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Die Erfindung betrifft eine Oszilliervorrichtung für ein Holzbearbeitungsaggregat zur durchlaufenden Bearbeitung von Werkstücken und ein Holzbearbeitungsaggregat mit einer derartigen Oszilliervorrichtung.
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Holzbearbeitungsaggregate werden in der holzverarbeitenden Industrie verwendet, um Werkstücke aus Holz oder holzähnlichen Material industriell zu bearbeiten. Beispielsweise ist zur Herstellung von Möbelplatten oder Laminatpaneelen bekannt, eine Kantenbearbeitung an einer stationären Werkzeugmaschine durchzuführen, von der die Holzwerkstücke im Durchlauf bearbeitet werden. Die Aggregate können beispielsweise Fräsaggregate sein, bei denen auf einer Spindel eines Antriebsaggregats ein Fräswerkkopf angeordnet ist, mit dem eine Kante des Werkstücks bearbeitet, beispielsweise profiliert wird.
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Viele der zu bearbeitenden Werkstücke weisen einen weicheren Kern und eine härtere Oberfläche auf, beispielsweise beschichtete Möbelplatten oder Laminatpaneele. Die härtere Oberfläche führt zu einer stärkeren Abnutzung entsprechender Bereiche des Fräswerkzeugs - das Fräswerkzeug läuft an den entsprechenden Stellen ein.
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In der Folge muss ein Fräswerkzeug ausgetauscht oder nachgeschärft werden, obwohl es nur in ausgewählten Bereichen verschlissen ist. Neben dem Aufwand und den Kosten für das Auswechseln bzw. Nachschleifen des Fräswerkezeugs resultiert dieses in erhöhten Standzeiten der Maschinen, was mit einem Produktionsausfall verbunden ist.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2017 102 858 B4 ist ein Fräswerkzeug bekannt, in das eine hydraulisch bewegbare Spannbuchse integriert ist. Durch entsprechende Beaufschlagung der hydraulisch Spannbuchse mit einem unter Druck stehenden Hydraulikmedium kann das Fräswerkzeug axial verschoben werden. Wird diese axiale Verschiebung im Betrieb regelmäßig ausgeführt, wird ein Einlaufen des Fräswerkzeugs an der Position der härteren Oberfläche des Werkstücks verhindert. Die Abnutzung wird gewissermaßen auf einen größeren Bereich am Fräswerkzeug verteilt, was einer größere Nutzungszeit des Fräswerkzeugs ermöglicht.
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Die vorgeschlagene Lösung führt jedoch zu konstruktiv sehr aufwendigen Fräswerkzeugen und ist von daher mit hohen Kosten verbunden. Außerdem können bereits vorhandene Fräswerkzeuge nicht weiter verwendet werden.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Oszilliervorrichtung bereitzustellen, die einfacher aufgebaut ist und zuverlässig arbeitet und die auf einfache Weise an bestehende Werkzeugmaschinen nachgerüstet werden kann.
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Diese Aufgabe wird mit einer Oszilliervorrichtung bzw. einem Holzbearbeitungsaggregat mit einer Oszilliervorrichtung gemäß den Merkmalen des jeweiligen unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Eine erfindungsgemäße Oszilliervorrichtung weist zwei parallel zueinander angeordnete und linear gegeneinander verschiebbar geführte Platten auf, sowie einen Getriebemotor mit einer Exzenteranordnung, um die beiden Platten oszillierend gegeneinander zu bewegen. Anders als bei dem in sich oszillierenden (Fräs-) Werkzeug bewegen sich erfindungsgemäß Platten gegeneinander, was eine Bewegung der gesamten Bearbeitungseinheit gegenüber dem Werkstück ermöglicht. Eine derartige Oszilliervorrichtung kann einfacher aufgebaut sein als die aus dem Stand der Technik bekannte in das rotierende Werkzeug integrierte Vorrichtung und kann zudem einfach nachgerüstet werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Oszilliervorrichtung ist eine der Platten zur Aufnahme eines Antriebsmotors des Holzbearbeitungsaggregats ausgebildet und die andere der Platten ist zur Montage an einer Montageplatte des Holzbearbeitungsaggregats ausgebildet. Eine solche Oszilliervorrichtung kann so besonders leicht nachgerüstet werden, indem sie einfach zwischen Montageplatte und Antriebsmotor des Aggregats montiert wird. Die Befestigung des Aggregats an der Werkzeugmaschine wird nicht verändert. Eine leicht abweichende Position des Antriebsmotors durch die Dicke der Platten lässt sich in der Regel mithilfe einer üblicherweise sowieso vorhandenen Einstellvorrichtung für die Position des Werkzeugs ausgleichen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Oszilliervorrichtung sind die beiden Platten durch mindestens zwei Kugelführungen verschiebbar zueinander geführt, wobei die Kugelführungen in Nuten eingesetzt sind, die in die aufeinander zu weisenden Seiten der Platten eingebracht sind. So wird eine spiel- und reibungsfreie Lagerung ermöglicht. Durch das Einlassen der Führungen in die Nuten können die Platten mit einem sehr geringen Abstand zueinander angeordnet werden, wodurch die Oszilliervorrichtung im Bereich der Platten eine geringe Bauhöhe aufweist, durch die die Position des Werkzeugs bei einem Nachrüsten der Oszilliervorrichtung nur gering und damit korrigierbar verändert wird.
