DE29611587U1 - Device for pre-machining the edge areas of continuously moving workpieces - Google Patents
Device for pre-machining the edge areas of continuously moving workpiecesInfo
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Description
Ledermann GmbH LEUCO -Ledermann GmbH LEUCO -
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WerkstückenWorkpieces
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1.
Bei den hier zu bearbeitenden Werkstücken handelt es vorzugsweise um Laminatfußboden-Paneelen mit Nuten und Federn, die zusammengefügt werden und aus denen dann ein glatter Fußboden ohne Stoßfugen und ohne wahrnehmbare Fügekanten entstehen muß.The workpieces to be processed here are preferably laminate floor panels with tongues and grooves, which are joined together to form a smooth floor without butt joints and without noticeable joint edges.
Die Paneelen bestehen aus einem Trägermaterial, z. B. einem Holzwerkstoff oder dgl. auf dem eine Dekorschicht und eine dem Abrieb entgegenwirkende Transparentschicht aufgebracht wurde. Die Transpärentschicht besteht beispielsweise aus einer Kunstharzschicht in die Aluminiumoxyd-Partikel eingelagert sind.The panels consist of a carrier material, e.g. a wood material or similar, onto which a decorative layer and a transparent layer that counteracts abrasion have been applied. The transparent layer consists, for example, of a synthetic resin layer in which aluminum oxide particles are embedded.
Die Paneelen wurden bisher auf den konventioneilen Doppelendprofiler^ Maschinen in die mehrere unterschiedlichen Bearbeitungsstationen integriert sind, die eine Werkstück in einem Durchlauf fertigbearbeiten, und nach dem bekannten Verfahren bearbeitet. Hierbei wurde im ersten Arbeitsschritt die Transparent- und Dekorschicht mit einem Fräswerkzeug oder dgl., lotrecht zur Werkstückoberfläche, durchtrennt und in weiteren Arbeitsschritten dann die eigentliche Kontur der Nut bzw. Feder hergestellt.The panels were previously machined on conventional double-end tenoners^ machines in which several different processing stations are integrated, which finish a workpiece in one pass, and according to the known process. In the first step, the transparent and decorative layer was cut through with a milling tool or similar, perpendicular to the workpiece surface, and in subsequent steps the actual contour of the tongue or groove was then produced.
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Die Praxis zeigte, daß die in die Transparentschicht eingelagerten Aluminiumoxyd-Partikei stark abrasiv auf die Schneiden des Fräswerkzeuges wirken und insbesondere die Schneidkantenecken dann nach kürzester Zeit abgerundet waren. Hieraus resultierte, daß beim Fräsen höhere Schnittkräfte entstanden, die an der Schnittkante zu Rissen und Aufbördelungen führten, mit der Folge daß die erforderliche Schnittkantengüte nicht mehr erreichbar war. Die Abstumpfung der Schneide und der Anstieg der Schnittkräfte führte desweiteren dazu, daß es zu einer Delaminierung im Bereich der Werkstückkante kam. Unter Delaminierung wird verstanden, daß die layerartige Struktur der Kunstharzschicht aufgebrochen wird und einzelne schuppenförmige Abspaltungen entstehen, die in diesem Bereich dann zu einer Verfärbung der transparenten Kunstharzschicht führt. Gerade die Schnittkantengüte ist wie eingangs erläutert bei diesen Werkstücken von ausschlaggebender Bedeutung. Damit wieder ein unverbrauchter Schneidkantenbereich zum Einsatz kam, wurde das Fräswerkzeug in lotrechter Richtung zum Werkstück hin verfahren. Hierdurch drang das Werkzeug tiefer in das Werkstück ein und im kantenbildenen Deckschichtbereich kam wieder scharfer Schneidenbereich zum Einsatz. Es waren Verhältnisse gegeben mit denen sich die geforderten Schnittkantengüten wieder erzielt werden konnten. Betrachtet man jedoch die üblichen Maße einer Paneele mit einer Dicke von ca. 8 mm, eine Federdicke von ca. 3 mm und geht davon aus, daß das Fräswerkzeug, aus technologischen Gründen, im Neuzustand ca. 0,8 mm in das Werkstück eindringen muß, erkennt man, daß schon nach wenigen Nachstellvorgängen die Schneidenspitze mit dem Material des Federprofils kollidiert, somit die mögliche Standzeitaddition begrenzt wird und ein anderes Werkzeug eingesetzt werden muß.In practice, the aluminum oxide particles embedded in the transparent layer had a strong abrasive effect on the cutting edges of the milling tool and the corners of the cutting edges in particular were rounded off after a very short time. This resulted in higher cutting forces being generated during milling, which led to cracks and flaring