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Fräseinrichtung zum Bearbeiten von Kanten von Werkstücken, insbesondere
von Spanplatten mit harten Beschichtungen Die Erfindung bezieht sich auf eine Fräseinrichtung
zum Bearbeiten von Kanten von Werkstücken, insbesondere von Spanplatten mit harten
Beschichtungen, mit einem zweiteiligen Fräser mit seitlich einander überlappenden
Zähnen.
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Das Bearbeiten, insbesondere das sogenannte Fügen von mit harten Deckschichten
versehenen Spanplatten oder auch von furnierten Platten bereitet erhebliche Schwierigkeiten
in bezug auf die Standzeit der Fräswerkzeuge. Da die Deckschichten aus Kunststoff
oder anderen Materialien, oder die Furniere, sehr hart sind, nützen sich die Fräser
an den Stellen, die sich auf der Höhe einer Deckschicht befinden, rasch ab, wobei
dann die Gefahr besteht, dass Teile
der Deckschicht ausbrechen
und Ausschuss entsteht.
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Um eine gleichmässige Abnützung des Fräswerkzeuges zu erreichen, ist
es möglich, dieses von Zeit zu Zeit zu verschieben, so dass immer wieder eine andere
Stelle der Zähne an der jeweiligen Deckschicht angreift. Bei zweiteiligen Fräswerkzeugen,
bei denen sich die Zähne des einen Teils mit den Zähnen des andern Teils überlappen,
ist es auch möglich, den Abstand zwischen den beiden Teilen durch dazwischenlegen
von Distanzscheiben, durch den Einbau von Gewindebüchsen oder dergleichen, zu vergrössern
oder zu verkleinern, so dass die Zähne jedes Teils an einer andern Stelle an der
oberen, bzw. an der unteren Deckschicht der zu bearbeitenden Platte angreifen. Auf
diese Weise wird zwar die gewünschte Vergrösserung der Standzeit des Fräswerkzeuges
erzielt, aber bei sder Verstellung ist ein Betriebsunterbruch der Maschine notwendig.
Dies ist insbesondere bei mehrspindligen Holzbearbeitungsmaschinen oder Maschinenstrassen
nachteilig, weil dann sämtliche Operationen unterbrochen werden müssen, also die
ganze Maschinenstrasse zur Verstellung eines einzigen Werkzeuges stillgelegt werden
muss. Es besteht iher das Bedürfnis nach einer Fräseinrichtung, die während der
Dauer von mindestens einer Arbeitsschicht ohne Unterbruch in Betrieb stehen kann.
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Es wäre denkbar, die Teile eines zweiteiligen Fräswerkzeuges während
des Laufs auf ihrer gemeinsamen Welle relativ zueinander langsam zu verschieben,
so dass die Deckschichten der Platten nach und nach von andern Teilen der Fräserzähne
bearbeitet werden. Eine solche Verschiebung könnte dadurch erfolgen, dass je ein
mit einer Rolle versehener
Mitnehmerarm in eine Nute am Fräserteil
eingreift, um so die beiden Fräserteile relativ zueinander zu verschieben. Es sind
denn auch Versuche in dieser Hinsicht gemacht worden. Wenn man aber bedenkt, dass
die Welle oder Spindel mit sehr hohen Drehzahlen (rund 6'000 Umdrehungen pro Minute)
läuft, so ist ersichtlich, dass dabei allerlei Abnützungsprobleme auftreten. Da
in axialer Richtung keine eindeutige Führung gegeben ist, können im Betrieb bei
den hohen Drehzahlen ständig äusserst geringe Relativbewegungen zwischen dem Fräserteil
und der Spindel stattfinden. Dadurch wird aber die Bohrung langsam immer mehr ausgeschlagen,
und auch die Welle nützt sich ab, so dass es dann schliesslich auch zu nachteiligen
Rundlauf störungen mit entsprechenden Folgen, wie unsaubere und ungenaue Bearbeitung,
schnelle Werkzeugabnützung und erhöhte Lärmerzeugung kommen kann.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Fräseinrichtung der eingangs
erwähnten Art zu schaffen, die die Nachteile bisheriger Fräseinrichtungen vermeidet,
und insbesondere eine lange Standzeit ermöglicht, ohne dass eine Stilllegung der
Fräseinrichtung zur Verstellung der Fräserteile erforderlich ist.
