DE2362395A1

DE2362395A1 - Vorrichtung zum herstellen von bausteinen

Info

Publication number: DE2362395A1
Application number: DE2362395A
Authority: DE
Inventors: Alex Walser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-05-23
Filing date: 1973-12-15
Publication date: 1975-06-19
Also published as: DE2326192A1

Description

Alex Walser
7952 Bad Buchau

Vorrichtung zum Herstellen von Bausteinen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Bausteinen mit präzisen Höhenmaßen, wobei die Steine auf einer genau ebenen Fertigungsfläche mittels eines Bpdenfertigers mit kleinen und stets gleichen gegenseitigen Abständen quer zur Laufrichtung des Fertigers in mehreren Reihen geformt werden,, wobei nach Patentanmeldung P 23 26 192.9 nach dem Erhärten des Bindemittels, solange die Steine noch an ihrer ursprünglichen Stelle auf der Fertigungsfläche liegen, ausschließlich die oben liegenden Lagerflächen der Steine auf eine vorbestimmte Höhe planparallel zur Fertigungsfläche gefräst werden und wobei eine auf der Fertigungsfläche bewegliche, die Steinreihen überspannende Fahrbrücke vorgesehen ist, an der die Fräswerkzeuge gelagert sind und die deren Antriebe trägt.

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Das Hauptpatent sieht als Fräswerkzeuge wahlweise Stirnfräser oder Kronenfräser vor· Die Stirnfräser drehen sich um eine waagerechte Achse, während die Kronenfräser vertikal gelagert sind. Es hat sich jedoch gezeigt, daß den Kronenfräsern der Vorzug zu geben ist, da die Fräszähne oder -kanten der Stirnfräser im Betrieb ungleichmäßig beansprucht sind und sich dementsprechend ungleichmäßig abnützen. Auch stehen die nach dem Hauptpatent vorgesehenen Andrückwalzen dem in Längsrichtung wegfliegenden bzw. wegströmenden Fräsklein und Kühlwasser im Wege. Ferner schleudern Stirnfräser das Kühlwasser hoch, so daß die Umgebung und insbesondere das Antriebssystem nicht genügend geschlitzt werden kann, was im Winter bei Temperaturen unter Null Grad wegen der Eisbildung zu großen Schwierigkeiten führt. Die Zähne von Kronenfräsern kommen hingegen nacheinander an jeder Bearbeitungsstelle vorbei und nutzen sich somit gleichmäßig ab. D_as Fräsklein spritzt nach allen Seiten weg und wird daher nur zu einem sehr viel kleineren Teil unter die Druckwalzen geschleudert.

Es ist schon ein Steinfräser mit kronenartig im Kreis angeordneten Fräszähnen bekannt, dessen Zahnträger die Form einer Kreisscheibe hat, in deren Mitte die Lager- und Antriebsspindel ansitzt. Diese Scheibe befindet sich am unteren Ende der vertikal gelagerten Spindel und die Fräszähne, die aus einer Diamantsplitter einschließenden Sintermasse oder aus Hartmetall bestehen, sind an der Unterseite der Scheibe dem Rand entlang schräg nach außen stehend angebracht. An der Oberseite

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der Scheibe ist ein sich nach oben verjüngender Mantelring aufgesetzt, weshalb solche Fräser auch als Topffräser bezeichnet werden· Entlang dieses Mantelrings ist an dessen Innenseite ein Kranz Bohrungen angebracht, die auf LUcke mit den Fräszähnen schräg nach außen geführt sind, wobei die unteren Mündungen der Bohrungen noch innerhalb des Zahnkranzes liegen·

Das zum Kühlen der Fräszähne und zum FortspUlen des Fräskleins verwendete Wasser wird aus einem Rohr drucklos in den Topf eingeleitet. Es wird infolge der hohen Drehgeschwindigkeit der Scheibe von innen an den Mantelring geschleudert und so gewissermaßen durch die Bohrungen nach unten gedrängt, von wo es vor allem durch die Zahnlücken hindurch abströmt.

