DE29806159U1

DE29806159U1 - Zustellvorrichtung, Holzbearbeitungsmaschine und Dickenhobelmaschine

Info

Publication number: DE29806159U1
Application number: DE29806159U
Authority: DE
Original assignee: Elektra Beckum AG
Current assignee: Elektra Beckum AG
Priority date: 1998-04-06
Filing date: 1998-04-06
Publication date: 1999-08-12
Anticipated expiration: 2008-04-07

Description

Gesthuysen'& von Röhr

98.252.4.de Essen, den 6. April 1998

Gebrauchsmusteranmeldung

Elektra Beckum AG Daimlerstraße 1

49716 Meppen

Zustellvorrichtung, Holzbearbeitungsmaschine und Dickenhobelmaschine

Gesthuysen & von Rohr

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zustellvorrichtung, insbesondere für eine Holzbearbeitungsmaschine, wie eine Dickenhobelmaschine oder Fräsmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine mit einer Zustellvorrichtung versehene Holzbearbeitungsmaschine bzw. Dickenhobelmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8 bzw. 9.

Bei einer Dickenhobelmaschine ist es bekannt, einen relativ zu einer drehbaren Messerwelle verstellbaren Dickentisch vorzusehen. Hierbei bildet der Dickentisch das Zustellelement einer Zustellvorrichtung, die einen Elektromotor aufweist, der den Dikkentisch mittels Gewindespindeln je nach Bedarf zustellt. Die Ansteuerung des Elektromotors zur Positionierung des Dickentischs in einer gewünschten Lage erfolgt über eine Steuereinrichtung, wobei üblicherweise ein die Linearbewegung des Dikkentischs erfassender Sensor vorgesehen ist, der Signale bereitstellt, auf deren Grundlage der Dickentisch zugestellt bzw. positioniert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders kostengünstig herstellbare Zustellvorrichtung und Holzbearbeitungsmaschine mit einer Zustellvorrichtung bereitzustellen, wobei eine einfache, jedoch verhältnismäßig genaue Steuerung der Positionierung eines Zustellelements ermöglicht wird.

Die obige Aufgabe wird durch eine Zustellvorrichtung gemäß Anspruch 1, eine Holzbearbeitungsmaschine gemäß Anspruch 8 bzw. eine Dickenhobelmaschine nach Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Eine grundlegende Idee der vorliegenden Erfindung liegt darin, zu der Drehung des Elektromotors und/oder der Gewindespindel korrespondierende Drehsignale, die beispielsweise zu der Drehlage, dem relativen oder absoluten Drehwinkel oder Verdrehweg oder zu der Drehgeschwindigkeit des Elektromotors oder der Gewindespindel korrespondieren, zur Positionierung des Zustellelements durch entsprechende Ansteuerung des Elektromotors zu verwenden.

Die Erfassung von derartigen Drehsignalen ist wesentlich einfacher und dementsprechend weniger aufwendig als die Erfassung der tatsächlichen, insbesondere linear veränderlichen Lage des Zustellelements.

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Vorzugsweise ist der Elektromotor durch einen Gleichstrommotor gebildet. So kann beispielsweise ein sehr preiswert erhältlicher Scheibenwischermotor, der für Kraftfahrzeuge als Massenartikel hergestellt wird, verwendet werden.

Darüber hinaus führt insbesondere die Verwendung eines Gleichstrommotors zu der Möglichkeit, den Elektromotor mit gepulstem, ggf. impulsbreitenmoduliertem Antriebsstrom zu betreiben und vom Elektromotor in den Pausen zwischen einzelnen Pulsen induzierte Spannungs- und/oder Stromsignale als Drehsignale zu erfassen und auszuwerten. So ist kein zusätzlicher, externer Drehsensor oder sonstiger Sensor erforderlich und zumindest der bauliche Aufwand minimal.

Alternativ oder zusätzlich kann ein dem Elektromotor oder der Gewindespindel zugeordneter Drehsensor zur Erfassung der für die Steuerung des Elektromotors und