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Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass der erste Fräserteil
auf einer in einem Spindelstock drehbaren Spindel befestigt ist, dass die Spindel
beziehungsweise der Spindelstock in Richtung der Spindelachse verschiebbar ist,
dass Mittel vorgesehen sind, um während des Betriebes die Spindel bzw. den Spindelstock
mit dem ersten Fräserteil axial zu verschieben, dass der zweite Fräserteil axial
verschiebbar auf dem ersten Fräserteil
angeordnet ist, und dass
eine Umlenkeinrichtung vorgesehen ist, welche bei einer axialen Verschiebung des
ersten Fräserteils den zweiten Fräserteil in entgegengesetzter Richtung verschiebt.
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auf Dies hat den Vorteil, das halle Fälle ein Fräserteil absolut
fest auf der Spindel sitzen kann, des weiteren können die Kupplungsmittel, welche
die Axialverschiebung auf die Umlenkeinrichtung und von dieser zurück auf den zweiten
Fräserteil übertragen,mit einfachen Mitteln in koaxialer Bauart ausgeführt werden,
wobei keinerlei seitlich auf die Spindel einwirkenden Kräfte auftreten.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen. Zum besseren Verständnis der
nachfolgenden Ausführungen kann Bezug auf die Zeichnung genommen werden.
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Es zeigt: Figur 1 eine schematische Darstellung der Fräseinrichtung
mit dem zweiteiligen Fräser und der Umlenkeinrichtung, wobei auch das zu bearbeitende
Werkstück ersichtlich ist.
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Figur 2 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen
Fräseinrichtung Figur 3 einen Schnitt längs der Linie A-A, von Figur 2 Figur 4 einen
Schnitt längs der Linie B-B von Figur 2 Die Fräseinrichtung weist eine Führung 11
auf, auf der ein Spindelstock 13 beispielsweise mittels einer Schraubenspindel 15
verstellbar ist. Die Spindel 17 ist in üblicher
Weise im Spindelstock
13 gelagert und wird beispielsweise von einem Elektromotor 19 angetrieben.
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Auf der Spindel 17 ist der Fräser 21 angebracht, der aus einem ersten
Fräserteil 21A und einem zweiten Fräserteil 21B besteht. Währenddem der erste Fräserteil
21A fest mit der Spindel 17 verbunden ist, kann der zweite Fräserteil 21B sich auf
dem ersten Fräserteil 21A axial bewegen, wie dies noch später näher beschrieben
wird. Zur Steuerung dieser Axialbewegung des Fräserteils 21B ist eine Umlenkvorrichtung
23 an einem Arm 25 vorgesehen. Der Arm 25 kann zum Auswechseln des Fräsers 21 durch
geeignete Mittel um den Drehzapfen 27 verschwenkt werden. Die Lagerung des Armes
25 erfolgt an irgendeinem geeigneten stationären Maschinenteil.
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Es ist zu beachten, dass die Führung 11, der Spindelstock 13 mit der
Spindel 17 und dem Antriebsmotor 19 Teile einer herkömmlichen Fräsmaschine darstellen
können.
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Um eine saubere Bearbeitung der auf einem Arbeitstisch 29 oder dergleichen
liegenden Platte 31 zu gewährleisten, sind die Fräserteile 21A, 21B vorteilhaft,
wie durch die gebrochenen Linien 22 angedeutet, in bekannter Weise schräg verzahnt.