Der Durchmesser dieser bislang bekannten Topffräser ist mit meist über 20 cm außerordentlich groß. Es gelingt daher nicht, bei Schalungssteinen, die nach dem Gedanken des Hauptpatents in ihrer ursprünglichen Lage nahe beieinander liegen, mit einem solchen Topffräser schmale Auflagestreifen an den oberen Längsrändern abzufräsen. Außerdem geht nur ein Teil des zugeführten Wassers den ihm zugedachten Weg durch die Bohrungen der Scheibe zu den Fräszähnen· Ein großer Teil spritzt aus dem offenen "Topf" heraus. Deshalb ist oft die Kühlung des Werkzeugs und der Abtransport des Fräskleins unzureichend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Vorrichtung nach dem Hauptpatent einen mit vertikaler Achse laufenden

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Fräser wesentlich kleineren Durchmesser als die bekannten Fräser zu schaffen, dem das Kühl- und Spülwasser so zugeführt werden kann, daß es nicht nach oben spritzt und zu hundert Prozent ausgenutzt wird.

Diese Aufgabe wird in Weiterbildung der Vorrichtung nach dem Hauptpatent erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Fräswerkzeug aus einer um eine vertikale Achse drehbar gelagerten Spindel, einem am unteren Ende derselben angeordneten Zahnträger und aus nach unten stehenden, kronenartig im Kreis angeordneten Fräszähnen besteht, daß der Zahnträger und die Spindel eine gemeinsame Axialbohrung aufweisen, die sich zu den Fräszähnen hin weitet und innerhalb des Zahnträgers sich in mehrere sternförmig schräg nach außen führende Kanäle gabelt, die radial innerhalb der Fräszähne münden, und daß die obere Öffnung der Axialbohrung mit einer Zuleitung fUr eine Kühl- bzw. Spülflüssigkeit verbunden isto

Die Flüssigkeitszuführung erfolgt also axial, wodurch es möglich wird, den Durchmesser des Fräskopfs drastisch zu verringern, ihn also beispielsweise auf 80 mm zu bringen. Trotzdem ergibt es sich infolge der mehrfachen Gabelung des AxialkanalSf daß die Flüssigkeit aus den gegabelten Kanalstücken durch die Zentrifugalkraft nach außen geschleudert wird und somit die Anordnung als Pumpe wirkte

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Es sind zwar auch schon Bohrkronen bekannt, denen von außen her ins Zentrum Kühlwasser zugeführt wird, Hierbei müssen die Übergänge vom rotierenden Teil zum stehenden Teil mit Hilfe von Dichtungen abgedichtet werden, was nur deshalb gelingt, weil diese Bohrkronen mit verhältnismäßig kleinen Drehgeschwindigkeiten arbeiten und auch nur bei geringer Einsatzdauer und unter Aufsicht verwendet werden. Für hohe Drehgeschwindigkeiten und Dauerbetrieb wären solche Dichtungen jedoch wegen der Reibung und dem dadurch verursachten Verschleiß an der Dichtungsstelle nicht geeignet.

Die Erfindung hat demgegenüber den Vorteil, daß eine Dichtung an der Eintrittsstelle überhaupt nicht erforderlich ist,, da wie erwähnt - die Flüssigkeit in die Axialbohrung eingesaugt wird. In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß für die Kühl- und Spülflüssigkeitszuleitung eine Düse vorgesehen ist, die der oberen Eintrittsöffnung der Axialbohrung nahe, jedoch ohne Berührung gegenübersteht. Damit entfällt jeglicher Reibungswiderstand,und die Flüssigkeit wird ohne Spritzer in die Frässpindel übergeleitet.

Eine weitere Verbesserung hinsichtlich der Vermeidung von Spritzern ergibt sich dadurch, daß an der Eintrittsöffnung eine wulstartige Verengung vorgesehen ist. Das bedeutet, daß der aus der Düse austretende Flüssigkeitsstrahl stärker expandieren kann und somit der Unterdruck an der Ubertrittsstelle

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noch verstärkt wird.

Sollten einmal Fremdkörper in die Axialbohrung gelangen, so müssen diese auf einfache Weise wieder entfernt werden können. Hierzu wird erfindungsgemäß an der Unterseite des Zahnträgers eine zentrale Reinigungsöffnung mit Verschluß vorgeschlagen. Der Verschluß kann insbesondere ein Schraubstopfen mit einem kurzen Schaft und einer kegeligen Spitze sein, welche von unten in den weiten Teil der Axialbohrung vorsteht.