damit für die Positionierung des Zustellelements erforderlichen Drehsignale vorgesehen sein. Ein derartiger Drehsensor, der beispielsweise durch einen Tachogenerator, einen Inkrementalgeber o. dgl. gebildet sein kann, ist einerseits im allgemeinen preiswerter als ein vergleichbarer Sensor zur direkten Bestimmung der Position des Zustellelements und andererseits einfacher einzubauen, da der Drehsensor im Bereich des Antriebszuges verhältnismäßig weit entfernt von dem eigentlichen Zustellelement und dementsprechend geschützt vor eventuellen Beschädigungen angeordnet sein kann.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die Gewindespindel eine Untersetzung mit einem vorzugsweise sehr großen Untersetzungsverhältnis bewirkt, so daß die Anforderungen an die Drehsignalgenauigkeit bzw. an die Erfassung der Drehlage des Elektromotor und/oder der Gewindespindel dementsprechend geringer sind, um eine bestimmte Genauigkeit der Positionierung des Zustellelements zu erreichen, sofern das Spiel im Antriebszug vernachlässigbar oder ausreichend gering ist. Diese geringeren Anforderungen an die Erfassunsssenauigkeit ermöglichen eine vereinfachte Konstruktion bzw. die Verwendung preisgünstigerer Komponenten mit einer dementsprechenden Reduzierung der Gesamtkosten.

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Ein sehr leichtgängiger Zustellmechanismus wird dadurch erhalten, daß die Gewindespindel als Kugelumlaufspindel ausgebildet ist. Dementsprechend kann der Elektromotor dann schwächer ausgelegt sein.

In bevorzugter Ausgestaltung sind mehrere Gewindespindeln zur gemeinschaftlichen Verstellung des Zustellelements vorgesehen, wobei die Gewindespindeln miteinander drehgekoppelt sind. Dies kann beispielsweise über einen Kettentrieb oder einen Zahnriemen mit geringem Aufwand realisiert werden. Alternativ ist je nach Anwendungsfall auch eine Verzahnung der Gewindespindeln untereinander möglich.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung treibt der Elektromotor die Gewindespindel(n) über ein insbesondere selbsthemmendes Untersetzungsgetriebe, beispielsweise ein Schneckengetriebe, an. So kann je nach Untersetzungsverhältnis und/oder durch die Selbsthemmung des Getriebes eine Bremse zur Arretierung des Zustellmechanismus und damit zur Beibehaltung einer bestimmten Position des Zustellelements selbst bei großer Belastung des Zustellelements, beispielsweise bei der Holzbearbeitung, entfallen.

Besonders vorteilhaft ist der Einsatz der voranstehend beschriebenen Zustellvorrichtung bei Holzbearbeitungsmaschinen, wie Hobelmaschinen, Fräsmaschinen u. dgl. Hierbei bildet dann das Zustellelement beispielsweise einen verstellbaren Anschlag, Dickentisch o. dgl. für zu bearbeitendes Holz. Die mit der Zustellvorrichtung erreichbare Genauigkeit des Zustellelements genügt den üblichen Anforderungen bei der Holzbearbeitung, wobei die verhältnismäßig einfach und preisgünstig realisierbare Zuteilvorrichtung eine dementsprechend vereinfachte und preisgünstigere Realisierung der Holzbearbeitungsmaschine ermöglicht.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Holzbearbeitungsmaschine mit einer

vorschlagsgemäßen Zustellvorrichtung; und

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Zustellelements in Form eines

Dickentisches mit vier zugeordneten, gekoppelten Gewindespindeln.

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In Fig. 1 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer vorschlagsgemäßen Holzbearbeitungsmaschine 1 in Form einer Dickenhobelmaschine schematisch dargestellt. Die Holzbearbeitungsmaschine 1 weist einen Elektromotor 2, davon antreibbare Gewindespindeln 3 und ein von den Gewindespindeln 3 linear verstellbar getragenes Zustellelement 4, das hier als Dickentisch ausgebildet ist, auf. Die Gewindespindeln 3 sind miteinander drehgekoppelt, so daß durch Verdrehen der Gewindespindeln 3 mittels des Elektromotors 2 das Zustellelement 4 bzw. der Dickentisch relativ zu einem Bearbeitungswerkzeug, hier einer Messerwelle 5, verstellbar, insbesondere parallel verschiebbar ist.

Beim Ausführungsbeispiel ist das Zustellelement 4 insbesondere vertikal gemäß Doppelpfeil 6 durch den Elektromotor 2 über die Gewindespindeln 3 verstellbar und bildet eine Auflagefläche für ein gestrichelt dargestelltes, von dem Bearbeitungswerkzeug zu bearbeitendes Werkstück 7 aus Holz o. dgl.

Der Elektromotor 2 ist über eine zugeordnete Steuereinrichtung 8 steuerbar. Die Steuereinrichtung 8, der Elektromotor 2, die Gewindespindeln 3 und das Zustellelement 4 bilden eine Zustellvorrichtung 9, die eine Positionierung des Zustellelements 4 in einer durch eine nicht dargestellte Eingabetastatur o. dgl. vorgebbare Position ermöglicht. Dementsprechend ist die Holzbearbeitungsmaschine 1 mit der Zustellvorrichtung 9 hier zur Positionierung des Dickentischs relativ zur Messerwelle 5 versehen. Nachfolgend wird die Funktionsweise der Zustellvorrichtung 9 näher erläutert.