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Die Verschiebung der Fräserteile 21A, 21B kann im Betrieb der Fräseinrichtung
durch eine Verschiebung des Spindelstockes 13 auf der Führung 11 erfolgen. Zu diesem
Zweck kann beispielsweise, wie in der Figur angedeutet, die Leitspindel 15 gedreht
werden. Bei einer Drehung in der einen Richtung bewegt sich der Spindelstock und
damit der Fräserteil 21A nach oben. Dabei wirkt die Spindel 17 auf die Umlenkeinrichtung
23 ein, welche den zweiten Fräserteil 21B dann nach unten verschiebt, Diese gegenläufige
Bewegung der Fräserteile 21A und 21B ist in der Zeichnung mit Pfeilen angedeutet.
Erfolgt eine Drehung der Leitspindel 15 im entgegengesetzten Sinne, so sind auch
die Bewegungen der Fräserteile entsprechend, das heisst der Fräserteil
21
bewegt sich dann nach unten und der Fräserteil 21B nach oben.
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Die Verschiebung des Spindelstockes 13 kann beispielsweise manuell
durch Drehen der Leitspindel 15 mittels eines Handrades erfolgen. Es ist aber auch
möglich, eine Antriebsvorrichtung vorzusehen, die zweckmässigerweise regulierbar
ausgestaltet ist, um den Vorschub demVerschleiss des Fräsers 21 entsprechend zu
regeln.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäss den Figuren 2 bis 4 ist wiederum die
Spindel 17 mit dem Fräser 21 ersichtlich. Der Fräserteil 21A ist mittels der Mutter
41 am Gewindezapfen 43 der Spindel 17 befestigt. Der Fräserteil 21B ist auf einenzylindrischen
Ansatz 21C des Fräserteils 21A axial verschiebbar gelagert.
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Am Arm 25 ist ein Teil 23A der Umlenkeinrichtung 23-schwenkbar mittels
eines Schwenklagers 45 aufgehängt. Der untere Teil 23B der Umlenkeinrichtung ist
mit dem Teil 23A über zwei Magnetkupplungen 47 und 49 kuppelbar. Die Magnetkupplung
47 weist eine ringförmige Kupplungsfläche auf und die Magnetkupplung 49 eine kreisförmige.
Damit die Kupplungsflächen immer satt aneinanderliegen, ermöglicht das genannte
Schwenklager 45 eine leichte Schwenkbewegung des Teils 23A.
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Die Ausgestaltung der Umlenkeinrichtung in einen oberen Teil 23A und
einen unteren Teil 23B erleichtert das Auswechseln des Fräsers 21. Nach Ausschalten
des Kupplungsstromes an den Elektromagneten 47 und 49 kann der Arm 25 mit dem oberen
Kupplungsteil 23A senkrecht zur Spindelachse verschwenkt werden. Durch Lösen der
Mutter 41 mittels eines in die Sechskantöffnung 51 eingesetzten Steckschlüssels,
wird der Fräser
von der Spindel 17 gelöst und kann samt den noch
daran befindlichen Teilen der Umlenkeinrichtung von der Spindel 17 abgehoben werden.
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Betrachtet man die Umlenkeinrichtung von der Funktion her, so kann
man feststellen, dass sie im wesentlichen einen in bezug auf die Spindeldrehung
stationären Teil aufweist, der über Kugellager 55 und 57 mit der drehenden Spindel
bzw.
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dem drehenden Fräserteil 21B verbunden ist. Mittels dieser Kugellager
soll eine Axialbewegung der Spindel 17 auf die Umlenkvorrichtung und von dieser
in entgegengesetzter Richtung auf den Fräserteil 21B übertragen werden, ohne dass
eine Uebertragung der Drehbewegung der Spindel auf die eigentliche Umlenkeinrichtung
erfolgt. Es ist zu beachten, dass diese Kugellager 55 und 57 sehr gut vor Verschmutzung
geschützt im Innern der Einrichtung 23 untergebracht sind.
