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Kopierfräsmaschine zur Herstellung von Holzformteil en Die Erfindung
betrifft eine Kopierfräsmaschine zur Herstellung der Umfangsflächen von Holzformteilen
mit einer rotierenden Werkstückspindel und einem in einer etwa lotrecht zur Achse
der Werkstückspindel verlaufenden Ebene schwenkbar gelagerten, an seinem freien
Ende mit einem Fräser versehenen Arm, wobei am Fräsarm im Bereich des Fräsers ein
Abtastglied, insbesondere Abtastrolle angeordnet ist, welches mittels eines auf
den Fräsarm einwirkenden Anpreßdruckes an eine mit der Werksttickspindel synchron
umlaufende Kopierschablone angedrückt wird Die mit dieser Kopierfräsmaschine herzustellenden
Holzformteile sind beispielsweise Besenhölzer, fLaarbürstengriffe,mit Griff versehene
Tischbrettchen u#dgl#,also in ihrer Umfangsform ungleichmäßige Brettstückchen, Der
Werkstoff Holz der mit der Kopierfräsmaschine herzustellenden Werkstücke wirft nun
besondere Probleme auf Holz hat nämlich eine Faserstruktur, Da das Werkstück mit
demselben Fräser rundum gefräst wird, läßt sich nicht
vermeiden,
daß in gewissen Bereichen des Werkstückes der Fräser gegen die Faserrichtung rotiert
Die Fräsrichtung ist also in diesen Bereichen dem Faserverlauf des Elolzes entgegengesetzt
Der Fräser reißt in diesen Bereichen das Holz auf, so daß keine einwandfrei saubere
Umfangs Fläche entsteht Die Umfangsflächen müssen in jedem Falle nachgeschliffen
werden, Insbesondere in den in vorerwähnter Weise aufgerissenen Bereichen ist bei
nachträglichem Schleifvorgang ein vergleichsweise großer Materialabtrag notwendicJ,
um ciie gewünschte glatte Oberfläche herzustellein, Der Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, eine Kopierfräsmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, die über
den gesamten Umfang der bearbeiteten HoLzformteiLe eine verhältnismäßig glatte Oberflächenbeschaffenheit
sicherstellt, so daß gegebenenfalls sogar eine Nachbearbeitung in Form eines Nachschleifens
der gefrästen Umfangsflächen nicht mehr erforderlich ist, In jedem Fall soll jedoch
das Ausmaß derartiger nachträglicher Schleifarbeiten erheblich verringert werden,
Die Lösung der vorgenannten Aufgabe ist gekennzeichnet durch die Anordnung zweier
funktionsmäßig gleichwirkender Kopierarme mit in unterschiedlicher Drehrichtung
rotierend angetriebenen Fräsern, durch die weitere Anordnung zweier
jeweils
mit einem Kopierarm zusammenwirkender Kopierschablonen sowie durch eine Ausbildung
und gegenseitige Zuordnung der Kopierschablonen derart, daß der eine Fräser dort,
wo seine Drehrichtung gegen die Holzfaserrichtung arbeitet, vom Werkstück abgehoben
und der andere Fräser an dem Werkstück zum Einsatz gebracht wird.
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Es ist also dafür gesorgt, daß jeder der beiden in unterschiedlicher
Drehrichtung rotierend angetriebenen Fräser nur in den Umfangsbereichen am Werkstück
zum Eingriff kommt, in denen die Rotationsrichtung der Fräser mit der Holzfaser
läuft. In den Bereichen, in denen die Rotationsrichtung der Fräser lotrecht zum
Faserverlauf der Holzwerkstücke steht, ist es gleichgültig, welcher von beiden Fräsern
am Werkstück zum Eingriff kommt und hier kann sogar vorgesehen sein, daß der eine
Fräser mit verhältnismäßig hohem Zerspanungsvolumen vorschruppt, während der andere
Fräser im selben Umfangsbereich nur einen äußerst: geringen Spanquerschnitt abhebt
und so gewissermaßen die bereits vorgeschruppte Oberfläche nachschlichtet. Die beiden
Fräser liegen in Umfangsrichtung des Werkstückes hintereinander, insbesondere diametral
einander gegenüber. Sie können zur gleichen Zeit gemeinsam am Werkstück eingreifen.
