DE29913118U1 - Device for producing curved workpieces, in particular made of wood - Google Patents
Device for producing curved workpieces, in particular made of woodInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von bogenförmigen Werkstücken insbesondere aus Holz. Dabei rotiert ein Fräswerkzeug um eine stationär gelagerte vertikale, aber durchaus schwenkbare Achse.The invention relates to a device for producing curved workpieces, in particular from wood. A milling tool rotates around a stationary vertical but pivotable axis.
Aus der DE 40 16 012 C2 ist eine Vorrichtung zum Herstellen von Rund- und Segementbögen bekannt bei der aus einem Rundbogenrohling nach dem umgekehrten Prinzip des Satzes des Thaies ohne Vorfertigen einer Schablone ein maßgerechter Bogen ausgefräst wird.From DE 40 16 012 C2 a device for producing round and segmental arches is known in which a dimensionally correct arch is milled out of a round arch blank according to the reverse principle of the Thaies theorem without prefabricating a template.
Eine weitere Vorrichtung ist aus der DE 33 33 965 A1 bekannt, wobei ein Rundbogenrohstück um eine Mittelpunktsachse drehbar gelagert ist und von Spannhaltern arretiert wird die auf Radialarmen aufgespannt sind, wodurch eine Bearbeitung entlang einer inneren bzw. äußeren Kurvenbahn erfolgt, wozu die radiale Stellung der Mittelpunktsachse bezüglich der Werkzeugachse geändert wird.Another device is known from DE 33 33 965 A1, wherein a round-arch blank is mounted so as to be rotatable about a central axis and is locked by clamping holders which are clamped on radial arms, whereby machining takes place along an inner or outer curved path, for which purpose the radial position of the central axis is changed with respect to the tool axis.
Beide vorgenannte Vorrichtungen haben entweder einen erheblichen komplexen Aufbau in Bezug auf eine aufwendige Konstruktion und benötigen vor oder hinter der Fräsmaschine einen nicht unerheblichen Raum.Both of the aforementioned devices either have a considerably complex structure in terms of an elaborate construction and require a considerable amount of space in front of or behind the milling machine.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, eine gattungsgemäße Vorrichtung so auszubilden, daß aus einem Rundbogenrohling ohne Vorjfertigung einer Schablone der Rundbogen maßgerecht ausgefräst werden kann und dennoch eine gegenüber dem Stand der Technik erheblich einfachere Konstruktion zum gleichen Ergebnis führt.The object of the present invention is, in contrast, to design a generic device in such a way that the round arch can be milled out to size from a round arch blank without prefabrication of a template and yet a construction that is considerably simpler than the prior art leads to the same result.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß lediglich zwei im wesentlichen geradlinige Führungsprofile auf einem Maschinentisch aufliegen, um einen Schneidenflugkreis schwenkbar und feststellbar sind und das zwei Werkstückführungen vorgesehen sind, die an den beiden Spannweitenenden des Bogenrohstückes angeordnet sind, wobei die Werkstückführungen während des Fräsvorganges an je einem der Führungsprofile entlang gleiten.This object is achieved according to the invention in that only two essentially straight guide profiles rest on a machine table, can be pivoted and locked about a cutting circle and two workpiece guides are provided which are arranged at the two span ends of the curved blank, wherein the workpiece guides slide along one of the guide profiles each during the milling process.
Dabei sind wie in der DE 40 16 012 C2 ausführlich beschrieben keine tragenden Elemente erforderlich, da die Führungsprofile eben nicht oberhalb des von dem Werkstück und dem Fräskopf gebildeten plattenförmigen Bereiches angeordnet sind, sondern unterhalb dieser Bearbeitungsebene und somit direkt auf dem Maschinentisch aufliegen, wodurch ausnahmslos alle tragenden Bauteile wie Drehgelenke, Führungszylinder zur Höhenverstellung des Gerüstes, Schwenkvorrichtungen und dergleichen entfallen.As described in detail in DE 40 16 012 C2, no load-bearing elements are required, since the guide profiles are not arranged above the plate-shaped area formed by the workpiece and the milling head, but below this processing level and thus rest directly on the machine table, which means that all load-bearing components such as swivel joints, guide cylinders for adjusting the height of the scaffold, swivel devices and the like are eliminated without exception.
Das schafft in der Kostenstruktur der erfindungsgemäßen Vorrichtung einen wesentlichen Vorteil.This creates a significant advantage in the cost structure of the device according to the invention.
Gerade der kleine Handwerksbetrieb, der sich weder eine CNC-gesteuerte Anlage, noch eine der Vorrichtungen der eingängig gewürdigten Anbieter leisten kann, hat mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine mit Abstand außerordentliche günstige Alternative mit der die ausnahmslos gleichen Ergebnisse erzielt werden können.Especially the small craft business, which cannot afford a CNC-controlled system or one of the devices of the well-respected suppliers, has with the device according to the invention an extraordinarily inexpensive alternative with which the same results can be achieved without exception.
