiert bleibt. Die Werkzeugniederhalter 8, 9 werden entspannt und das bearbeitete Werkstück 10 wird von der Arbeitsplatte 7 entfernt. Alle beweglichen Komponenten der Hebetischräummaschine 1 kehren in die Ausgangsposition zurück und der Arbeitsvorgang wiederholt sich von Neuem.
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In der 2 ist eine Stoßräummaschine 20 mit einem Maschinengestell 2 und zwei Werkstückniederhaltern 8, 9 dargestellt, die auf einem Maschinentisch 3 mit der Möglichkeit das Werkstück 10 zu fixieren, befestigt sind. In die Bearbeitungszone 11 des Werkstücks 10 ist ein Räumwerkzeug 21 in Form eines Räumdorns eingeführt, wobei das Räumwerkzeug 21 zwei Räumbereiche 16, 17 auf einem Schaft 18 aufweist. Der Schaft 18 ist durch die Werkzeugaufnahme 22 auf der Arbeitsplatte 7 des Oszillators 6 montiert, wobei der Oszillator 6 mit dem Stößel 23 der Stoßräummaschine 20 verbunden ist.
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In Ausgangsposition befindet sich das Räumwerkzeug 21 der Stoßräummaschine 20 oben, was die Beladung des Werkstücks 10 auf dem Maschinentisch 3 ermöglicht. Der Oszillator 6 ist ausgeschaltet und die Werkstückniederhalter 8, 9 sind entspannt.
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Das Werkstück 10 wird auf dem Maschinentisch 3 platziert, zentriert und durch die Werkstückniederhalter 8, 9 fixiert.
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Der Stößel 23 beginnt die Translastionsbewegung nach unten und sobald der erste Zahn des Räumwerkzeugs 21 in die Bearbeitungszone 11 des Werkstücks 10 eindringt, schaltet sich, entsprechend dem Maschinenprogramm, der Oszillator 6 ein. Bevor der letzte Zahn des ersten Räumbereichs 16 die Bearbeitungszone 11 verlässt, schaltet sich der Oszillator 6 aus. In diesem Moment dringt der erste Zahn des zweiten Räumbereichs 17 des Räumwerkzeugs 21 in die Bearbeitungszone 11 ein. Somit beginnt die zweite Phase des Räumens, wobei der Bearbeitungsvorgang ohne Oszillation, nur durch die Translationsbewegung des Räumwerkzeugs 21 mit gedrosselter Räumgeschwindigkeit verläuft. Sobald der letzte Zahn des zweiten Räumbereichs 17 die Bearbeitungszone 11 passiert, kehrt der Stößel 23 in die Ausgangsposition zurück. Die Werkstückniederhalter 8, 9 werden entspannt und das bearbeitete Werkstück 10 wird vom Maschinentisch 3 entfernt. Der Arbeitsvorgang wiederholt sich vom Anfang an.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0901862 B1 [0002]
- DE 4330529 C2 [0002]
- DE 102007063444 A1 [0003]