at the cutting edge, with the result that the required cutting edge quality could no longer be achieved. The blunting of the cutting edge and the increase in cutting forces also led to delamination in the area of the workpiece edge. Delamination means that the layer-like structure of the synthetic resin layer is broken up and individual scaly separations are formed, which then lead to discoloration of the transparent synthetic resin layer in this area. As explained at the beginning, the cutting edge quality is of crucial importance for these workpieces. In order to use an unused cutting edge area again, the milling tool was moved perpendicular to the workpiece. This meant that the tool penetrated deeper into the workpiece and the sharp cutting area was used again in the edge-forming cover layer area. The conditions were such that the required cutting edge qualities could be achieved again. However, if you look at the usual dimensions of a panel with a thickness of approx. 8 mm, a spring thickness of approx. 3 mm and assume that the milling tool, for technological reasons, has to penetrate approx. 0.8 mm into the workpiece when new, you can see that after just a few adjustments the cutting tip collides with the material of the spring profile, thus limiting the possible addition of service life and having to use a different tool.
Da der Doppelendprofiler nur eine von mehreren Komponenten innerhalb einer Fertigungsstraße ist, bedeutet jeder Werkzeugwechel auch gleichzeitig den Stillstand der gesamten Fertigungsstraße.Since the double-end tenoner is only one of several components within a production line, every tool change also means a standstill of the entire production line.
Ein weiterer Nachteil des bisher angewandten Bearbeitungsverfahren ist, daß die Paneele mit der Kettenbahn an dem Fräsaggregat vorbeigeführt werden. Aufgrund der Maschinenkonzeption muß einer gewisser Abstand zwischen derAnother disadvantage of the processing method used so far is that the panels are guided past the milling unit with the chain conveyor. Due to the machine design, a certain distance must be maintained between the
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Kettenbahn und der Werkzeugschneide eingehalten werden. Dies bedeutet, daß die dünnen Werkstücke seitlich über die Kettenbahn hinausragen und durch die beim Fräsen und den nachfolgenden Bearbeitungsschritten entstehenden Schnittschläge ins Schwingen geraten. Diese Flattern des Werkstückes führt einerseits dazu, daß sich die Schnittkantenqualität reduziert oder gar im Kantenbereich des Werkstückes zu Ausbrüchen kommt, anderseits führt dies dazu daß die Werkzeugschneiden, die aus einem harten, spröden Material wie zum Beispiel polykristallinem Diamant bestehen, zusätzlich einer Schlagbeanspruchung ausgesetzt werden und es hierdurch insbesondere an den Schneidenecken zu Ausbrüchen kommt und die Schneide somit unbrauchbar wird.The distance between the chain track and the tool cutting edge must be maintained. This means that the thin workpieces protrude laterally beyond the chain track and begin to vibrate due to the cutting impacts that occur during milling and the subsequent processing steps. This fluttering of the workpiece leads on the one hand to a reduction in the quality of the cutting edge or even to chipping in the edge area of the workpiece, and on the other hand to the tool cutting edges, which are made of a hard, brittle material such as polycrystalline diamond, being subjected to additional impact stress, which leads to chipping, particularly at the cutting edge corners, and the cutting edge thus becoming unusable.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs beschrieben Art, so zu gestalten, daß die Anzahl der Verstellmöglichkeiten größer wird, also längere Fertigungszyklen möglich sind, somit die Produktivität der Gesamtanlage gesteigert wird, und die Schwierigkeiten vermieden sind, die sich durch die Vibrationsbewegung des Werkstückes ergeben. Desweiteren soll ein Kante im Bereich der Transparentschicht entstehen, die schon weitestgehend der Kantengüte der des späteren Endproduktes entspricht.It is therefore the object of the invention to design a device of the type described at the beginning in such a way that the number of adjustment options is increased, thus longer production cycles are possible, thus increasing the productivity of the entire system and avoiding the difficulties that arise from the vibration movement of the workpiece. Furthermore, an edge should be created in the area of the transparent layer that largely corresponds to the edge quality of the later end product.