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In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der Oszilliervorrichtung ist innen zwischen den Platten mindestens eine Dichtung angeordnet und/oder ist ein Spalt zwischen den Platten durch eine Abdeckung von außen abgedeckt. So wird ein Eindringen von Staub und Spänen zwischen die Platten verhindert und die Führungen und die Exzenteranordnung werden geschützt, was deren Leichtgängigkeit und Langlebigkeit sichert.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Oszilliervorrichtung sind die Platten in einer Richtung der Oszillationsbewegung zueinander durch mindestens eine Feder vorgespannt. Die Feder kann z.B. eine Druckfeder sein, die in eine Bohrung in einer der Platten eingesetzt ist. Mit Hilfe der mindestens einen Druckfeder kann vorteilhaft ein Gewichtsausgleich des Gewichts des Antriebsmotors erfolgen, wenn die Oszilliervorrichtung so ausgerichtet montiert ist, dass ihre Oszillierbewegung den Schwerpunkt des Antriebsmotor anhebt bzw. absenkt. Der Gewichtsausgleich entlastet die Exzenteranordnung und den Getriebemotor und erhöht damit deren Lebensdauer.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Oszilliervorrichtung weist die Exzenteranordnung einen Exzenter auf, auf den ein Kugellager aufgesteckt ist, das sich in einem Gegenlager abrollt. Dabei ist bevorzugt der Getriebemotor mit der Exzenteranordnung an einer der Platten und das Gegenlager an der anderen der Platten angeordnet oder ausgebildet. Besonders bevorzugt ist das Gegenlager austauschbar an der anderen der Platten montiert, wodurch es zum einen aus einem härteren Material als die Platte selbst gefertigt sein kann und zum anderen bei einem Verschleiß ausgetauscht werden kann.
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Ein erfindungsgemäßes Holzbearbeitungsaggregat einer Werkzeugmaschine zur durchlaufenden Bearbeitung von Werkstücken zeichnet sich durch eine derartige Oszilliervorrichtung aus. Es ergeben sich die im Zusammenhang mit der Oszilliervorrichtung beschriebenen Vorteile. Bevorzugt ist umfasst das Holzbearbeitungsaggregat eine Montageplatte zur Befestigung an der Werkzeugmaschine und einen Antriebsmotor, wobei die Oszilliervorrichtung mit den linear zueinander bewegbaren Platten zwischen der Montageplatte und dem Antriebsmotor angeordnet ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe von Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen:
- 1 eine Explosionsdarstellung eines Holzbearbeitungsaggregats mit Oszilliervorrichtung;
- 2 die Anordnung gemäß 1 zusammengesetzt und für eine horizontal oszillierende Verwendung konfiguriert in einer Seitenansicht;
- 3 eine isometrische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Holzbearbeitungsaggregats; und
- 4 eine detailliertere Explosionsdarstellung der Oszilliervorrichtung gemäß den 1 und 2.
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1 zeigt ein Holzbearbeitungsaggregat mit einer Oszilliervorrichtung 10.
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Das Holzbearbeitungsaggregat umfasst einen Antriebsmotor 1 mit einer Abtriebswelle 2, auf der im Betrieb ein hier nicht dargestelltes Bearbeitungswerkzeug, beispielsweise ein Fräskopf, aufgesetzt ist. Das Holzbearbeitungsaggregat kann beispielsweise zur Kantenbearbeitung eines plattenförmigen Werkstücks, z.B. einer Möbelplatte oder eines Laminatpaneels eingesetzt werden.
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Zur Montage des Holzbearbeitungsaggregats an der Werkzeugmaschine wird eine Montageplatte 3 mit einem Montageflansch 4 eingesetzt. Bei einer Verwendung ohne Oszilliervorrichtung wäre der Antriebsmotor 1 unmittelbar auf die Montageplatte 3 aufgeschraubt und diese wiederum über den Montageflansch 4 an einer Einstellvorrichtung der Werkzeugmaschine befestigt.