Gemäß einer ersten Ausführungsvariante ist der Elektromotor 2 durch einen Gleichstrommotor, insbesondere einen Scheibenwischermotor, wie er bei Fahrzeugen üblich ist, gebildet. Die Steuereinrichtung 8 beaufschlagt den Elektromotor 2 mit einem gepulsten Antriebsstrom, der zur Drehzahlsteuerung bzw. -einstellung ggf. auch impulsbreitenmoduliert sein kann. Die Steuereinrichtung 8 ist so ausgebildet, daß vom Elektromotor in den Pausen zwischen einzelnen Antriebsstromimpulsen vom Elektromotor 2 aufgrund seiner Drehung induzierte Spannungs- bzw. Stromsignale als Drehsignale erfaßbar sind. Aus diesen Drehsignalen und weiteren, insbesondere festvorgegebenen Parametern, wie das Untersetzungsverhältnis des Antriebsstrangs zu den Gewindespindeln 3 und der Steigung der Gewindespindeln 3, bestimmt die

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Steuereinrichtung 8 die aktuelle Position und/oder Verschiebegeschwindigkeit des Zustellelements 4. Unter Berücksichtigung einer vorgebbaren Sollposition des Zustellelements 4 beaufschlagt die Steuereinrichtung 8 den Elektromotor 2 mit Strom, bis das Erreichen der gewünschten Position des Zustellelements 4 anhand der Drehsignale festgestellt wird. Eine direkte Messung bzw. Erfassung der Position bzw. Lage des Zustellelements 4 ist also nicht vorgesehen.

Alternativ oder zusätzlich zu der vorgenannten sensorlosen Erfassung der Drehsignale kann ein Drehsensor 10 vorgesehen sein, der beispielsweise einer Gewindespindel 3, wie in Fig. 1 dargestellt oder einer sonstigen Welle der Zustellvorrichtung 9 oder des Elektromotors 2 oder einem sonstigen, eine Drehung bei der Verstellung des Zustellelements 4 ausführenden Element der Zustellvorrichtung 9 zugeordnet ist und der insbesondere optisch oder magnetisch eine Drehung bzw. Drehlage der Gewindespindel 3 oder der Welle bzw. des Elements erfaßt und Drehsignale der Steuereinrichtung 8, wie durch die gestrichelte Verbindung angedeutet, zur Verfügung stellt. Dementsprechend kann wieder eine Steuerung des Elektromotors 2 zur gewünschten Positionierung des Zustellelements 4 basierend auf den Drehsignalen erfolgen.

Der genannte Drehsensor 10 kann beispielsweise als ein vom Elektromotor 2 getrennt angebrachter Sensor ausgebildet und durch einen handelsüblichen Tachogenerator oder einen Inkrementalgeber gebildet sein. Alternativ kann der Drehsensor 10 in den Elektromotor 2 integriert sein, beispielsweise als Tachogenerator auf der Motorwelle sitzen.

Die Eingabe bzw. Vorgabe einer bestimmten Position des Zustellelements 4 bzw. eines gewünschten Bearbeitungsmaßes, wie der Solldicke, des Werkstücks 7, woraus eine Sollposition bzw. -lage des Zustellelements 4 bestimmbar ist, wird vorzugsweise über eine nicht dargestellte Eingabeeinrichtung, wie eine Tastatur oder einen Dreheinsteller, der Zustelleinrichtung 4 bzw. der Holzbearbeitungsmaschine 1 eingegeben und damit vorgegeben. In Abhängigkeit von den Eingabewerten kann dann eine automatische Positionierung bzw. Verstellung des Zustellelements 4 in der gewünschten bzw. bestimmten Position erfolgen. Folglich ergibt sich eine sehr einfache Handhabung der Holzbearbeitungsmaschine 1.

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Gemäß dem nur schematisch angedeuteten Ausführungsbeispiel sind die Gewindespindeln 3 jeweils an beiden Enden drehbar gelagert und bei Bedarf als Kugelumlaufspindeln ausgebildet. Das Zustellelement 4 ist mit zu dem Gewinde der Gewindespindeln 3 komplementären Gewindeabschnitten versehen, die vorzugsweise in Randbereichen und insbesondere in Eckbereichen des hier als plattenförmiger Dickentisch ausgebildeten Zustellelements 4, insbesondere in vorspringende Ansätze 11 des Zustellelements 4 integriert sind und die jeweils von einer Gewindespindel 3 durchgriffen sind. Hier ist das Zustellelement 4 im Bereich jeder Ecke von einer Gewindespindel 3 verstellbar gehalten. Die zur verzugsfreien Verstellung des Zustellelements 4 erforderliche Drehkopplung der Gewindespindeln 3 erfolgt gemäß dem Darstellungsbeispiel über einen Kettentrieb 12, bei dem eine Kette 13 jeweils fest mit dem Gewindespindeln 3 verbundene Kettenräder 14 umschlingt, wie insbesondere in der ausschnittsweisen Aufsicht gemäß Fig. 2 dargestellt.