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Nachfolgend werden Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt nach I-I durch einen Fräskopf, ζ. T. ausgebrochen, für die erfindungsgemäße Vorrichtung,

Fig. 2 einen Querschnitt dieses Fräskopfs nach der Schnittlinie H-II und

Fig. 3 die Vorderansicht eines Teiles der mit solchen Fräsköpfen ausgestatteten Fahrbrücke und der zu bearbeitenden Steine in Fortbewegungsrichtung der Fahrbrücke gesehen.

Der Fräskopf nach den Figuren 1 und 2 weist eine sogenannte Spindel 1 auf, das ist eine längliche Welle, die in feststehenden Lagern mit vertikaler Achse gelagert und z. B. mittels eines Keilriemens angetrieben ist. In Fig. 1 sind nur die Enden der Spindel dargestellt, deren Drehzahl ca. 9000 Umdrehungen/Minute beträgt. Am unteren Ende der Spindel ist mittels mehrerer Inbusschrauben 2 ein Zahnträger 3 angeflanscht, an dessen Unterseite Fräszähne 4 von etwa rechteckigem Querschnitt angebracht sind.

Die Spindel 1 weist auf dem größten Teil ihrer Länge eine zylindrische Axialbohrung la auf, die in der Nähe des oberen Endes durch einen Ringwulst Ib etwas verengt ist und sich oberhalb des Ringwulsts bei Ic trichterförmig aufweitet. Ganz ähnlich

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weitet sich die Axialbohrung auch im unteren Bereich Id konisch auf. Diese konische Höhlung geht im Zahnträger 3 schließlich in schräge Kanäle 5 runden Querschnitts über, die an der Unterseite des Zahnträgers knapp innerhalb der Fräszähne und zwar jeweils an einer Zahnlücke münden.

An der Unterseite des Zahnträgers 3 ist inmitten der kreisförmig angeordneten Mündungen der Kanäle 5 ein Schraubstopfen 6 vorgesehen, der einen kurzen Gewindeschaft 6a und einen Schraubendreherschlitz 6b aufweist und im übrigen eine Kegelform hat. Dieser mit der Spindel 1 koaxiale Kegel ragt von unten her in einen Hohlraum 3a, der sich durch die gegenseitige Durchdringung der Kanäle 5 ergibt und die Verbindung zwischen dem Bereich Id der Spindelbohrung und den Kanälen bildet»

An der oberen Mündung der Spindelbohrung ist eine feststehende Düse 7 vorgesehen, welche an eine Wasserzuleitung angeschlossen ist und teilweise in die trichterförmige Öffnung Ic hineinragt. Durch diese Düse 7 strömt das 'Wasser in Richtung des Pfeiles 8 in die Axialbohrung ein, verteilt sich dann auf die Kanäle 5 und wird schließlich in Richtung der Pfeile 9 durch die Zahnlücken hindurch nach außen geschleudert. In den Kanälen 5 und insbesondere an deren unteren Enden wird das strömende Wasser durch die Zentrifugalkraft beschleunigt, so daß der Fräskopf wie eine Kreiselpumpe wirkt, mit dem Ergebnis eines Unterdrucks am Eintrittsende der Axialbohrung la. Dadurch wird an sich schon verhindert, daß durch den Spalt zwischen der Düse 7 und dem Trichter Ic Flüssigkeit austritt.

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Infolge des Ringwulsts Ib und der dadurch verursachten Einschnürung der zylindrischen Axialbohrung tritt jedoch auch dann kein Wasser aus, wenn dieses mit verhältnismäßig hohem Druck durch die Düse 7 zugeführt wird. Der Wasserstrahl füllt nach Passieren der Engstelle die Äxialbohrung 1a sofort aus und schafft dadurch nach Art einer Injektorpumpe selbst einen Unterdruck am Überleitungsschlitz. Die Pumpwirkung der Kanäle 5 sorgt für den raschen Abtransport des eingeströmten Wassers, so daß insgesamt ein außerordentlich hoher Wasserdurchsatz erreicht wird, der eine einwandfreie Kühlung und Spülung des Fräsers bei optimaler Ausnützung der zugeführten Wassermenge gewährleistet.