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Bei Verwendung der Oszilliervorrichtung 10 wird diese zwischen der Montageplatte 3 und dem Antriebsmotor 1 angeordnet. Ein bereits vorhandenes Holzbearbeitungsaggregat kann auf diese Weise um die Oszilliervorrichtung 10 nachgerüstet werden. Die Art der Befestigung des Holzbearbeitungsaggregats an der Werkzeugmaschine bleibt unverändert. Lediglich die Position des Antriebsmotors 1 und damit seiner Abtriebswelle 2 und des Bearbeitungswerkzeugs ändert sich um die Dicke der Oszilliervorrichtung 10. Diese liegt im Bereich von einigen Zentimetern, was in der Regel problemlos durch die genannte Einstellvorrichtung ausgeglichen werden kann.
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Die Oszilliervorrichtung 10 weist zwei ebene und parallel zueinander angeordnete Platten 11,12 auf, wobei der Antriebsmotor 1 an eine der Platten 11 montiert ist und die zweite der Platten 12 mit der Montageplatte 3 verschraubt wird. Beide Platten 11,12 sind dazu mit Gewindelöchern oder anderen Befestigungselementen versehen.
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Im Betrieb der Oszilliervorrichtung 10 werden die beiden Platten 11,12 angetrieben von einem Getriebemotor 13 in Richtung ihrer Längserstreckung kontinuierlich oszillierend zueinander bewegt. Die Amplitude der Bewegung liegt dabei bevorzugt in einem Bereich von einigen Millimetern bis hin zu etwa einem Zentimeter. Die Periodendauer einer Oszillation liegt im Bereich von einer oder einigen Sekunden. Die Oszillationen führen zu einer Bewegung des Antriebsmotors 1 in axialer Richtung seiner Antriebswelle 2. Die harten Oberflächen einer beschichteten Möbelplatte beispielsweise verschleißen einen Fräskopf, der vom Antriebsmotor 1 angetrieben wird, dadurch nicht an jeweils einer genau lokalisierten Stelle. Der Verschleiß des Fräskopfes durch die harten Oberflächen der beschichteten Möbelplatte verteilt sich dadurch auf einen axial ausgedehnten Bereich des Fräskopfes, wodurch dessen Nutzungsdauer steigt.
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Um den Getriebemotor 13 und auch Übersetzungselemente seiner Drehbewegung in die Oszillierbewegung zu entlasten, ist ein Gewichtsausgleich 14 vorgesehen, der Gewichtskräfte des Antriebsmotors 1 ganz oder zumindest teilweise ausgleicht. Weiter sind Abdeckungen 15 vorgesehen, die den Spalt zwischen den beiden Platten 11, 12 an einer oder mehreren Seiten von außen ab decken, um ein Eindringen von Spänen, Staub oder anderen Verunreinigungen zu vermeiden oder zu verringern.
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2 zeigt das Holzbearbeitungsaggregat gemäß 1 im zusammengebauten Zustand. Die Oszillierbewegung ist durch einen Doppelpfeil angedeutet. Anders als bei 1 wird das Holzbearbeitungsaggregat beim Beispiel der 2 mit horizontaler Ausrichtung der Abtriebswelle 2 eingesetzt. Die Notwendigkeit einer Kompensation des Gewichts des Antriebsmotors 1 entfällt, weswegen der Gewichtsausgleich 14 nicht montiert ist.
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3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Holzbearbeitungsaggregats mit Oszilliervorrichtung 10 in einer isometrischen Darstellung. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen in dieser Figur gleiche oder gleichwirkende Elemente wie in den zuvor gezeigten Figuren. Vom Grundaufbau entspricht dieses Holzbearbeitungsaggregat dem in den 1 und 2 gezeigten. Aufgrund einer bei diesem Holzbearbeitungsaggregat vorgesehenen ausschließlichen horizontalen Verwendung wird ein weniger leistungsstarker und damit auch kleinerer Getriebemotor 13 eingesetzt und es ist kein Gewichtsausgleich 14 vorgesehen.
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Zum Schutz vor einem Eindringen von Holzspänen oder anderen Verschmutzungen zwischen die Platten der Oszilliervorrichtung 10 ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Abdeckung 15 insbesondere an der im Betrieb oberen Seite breit überdeckend ausgebildet.
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In 4 ist der Aufbau der Oszilliervorrichtung 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel detaillierter in einer Explosionsdarstellung gezeigt.
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Die beiden aufeinander zu weisenden Seiten der Platten 11,12 sind mit Nuten 111,121 versehen, in denen Kugelführungen 16 angeordnet sind. Die Kugelführungen 16 führen die beiden Platten 11,12 spiel- und reibungsfrei zueinander. Die Anordnung der Kugelführungen 16 in den Nuten 111,121 ermöglicht eine genaue Positionierung der Kugelführungen 16. Zudem können durch den erreichten Formschluss in der jeweiligen Nut 111,121 Kräfte zwischen den Platten 11,12 und den Kugelführungen 16 gut übertragen werden.