Es ist jedoch auch möglich, daß zumindest zeitweise nur einer von beiden Fräsern
am Werkstück im Eingriff ist
Die Kopierschablonen sind in an sich
bekannter Weise an der Werkstückspindel befestigt und laufen mit dieser synchron
um. Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal können die beiden Kopierschablonen zu
einer Einheit fest miteinander verbunden sein.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung kann generell bei Kopierfräsmaschinen
der eingangs genannten Art angewendet werden, ohne daß es dabei unbedingt auf die
Zahl der Fräser ankommt. Besonders vorteilhaft läßt sich dieees weitere Erfindungsmerkmal
jedoch bei einer Kopierfräsmaschine gemäß der Erfindung verwerten, wo in anbetracht
einer Mehrzahl vorhandener Fräser die Einrichtarbeiten bzw. Nachrichtarbeiten einen
besonderen Umfang annehmen. Diese weitere Erfindung besteht darin, daß der Umfang
einer Abtastrolle konisch ausgebildet und die Abtastrolle in Axialrichtung verschiebbar
sind. Sie geht davon aus, daß nach Erreichung der Standzeit eines Fräsers dieser
nachgeschliffen werden muß. Das Nachschleifen des Fräsers ist mit einer Durchmesserverkleinerung
verbunden.
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Würde an der Kopiereinrichtung nun keine entsprechende Änderung vorgenommen,
so würde das nach dem Nachschleifen mit dem Fräser hergestellte Werkstück im jeweiligen
Umfangsdurchmesser ein Übermaß gegenüber den vor dem Nachschleifen hergestellten
Werkstücken aufweisen. Zur Vermeidung dieser Wirkung ist es bekannt, die Abtastrolle
am
Fräsarm entsprechend der Durchmesserverkleinerung des Fräsers beim Nachschleifen
nachzustellen, um die alten Istmaße am Werkstück zu gewährleisten Ein solches Nachstellen
erfordert jedoch eine Abstandsänderung der Achse der Abtastrolle gegenüber der Fräserachse,was
die Genauigkeit des Kopiervorganges insbesondere bei komplizierten Umfangsformen
beeinträchtigt.
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Dush das weitere Erfindungsmerkmal ist es möglich, mittels einer Xxialverschiebung
der Abtastrolle deren wirksamen Durchmesser entsprechend der Durchmesserverringerung
des Fräsers beim Nachschleifen zu verkleinern, Diese Axialverschiebung der Abtastrolle
kann mit einer Meßeinrichtung verbunden sein, um einer bestimmten Durchmesserverringerung
am Fräser eine entsprechende Axialverschiebung der Abtastrolle vom ursprünglich
größeren zum kleineren Wirkdurchmesser zuzuordnen.
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Die Abtastrolle ist vorzugsweise koaxial zum zugeordneten Fräser gelagert,
um eine optimale Abtastgenauigkeit zu gewährleisten. Der größte Durchmesser des
konusförmigen Umfanges des Fräsers ist geringfügig größer oder gleich dem Ausgangsdurchmesser
des Fräsers.
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Der Gegenstand der Erfindung wird an Hand der Figuren näher beschrieben.
Es zeigen
Fig.1 eine schematische Seitenansicht der Kopierfräsmaschine
gemäß der Erfindung, Fig.2 eine Seitenansicht zweier zu einer Einheit miteinander
verbundener Kopierschablonen, Fig.3 die Draufsicht auf ein mit der Maschine gemäß
Fig.1 gefrästes Holzbrettchen unter Kenntlichmachung der Umfangsteile, die von dem
einen, und der Umfangsteile, die von dem anderen Fräser gefräst worden sind, Fig.4
eine vergrößerte Draufsicht auf die Maschine entsprechend dem Pfeil IV-IV in Fig.
1 Die Kopierfräsmaschine enthält die Werkstückspindel 1.
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Diese rotiert mit dem Werkstück 2 in Pfeilrichtung 3. In einer etwa
lotrecht zur Achse 4 der Spindel 1 verlaufenden Ebene sind je zwei Arme 5,6 um die
Schwenkzapfen 7,8 in Pfeilrichtung 9,10 schwenkbar gelagert. Die Arme 5,6 stehen
jeweils unter einem Anpreßdruck, der sie in Richtung auf die Achse 4 der Werkstückspindel
1 drängt (Pfeilrichtungen 11,12). An den freien Enden der Arme 5,6 ist um die Achsen
13,14 drehbar und rotierend angetrieben je ein Fräser 15, 16 gelagert. Ebenfalls
am freien Ende der Arme 5,6 sind Abtastrollen 17,18 drehbar gelagert. Sie sind nicht
angetrieben, sondern können sich frei drehen. Ihre Drehachse ist mit den Drehachsen
der Fräser 15,16 identisch.
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Auf der Werkstückspindel 1 sind weiterhin zwei Kopierschablonen 20,21
befestigt. Die Kopierschablonen laufen
synchron mit der Werkstückachse
1 bzw. dem daran festgespannten Werkstück 2 um. Der Fräsarm 5 wird über die Abtastrolle
17 an die Kopierschablone 20, der Fräsarm 6 über die Abtastrolle 18 an die Kopierschablone
21 angedrückt.
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Das Druckmittel ist nicht dargestellt, kann aber z.B.eine nachstellbare
Feder oder ein hydraulisches Druckmittel sein.