Um beim Herstellen der Kanäle 5 des Zahnträgers 3 den Bohrer besser ansetzen zu können, hat der Zahnträger zunächst die mit 3b strichpunktiert angedeutete Kegelstumpfform. Die Achsen der Kanäle 5 schneiden jeweils eine Mantellinie dieses Kegelstumpfs 3b senkrecht. Wenn die Kanäle eingebohrt sind, wird noch vor dem Anbringen der Fräszähne der Kegelstumpf 3b abgefräst.

Fig. 3 zeigt die Anwendung solcher Fräsköpfe TO beim Bearbeiten von bodengefertigten Schalungssteinen 11. Drei solcher Steine sind in der Vorderansicht gezeigt. Da sie sich noch an der ursprünglichen Stelle auf der Fertigungsfläche 12 befinden, sind sie nur durch schmale vertikale Spalte 13 voneinander getrennt. Die Uuerwände der Schalungssteine haben oben Wulste 11a und unten mit Hilfe eines Auszugrechens gefertigte

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Nuten lib, in welche die Wulste 11a passen. Um die vorgeschriebene Steinhöhe an den streifenförmigen Auflageflächen lic mit sehr geringer Toleranz gewährleisten zu können, werden die Steine an diesen Auflageflächen lic abgefräst, Hehrere Fräsköpfe 10 sind zu diesem Zweck an einem Laufgestell bzw. einer Fahrbrücke 14 gelagert. Sie werden paarweise von je einem auf der Fahrbrücke sitzenden Motor 15 bzw. 16 über Keilriemen 17 angetrieben. Dabei ist die Antriebsanordnung so getroffen, daß die Fräsköpfe 10 jeweils abwechselnd entgegengesetzte Drehrichtungen haben. Alle Fräsköpfe haben die gleiche Arbeitshöhe und ergeben, da das Laufgestell 14 in zu der Fertigungsfläche 12 exakt parallelen Schienen fährt, in der Höhe konstante und zur Steinunterseite exakt parallele Bearbeitungsflächen.

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Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Herstellung von Bausteinen mit präzisen Höhenmaßen, wobei die Steine auf einer genau ebenen Fertigungsfläche mittels eines Bodenfertigers mit kleinen und stets gleichen gegenseitigen Abständen quer zur Laufrichtung des Fertigers in mehreren Reihen geformt werden, wobei nach Patentanmeldung P 23 26 192.9 nach dem Erhärten des Bindemittels, solange die Steine noch an ihrer ursprünglichen Stelle auf der Fertigungsfläche liegen, ausschließlich die oben liegenden Lagerflächen der Steine auf eine vorbestimmte Höhe planparallel zur Fertigungsfläche gefröst werden, und wobei eine auf der Fertigungsfläche bev/egliche, die Steinreihen überspannende Fahrbrücke vorgesehen ist, an der die Fräswerkzeuge gelagert sind und die deren Antriebe trägt, dadurch gekennzeichnet, daß das Fräswerkzeug (10) aus einer um eine vertikale Achse drehbar gelagerten Spindel (1), einem am unteren Ende derselben angeordneten Zahnträger (3) und aus nach unten stehenden, kronenartig im Kreis angeordneten 'Fräszähnen (4) besteht, daß der Zahnträger und die Spindel eine gemeinsame Axialbohrung (la) aufweisen, die sich zu den Fräszähnen hin weitet (Id) und innerhalb des Zahnträgers sich in mehrere sternförmig schräg nach außen führende Kanäle (5) gabelt, die radial innerhalb der Fräszähne münden, und daß die obere Öffnung (Ic) der Axialbohrung mit einer Zuleitung (7) für eine Kühl- bzw. Spülflüssigkeit verbunden ist.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite des Zahnträgers (3) eine zentrale Reinigungsöffnung mit Verschluß vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Verschluß ein Schraubstopfen (6) mit einem kurzen Schaft (6a) und einer kegeligen Spitze dient, die von unten in den Verbindungsraum (3a) zwischen der unteren Aufweitung (1d) der Axialbohrung und den Kanälen (5) vorsteht.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Kühl- und Spülflüssigkeitszuleitung eine Düse (7) vorgesehen ist, die der oberen Eintrittsöffnung (1c) der Axialbohrung nahe, jedoch ohne Berührung gegenübersteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Eintrittsöffnung eine wulstartige Verengung (Ib) vorgesehen ist.

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