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Bereits im Zusammenhang mit den 1 bis 3 ist die Abdeckung 15 erläutert worden, die ein Eindringen von Verschmutzungen zwischen die Platten 11,12 von außen verhindern. Darüber hinaus sind zwischen den Platten 11,12 Dichtungen 17 angeordnet, die zusätzlich ein Vordringen von Verschmutzungen bis zu den Kugelführungen 16 und einer nachfolgend näher erläuterten Exzenteranordnung 18 verhindern.
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Die Exzenteranordnung 18 überträgt die Drehbewegung des Getriebemotors 13 in die lineare Oszillierbewegung der beiden Platten 11,12 zueinander. Die Exzenteranordnung 18 ist an einer der Platten, vorliegend der Platte 11, montiert und stellt eine Motoraufnahme 181 für den Getriebemotor 13 bereit. Zur Montage der Exzenteranordnung 18 ist in der Platte 11 eine Flanschöffnung 112 eingebracht. Durch diese Flanschöffnung 112 ragt eine Abtriebsachse des Getriebemotors 13. Auf diese ist ein Exzenter 182 aufgesetzt, auf den ein Kugellager 183 aufgesteckt ist. Exzenter 182 und Kugellager 183 werden mit einer axial in die Abtriebsachse des Getriebemotors 13 eingeschraubten Schraube (doppelt gemoppelt?) gesichert.
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Auch die andere der Platten, hier die Platte 12, weist eine Flanschöffnung 122 auf, in die der Exzenter 182 bzw. das aufgesetzte Kugellager 183 hinein ragt. In die Flanschöffnung 122 wird eine Gegenlagerplatte 19 eingesetzt und verschraubt, die ein Langloch aufweist, in dem sich das Kugellager 183 bewegt. Das Langloch ist mit seiner Längsachse senkrecht zur Richtung der Oszillierbewegung ausgerichtet. Auf diese Weise kann die Drehbewegung des Exzenters 182 in die oszillierende Bewegung der beiden Platten 11,12 zueinander umgesetzt werden. In einer alternativen Ausgestaltung kann das Langloch, das vorliegend in der Gegenlagerplatte 19 ausgebildet ist, auch unmittelbar in die Platte 12 eingebracht sein. Die Verwendung der separaten Gegenlagerplatte 19 bittet jedoch den Vorteil, ein gegenüber der Platte 12 härteres Material einzusetzen, das weniger schnell verschleißt. Zudem kann die Gegenlagerplatte 19 ausgetauscht werden, wenn sich doch Verschleiß zeigen sollte.
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Aus der 4 ist auch der Aufbau des Gewichtsausgleichs 14 gut zu erkennen. Der Gewichtsausgleich 14 wird mithilfe von Druckfedern 141 vorgenommen, die in entsprechende Bohrungen seitlich in die Platte 11 eingebracht sind. Auf die eingesetzten Druckfeder 141 werden Distanzstücke 142 in den Bohrungen positioniert. Die Länge der Distanzstücke 142 ist so gewählt, dass sie aus der Platte 11 hervorstehen. Stirnseitig sind auf die andere Platte 12 Gegenlager 143 aufgeschraubt, die auf die Distanzstücke 142 und damit die Druckfedern 141 drücken. Die Distanzstücke 142 sind dabei mit Zapfen in entsprechende Bohrungen der Gegenlagerplatte 143 eingesetzt. Dadurch, dass die Komponenten des Gewichtsausgleichs 14 von außen in die Platten 11,12 eingesetzt bzw. angeschraubt werden, kann er bei Bedarf ohne großen Aufwand hinzu montiert werden. Die Höhe der durch den Gewichtsausgleich 14 kompensierten Kräfte lässt sich durch die Auswahl der Druckfedern 141 und deren Anzahl regulieren.
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Zusammenfassend bietet die Oszilliervorrichtung 10 eine leicht nachrüstbare Möglichkeit, die Verwendungszeit des (Fräs-) Bearbeitungswerkzeugs auf einfache Weise zu verlängern. Sowohl bereits vorhandene Werkzeuge, als auch vorhandene Holzbearbeitungsaggregate können weiter eingesetzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebsmotor
- 2
- Abtriebswelle
- 3
- Montageplatte
- 4
- Montageflansch
- 10
- Oszilliervorrichtung
- 11
- Platte
- 111
- Nut
- 112
- Flanschöffnung
- 12
- Platte
- 121
- Nut
- 122
- Flanschöffnung
- 13
- Getriebemotor
- 14
- Gewichtsausgleich
- 141
- Druckfeder
- 142
- Distanzstück
- 143
- Gegenlager
- 15
- Abdeckung
- 16
- Kugelführung
- 17
- Dichtung
- 18
- Exzenteranordnung
- 181
- Motoraufnahme
- 182
- Exzenter
- 183
- Kugellager
- 19
- Gegenlagerplatte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017102858 B4 [0005]