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Die Fräsarme 5,6 führen also entsprechend der Umfangsgestaltung der
Schablonen 20,21 Schwenkbewegungen um ihre Schwenkzapfen 7,8 durch. Die Fräser 15,16
stehen über eine Welle 22 bzw,23 mit Riemenscheiben 24,25 in antriebsmäßiger Verbindung.
Auf den Riemenscheiben 24,25 laufen endlose Triebmittel, beispielsweise Keilriemen
26,27, die von Motoren 28,29 angetrieben werden. Die Motore 28,29 sind auf Auslegern
30132 schwenk- und feststellbar gegenüber dem Maschinengrundgestell angeordnet,
um damit die Riemenvorspannung einstellen zu können. Die Drehrichtungen 32,33 beider
Fräser sind entgegengesetzt gerichtet Mit Bezug auf Fig.4 dreht der Fräser 15 entgegen
dem Uhrzeigersinn, während der Fräser 16 im Uhrzeigersinn angetrieben wird.
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Die Bewegungsrichtungen der Keilriemen sind mit 34 angegeben.
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Während bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig01 die beiden Frässchablonen
20,21 als separate Teile dargestellt sind, enthält Fig.2 eine Ausführungsform, in
welcher die beiden Kopierschablonen 20a und 21a zu einer Einheit miteinander
verbunden
sind, die als solche fest mit der Frässindel verbunden werden kann.
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Die Werkstückspindel 1 wird durch einen Motor, vorzugsweise Hydraulikmotor
36 über ein Getriebe 37,38 in Drehung versetzt. Die Stirnfläche 39 der Werkstückspindel
1 ist mit einer erhöhten Oberflächenrauhigkeit versehen. Mit 40 ist ein Stempel
bezeichnet, der an seinem vorderen Ende 41 ein drehbar gelagertes Andruckteil 41
aufweist. Zwischen der Werkstückspindel 1 und dem Andruckteil 41 ist das Werkstück
2 festgeklemmt. Der Stempel 40 ist in Pfeilrihtung 42 heb- und senkbar. Die Werkstückzufuhr
erfolgt aus einem Magazin in die aus den Fig.1 und 4 ersichtliche Betriebsstellung.
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Wie aus Fig.1 ersichtlich ist, ist die äußere Mantelfläche 45,4G der
Abtastrollen 17,18 konisch ausgebildet. Beim Ausführungsbeispiel (F g.1) schließt
sich der Konus von unten nach oben. Darüber hinaus sind die Abtastrollen 17,18 in
Pfeilriciltung 47 längsverschiebbar gegenüber den Achsen 43,#4 der Fräser 15,#6
bzw. der Abtastrollen 17,#8 an den Fräsarmen 5,G gelagert: und mit Feststelleinrichtungen
in jeder Versch2ebest:e#lung versehen.
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Die Funktionsweise der Maschine gemäß der Erfindung wird insbesonder@
an Hand von Fig.3 nähe@ beschrieben. Das
Werkstück 2 stellt ein
Holzbrettchen mit besonderer Umfangskontur dar. Der Faserverlauf des Holzes ist
durch die Linien 50 angedeutet. Der Umfangsbereich 51 wird durch den entgegen dem
Uhrzeigersinn in Pfeilrichtung 52 arbeitenden Fräser 15 bearbeitet. Da das Werkstück
2 hierbei in Pfeilrichtung 3 rotiert, wandert der Fräser 15 entgegen dem Uhrzeigersinn
in Pfeilrichtung 54 über den Umfang des Brettchens 2. Am Punkt 55 wird der Fräser
15 durch die entsprechende Gestaltung der Frässchablone 20 vom Werkstück 2 abgehobenfind
außer Eingriff gebracht.
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Es gelangt nunmehr der Fräser 16 durch entsprechende Gestaltung der
ihn beeinflussenden Kopierschablone 21 am Werkstück in Eingriff und zwar über den
Bereich 56.
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Der Fräser 16 rotiert in Pfeilrichtung 57.Insbesondere ist wichtig,
daß der Fräser 16 die linke untere Rundung des Brettchens gemäß Fig.3 bearbeitet.
In dem lotrecht zum Faserverlauf 50 sich erstreckenden Kantenbereich könnten beide
Fräser 15,16 in gleicher Weise eingesetzt werden und dabei ein gleichgutes Arbeitsergebnis
erzielen.
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Am Punkt 58 gelangt wieder der Fräser 16 durch entsprechende Formgebung
der Kopierschablone in Ausgriff vom Werkstück 2. Am Punkt 58 gelangt wieder der
Fräser 15 mit der Drehrichtung 32 bzw. 52 in Eingriff. Dies erfolgt über den gesamten
Bereich 59. Im Bereich 60 gelangt wieder der Fräser 16 in Eingriff, im Bereich 61
der
Fräser 15 und im Bereich 62 wiederum der Fräser 16.
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Der Maschinenrahmen ist mit 64 angedeutet