Ein Vorteil dieser Lösung ist, daß die Zerspanung des Werkstückes unmittelbar neben der Werkstückführung erfolgt. Wobei die obere Werkstückführungen das Werkstück auf die untere Werkstückführung drückt und somit verhindert, daß das Werkstück durch die Schnittschläge ausgelenkt und damit in Schwingungen versetzt wird. Diese starre Werkstückführung führt dazu, daß im Neuzustand ein höhere Schnittkantenqualtität erreicht und die Schneide nicht so stark beansprucht wird und somit die Schneiden langsamer verschleißen. Die Verstell- und Instandsetzungsintervalle verlängern sich und damit auch die Lebensdauer und die Produktivität der Werkzeuges.One advantage of this solution is that the workpiece is machined directly next to the workpiece guide. The upper workpiece guide presses the workpiece onto the lower workpiece guide, thus preventing the workpiece from being deflected by the cutting impacts and thus causing it to vibrate. This rigid workpiece guide means that when new, a higher cutting edge quality is achieved and the cutting edge is not subjected to as much stress, meaning the cutting edges wear more slowly. The adjustment and repair intervals are extended, and with them the service life and productivity of the tool.
Ein weiterer Vorteil ist, daß das Werkzeug nicht lotrecht, mit den spitzen und somit schiagempfingiichen Scheidenecken, ins Werkstück eintritt sondern durch die Schrägstellung des Werkzeuges mit der am Umfang des WerkzeugesA further advantage is that the tool does not enter the workpiece vertically, with the sharp and thus susceptible cutting edges, but rather through the inclination of the tool with the
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befindlichen Schneidkante. Zusätzlich ist es möglich Werkzeuge einzusetzen deren Schneiden einen Achswinkel aufweisen. Hierdurch ist es möglich die Richtung, der auf das Werkstück wirkenden Kraftkomponente zu definieren und somit einen schälenden Schnitt auszuführen und damit die Schnittkante zu entlasten wodurch es zu keiner Delaminierung der Kunstharzschicht kommt.cutting edge. It is also possible to use tools whose cutting edges have an axial angle. This makes it possible to define the direction of the force component acting on the workpiece and thus to carry out a peeling cut and thus relieve the cutting edge, preventing delamination of the synthetic resin layer.
Die Schrägstellung hat noch eine weiteren Vorteil. Dadurch daß die Schrägstellung - wie im nachfolgend beschriebenen Beispiel - gewählt wird, kann das Werkzeug unbegrenzt verfahren werden ohne das es mit der Federprofil der Paneele kollidiert. Es sind wesentlich mehr Verstellungen möglich und der Schneidenwerkstoff kann wesentlich besser ausgenutzt werden.The inclined position has another advantage. By choosing the inclined position - as in the example described below - the tool can be moved indefinitely without colliding with the tongue profile of the panels. Significantly more adjustments are possible and the cutting material can be used much better.