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Die Umlenkeinrichtung 23 weist beim vorliegenden Ausführungsbeispiels
zwei symmetrisch zur Spindelachse angeordnete Umlenkräder 59 auf, Eine Doppelzahnstange
61 wirkt auf beide Umlenkräder 59. Diese Doppelzahnstange 61 steht in Wirkverbindung
mit der Spindel 17, indem eine Axialbewegung der Spindel auf die Mutter 41, die
Kugellager 55, auf einen Kraftübertragungsteil 63, auf den Elektromagneten 49 und
von dort auf die Doppelzahnstange 61 übertragen wird.
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Parallel zur Doppelzahnstange 61, aber auf der anderen Seite des Umlenkrades
59 angeordnet, ist eine weitere Zahnstange 65, Diese Zahnstange steht in Wirkverbindung
mit dem zweiten Fräserteil 21B, indem eine Bewegung der Zahnstange 65 über den Elektromagneten
47 auf das Kraftübertragungsglied 67 und von dort über die Kugellager 57 auf den
zweiten Fräserteil 21B übertragen wird.
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Es ist also ersichtlich, dass bei einer Bewegung der Doppelzahnstange
61 nach oben, die Umlenkräder 59 die Zahnstangen 65 nach unten bewegen, so dass
sich der Fräserteil 21B um den gleichen Betrag nach unten bewegt, wie sich der Fräserteil
21B dank der Verschiebung der Spindel 17 nach oben bewegt. Bei einer Bewegung der
Spindel 17 nach unten erfolgt in analoger Weise eine Bewegung des Fräserteils 21A
nach unten und des Fräserteils 21B nach oben.
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Es ist noch zu beachten, dass am Fräserteil 2lA symmetrisch verteilt,
Führungsstifte, beispielsweise sechs Führungsstifte vorgesehen sind, wobei mindestens
ein Teil dieser Führungsstifte in den andern Fräserteil eingreift, um die Winkelstellung
der beiden Fräserteile zueinander konstant zu halten.
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Ein Teil der Führungsstifte 71 wird dazu benützt, Druckfedern 73 zu
führen. Zweckmässigerweise sind drei solcher Druckfedern um 1200 zueinander versetzt
angeordnet, um die beiden Fräserhälften 21A und 21B auseinanderzudrücken.
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Es ist zu beachten, dass die dargestellte Umlenkvorrichtung praktisch
keine Belastung für die Spindel 17 darstellt, da die Umlenkeinrichtung an einem
Arm 25 aufgehängt ist. Die Umlenkeinrichtung übt auch keine seitlich auf die Spindel
17 einwirkende Kräfte aus.
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In konstruktiver Hinsicht sind noch verschiedene Abweichungen vom
dargestellten Ausführungsbeispiel möglich, So könnten beispielsweise anstelle der
dargestellten Kugellager auch andere Kugellager oder Lager Verwendung finden. Wesentlich
ist dabei, dass gemäss der Erfindung eine geschickte Verbindung zwischen den drehenden
und nicht drehenden Teilen möglich ist, wobei die Lager vor Schmutz geschützt angeordnet
werden können.
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Bei der dargestellten Umlenkeinrichtung erfolgt die Erzeugung der
Umlenkbewegung durch mechanische Mittel.
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Anstelle von Zahnstangen und Zahnrädern könnte aber auch eine hydraulische
Einrichtung mit mindestens zwei Zylindern ver.wendet werden, wobei der eine Zylinder
mit der Spindel und der andere Zylinder mit dem zweiten Fräserteil in Wirkverbindung
steht, um eine Axialbewegung der Spindel in einer Richtung in umgekehrter Richtung
auf den zweiten Fräserteil zu übertragen. Auch bei der Verwendung von hydraulischen
Mitteln zur Erzeugung einer Umlenkbewegung könnte der übrige Aufbau gleich bleiben.
Die hydraulische Einrichtung mit den Zylindern würde also die mechanische Einrichtung
mit den Zahnstangen ersetzen.