Alternativ kann die Drehkopplung beispielsweise auch durch einen Zahnriemen oder eine Verzahnung der Gewindespindeln 3 untereinander erfolgen.

Dem Elektromotor 2 ist vorzugsweise ein Untersetzungsgetriebe 15 nachgeordnet, über das zumindest eine Gewindespindel 3 direkt antreibbar ist. Dieses Untersetzungsgetriebe 15 ist insbesondere durch ein Schneckengetriebe gebildet. Ein Schneckengetriebe hat den Vorteil eines großen Untersetzungsverhältnisses bei geringer Baugröße. Weiter weist ein Schneckengetriebe eine große Selbsthemmung auf, so daß eine separateBlockiereinrichtung für die Gewindespindeln 3 bzw. den zugeordneten Antriebsstrang zur Fixierung des Zustellelements 4 in einer bestimmten Position entfallen kann. Je nach verwendetem Elektromotor 2 ist ein Untersetzungsgetriebe bereits integriert, und es können bei Bedarf auch mehrere Getriebestufen eingesetzt werden.

Anstelle einer oder mehrerer Gewindespindeln 3 kann zur Verstellung des Zustellelements 4 auch ein sonstiges, eine Drehbewegung in eine lineare oder zumindest nicht rein rotatorische Bewegung umsetzendes Verstellglied, wie ein Exzenter, eingesetzt werden.

Claims

Gesthuysen & von Rohr - 7 - Schutzansprüche:

1. Zustellvorrichtung, insbesondere für eine Holzbearbeitungsmaschine (I), mit einem Elektromotor (2), mindestens einer von dem Elektromotor (2) antreibbaren Gewindespindel (3), einem durch Verdrehen der Gewindespindel (3) insbesondere linear positionierbaren Zustellelement (4) und einer Steuereinrichtung (8) zur Steuerung des Elektromotors (2),

dadurch gekennzeichnet,

daß die Zustellvorrichtung (9) zur Erfassung von zur Drehung des Elektromotors (2) und/oder der Gewindespindel (3) korrespondierenden Drehsignalen und derart ausgebildet ist, daß das Zustellelement (4) in einer vorgebbaren Position basierend auf erfaßten Drehsignalen positionierbar ist.

2. Zustellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (2) ein Gleichstrommotor ist.

3. Zustell vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustellvorrichtung (9) derart ausgebildet ist, daß der Elektromotor (2) mit gepulstem, insbesondere impulsbreitenmoduliertem Antriebsstrom betreibbar ist und vom Elektromotor (2) insbesondere in Antriebsstrompausen induzierte Spannunss- und/oder Stromsignale als Drehsignale erfaßbar sind.

4. Zuteilvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Elektromotor (2) oder der Gewindespindel (3) ein Drehsensor (10), insbesondere ein Inkrementalgeber oder Tachogenerator, zur Erfassung der Drehsignale zugeordnet ist.

5. Zustellvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel (3) als Kugelumlaufspindel ausgebildet ist.

6. Zustellvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, insbesondere über einen Kettentrieb (12) oder

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Zahnriemen miteinander drehgekoppelte Gewindespindeln (3) zur Verstellung des Zustellelements (4) vorgesehen sind.

7. Zustellvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Elektromotor (2) ein insbesondere selbsthemmendes Untersetzungsgetriebe (15), insbesondere ein Schneckengetriebe, nachgeordnet ist.

8. Holzbearbeitungsmaschine mit einer Zustellvorrichtung (9) mit einem verstellbaren Zustellelement (4),

dadurch gekennzeichnet,

daß die Zustellvorrichtung (9) nach einem der voranstehenden Ansprüche ausgebildet ist.

9. Dickenhobelmaschine mit einem insbesondere vertikal positionierbaren Dickentisch als Zustellelement (4) und einer Zustellvorrichtung (9) zur Positionierung des Dickentischs,

dadurch gekennzeichnet,

10. Dickenhobelmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dickentisch von mehreren, insbesondere von vier in Eckbereichen des Dickentischs angeordneten, Gewindespindeln (3) verstellbar gehalten ist.