Nach der Erfindung ist zur Lösung dieser Aufgabe ein Vorrichtung der gattungsgemäßen Art derart gestaltet, daß das Werkstück bis unmittelbar an die spätere Schnittkante durch eine Werkstückführung geführt wird, die das Werkstück in der Lage stabilisiert und somit verhindert daß das Werkstück ins Schwingen gerät und die zuvor beschriebenen Nachteile nicht eintreten. Die Vorrichtung enthält ein Führungssystem, das ermöglicht, daß ein auf einer Antriebseinheit montiertes Werkzeug in einer Achse derart verfahren werden kann, daß die Schneiden stets mit der Ausgangsiage der Schneiden fluchten und die Schneiden nicht mit dem Material des Federprofils der Paneele kollidiert. Damit bei den Einstell- und Verstellarbeiten zu keinen Beschädigungen an den radialen Schneidkanten kommen kann, wird das Werkzeug vorzugsweise mit einem Anlaufbund versehen. Dieser Anlaufbund ragt über die Schneide hinaus und begrenzt somit den Verfahrweg in Richtung der Werkstückführung und schließt somit eine Kollision der Werkzeugschneiden mit der Werkstückführung aus.According to the invention, to solve this problem, a device of the generic type is designed in such a way that the workpiece is guided right up to the later cutting edge by a workpiece guide, which stabilizes the workpiece in position and thus prevents the workpiece from vibrating and the disadvantages described above from occurring. The device contains a guide system that enables a tool mounted on a drive unit to be moved in an axis in such a way that the cutting edges are always aligned with the starting position of the cutting edges and the cutting edges do not collide with the material of the spring profile of the panels. To ensure that no damage can occur to the radial cutting edges during setting and adjustment work, the tool is preferably provided with a stop collar. This stop collar protrudes beyond the cutting edge and thus limits the travel path in the direction of the workpiece guide and thus prevents the tool cutting edges from colliding with the workpiece guide.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispieien mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert.The invention is explained below using exemplary embodiments with reference to the drawings.
Fig. 1 zeigt Zusammenwirken von Werkzeug (16, 25), mit Anlaufbund (36), und Werkstückführung (9, 9a, 9b) der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die untereFig. 1 shows the interaction of the tool (16, 25), with the collar (36), and the workpiece guide (9, 9a, 9b) of the device according to the invention. The lower
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Führungselement (9b) ist mit einer Aussparung (10) versehen in die das schräggestellte Werkzeug (16, 25) eintaucht und somit unmittelbar an der Kante (11) der Werkzeugführung (9) in die Deckschicht (12) des Werkstückes (13) eintreten kann. Das Werkstück (13) wird hierdurch im Schnittbereich geführt, so daß das Werkstück nicht in Schwingungen versetzt werden kann. Durch die Schrägstellung wird erreicht, daß das Werkzeug (16, 25) mit seiner Schneidenumfangskante (8) eintritt und einen schälenden Schnitt ausführt.The guide element (9b) is provided with a recess (10) into which the inclined tool (16, 25) is inserted and can thus enter the cover layer (12) of the workpiece (13) directly at the edge (11) of the tool guide (9). The workpiece (13) is thereby guided in the cutting area so that the workpiece cannot be set into vibration. The inclination ensures that the tool (16, 25) enters with its cutting edge (8) and carries out a peeling cut.
Fig. 2 zeigt das bisher angewandte Verfahren bei das Werkzeug (1) mit den Ecken (2) seinen Schneiden (3) in einem größeren Abstand zur Kettenbahn (4) lotrecht in das Werkstück (5) eintauchte. Hier ist erkennbar, daß der mögliche Verstellweg (6) durch Lage und Dicke der Feder (7) bestimmt wird.Fig. 2 shows the method used so far, where the tool (1) with the corners (2) of its cutting edges (3) plunged vertically into the workpiece (5) at a greater distance from the chain track (4). Here it can be seen that the possible adjustment path (6) is determined by the position and thickness of the spring (7).
Fig. 3 zeigt die Führungssysteme (14, 18) und die Antriebseinheit (15) mit einem Werkzeug (16). Das Führungssystem (14) besteht aus einer vertikalen Verstellachse (17) mit der das Werkstück (21) in vertikaler Ebene angefahren wird. Die Versteilachse (19), auf der die Antriebseinheit (15) befestigt ist, verläuft unter einem Winkel (20), der es ermöglicht, daß das Werkzeug in Achsrichtung derart verschoben werden kann ohne das hierdurch der Eintrittslinie des Werkzeuges (16) in das Werkstück (21) verändert wird. Die Verstellachse (19) ist mit einer Einrichtung (22) versehen, die Antriebseinheit verschiebt. Die Einrichtung (22) kann mit einer Aufnahmeeinrichtung (23) verbunden sein, der einzelne Bearbeitungsparameter aufnimmt und dann die Verschiebebewegung steuert.Fig. 3 shows the guide systems (14, 18) and the drive unit (15) with a tool (16). The guide system (14) consists of a vertical adjustment axis (17) with which the workpiece (21) is approached in a vertical plane. The adjustment axis (19), on which the drive unit (15) is attached, runs at an angle (20) that allows the tool to be moved in the axial direction without changing the entry line of the tool (16) into the workpiece (21). The adjustment axis (19) is provided with a device (22) that moves the drive unit. The device (22) can be connected to a recording device (23) that records individual processing parameters and then controls the displacement movement.
Fig. 4 zeigt das Führungssystem (29) und die Antriebseinheit (24) mit einem mehrteiligen Werkzeug (25). Das Führungssystem (29) besteht aus einer vertikalen Verstellachse (26) mit der das Werkstück (27) in vertikaler Ebene angefahren wird. Die Antriebseinheit (24) wird unter einem Winkel (28) montiert, der ermöglicht, daß das Werkzeug (25) mit der gewünschten Schrägstellung in das Werkstück (27) eintaucht.Fig. 4 shows the guide system (29) and the drive unit (24) with a multi-part tool (25). The guide system (29) consists of a vertical adjustment axis (26) with which the workpiece (27) is approached in a vertical plane. The drive unit (24) is mounted at an angle (28) that allows the tool (25) to plunge into the workpiece (27) at the desired angle.
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Fig. 5 zeigt das in Fig. 4 dargestellte Werkzeug (25) und den Verstellmechanismus (33). Das Werkzeug (25) besteht aus zwei Teilen aus dem, auf der Antriebswelle (35) montierten, Grundkörper (30) und dem verschiebbaren Schneidenkörper (31). Der Schneidenkörper (31) läßt sich mittels eines Verstellmechanismusses (33) auf dem Grundkörper (30) beliebig in Richtung (32) der Werkstückkante verschieben und in der jeweiligen Position fixieren. Es werden vorzugsweise Grundkörper (30) mit einem Hydrospannelement (34) eingesetzt. Im gespannten Zustand weitet das Hydrospannelement (34) den Grundkörper in diesem Bereich, nach Innen und/oder Außen hin, auf. Hierdurch werden die vorhandenen Passungstoleranzen zwischen Antriebswelle (35) und Grundkörper (30) einerseits und andererseits zwischen Grundkörper (30) und Schneidenkörper (31) auf ein Minimum reduziert. Es ist auch möglich die Verformung der Grundkörperbereiche derart zu gestalten, daß aus den seitherigen Spielpassungen dann Preßpassungen entstehen. Die aus den Preßpassungen entstehenden Reibungskräften fixieren dann die Werkzeugteile in ihrer Lage und es kann auf eine formschlüssige oder kraftschlüssige Befestigung des Werkzeuges (25) auf der Antriebswelle (35) verzichtet werden.Fig. 5 shows the tool (25) shown in Fig. 4 and the adjustment mechanism (33). The tool (25) consists of two parts: the base body (30) mounted on the drive shaft (35) and the movable cutting body (31). The cutting body (31) can be moved as desired in the direction (32) of the workpiece edge by means of an adjustment mechanism (33) on the base body (30) and fixed in the respective position. Base bodies (30) with a hydraulic clamping element (34) are preferably used. When clamped, the hydraulic clamping element (34) expands the base body in this area, inwards and/or outwards. This reduces the existing fit tolerances between the drive shaft (35) and base body (30) on the one hand and between the base body (30) and cutting body (31) on the other hand to a minimum. It is also possible to design the deformation of the base body areas in such a way that the existing clearance fits then become press fits. The frictional forces resulting from the press fits then fix the tool parts in their position and there is no need for a positive or non-positive fastening of the tool (25) to the drive shaft (35).
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Claims (11)
dadurch gekennzeichnet, daßby means of a processing station consisting of a rotating tool and the associated drive unit. The drive unit is displaceable on a guide system with at least one travel axis, one axis preferably running in a vertical or horizontal direction, and a workpiece guide which guides the workpiece in a horizontal plane, consisting of at least one guide element acting from below and one guide element acting from above, the distance of which from the lower guide element can be adjusted according to the workpiece thickness and compensates for the workpiece thickness tolerances, thus also pressing the workpiece against the lower guide element,
characterized in that
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 19961024 |
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R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 19990408 |
|
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20030408 |
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R158 | Lapse of ip right after 8 years |
Effective date: 20050201 |