Ein weiterer Vorteil betrifft die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Vorrichtung auf bereits vorhandene herkömmliche Tischfräsmaschinen aufzubauen, inderp einfach der übliche gerade Fräsanschlag abgebaut wird, und eine Person alleine in der Lage ist die Umrüstung vorzunehmen. Das ist bei den oben genannten Entgegenhaltungen aufgrund der Masse dieser Vorrichtungen nicht durchführbar.A further advantage relates to the possibility of installing the device according to the invention on existing conventional table milling machines by simply removing the usual straight milling stop and one person alone being able to carry out the conversion. This is not feasible with the above-mentioned references due to the mass of these devices.
Aus dem Stand der Technik ist eine weitere Vorrichtung bekannt, wobei eine Oberfräsmaschine auf einem Radialarm angeordnet ist, mit der nach der Fixierung des Werkstückmittelpunktes ein Kreisbogen geschlagen wird wodurch die bogenförmige Fräsung entsteht. Nachteil dieser Variante ist zunächst die Erfordernis eines Werkstückmittelpunktes was wie schon erwähnt mit einem erheblichen Platzbedarf einhergeht, so daß beispielsweise eine Bearbeitung flacher Segmentbögen mit einer Spannweite von nur zwei Metern nicht möglich iöt, da die Bearbeitungskapazität der verschiebaren Mittelpunktsachse natürlich begrenzt ist.Another device is known from the prior art, in which a router is arranged on a radial arm, with which a circular arc is cut after the workpiece center point has been fixed, thus creating the curved milling. The disadvantage of this variant is the requirement of a workpiece center point, which, as already mentioned, requires a considerable amount of space, so that, for example, machining flat segmental arches with a span of only two meters is not possible, since the machining capacity of the movable center axis is naturally limited.
Ein weiterer Nachteil bei mit Oberfräsmaschinen ausgerüsteten Anlagen ist derjenige, daß das Werkzeugarsenal für Oberfräsmaschinen nicht unbedingt mit den Fräswerkzeugen für Tischfräsmaschinen übereinstimmt, wodurch Profilanpassungsprobleme nur durch Kompromisse gelöst werden können.A further disadvantage of systems equipped with routers is that the tool arsenal for routers does not necessarily match the milling tools for table milling machines, which means that profile adaptation problems can only be solved by compromises.
Grundsätzlich ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in zwei zu bevorziehenden Varianten einsetzbar:Basically, the device according to the invention can be used in two preferred variants:
Als erste Variante wird davon ausgegangen, daß durch einen Fräsmaschinentisch ein vertikaler durchaus aber schwenkbarer Fräsdorn ragt, das ist beispielsweise dann der Fall, wenn bei bereits vorhandenen Tischfräsmaschinen der vorübergehend ortsfeste übliche gerade Fräsanschlag abgebaut ist, um dieselbe Maschine für die erfindungsgemäße Vorrichtung zu nutzen. In diesem speziellen Fall können vorzugsweise dieselben Fräswerkzeuge für die Rundbogenbearbeitung verwendet werden, die auch für gerade Werkstücke zum Einsatz kommen. Das hat den Vorteil, daß es zwischen dem geraden Werkstück und rundem Werkstück keine Profildifferenzen geben kann. Dieser Vorteil fällt besonders bei Werkstücken ins Gewicht, die aus eben beiden Bauteilen bestehen, wie zum Beispiel Rundbogenfenster und Rundbogentüren. In diesem aufgeführten Beispiel verschwenken sich die vorderen Führungsprofile um den Schneidenflugkreis des auf den Fräsdorn aufgespannten Fräswerkzeuges. In dem mathematischen Prinzip wird der idealisierte Fräsangriffspunkt punktförmig angenommen. Da ein Fräswerkzeug in der Praxis aber eine endliche Ausdehnung hat, bewirkt die Anpassung der längsverschieblichen Führungsprofile an eben diese endliche Ausdehnung eine leichte Verschiebung des Dreieckes aus dem theoretischen Prinzip, was mit einer geringfügigen Abweichung von der Kreisform einher geht, die aber zeichnerisch kaum darstellbar ist und in der Praxis keine Bedeutung hat.The first variant assumes that a vertical but pivotable milling mandrel protrudes through a milling machine table. This is the case, for example, when the temporarily stationary, usual straight milling stop is removed from existing table milling machines in order to use the same machine for the device according to the invention. In this special case, the same milling tools can preferably be used for round-arch machining as are used for straight workpieces. This has the advantage that there can be no profile differences between the straight workpiece and the round workpiece. This advantage is particularly important for workpieces that consist of both components, such as round-arch windows and round-arch doors. In this example, the front guide profiles pivot around the cutting edge flight circle of the milling tool clamped onto the milling mandrel. In the mathematical principle, the idealized milling attack point is assumed to be point-shaped. However, since a milling tool has a finite extension in practice, the adaptation of the longitudinally movable guide profiles to this finite extension causes a slight displacement of the triangle from the theoretical principle, which is accompanied by a slight deviation from the circular shape, which is, however, hardly representable in a drawing and has no significance in practice.
Als zweite Variante sei eine Möglichkeit genannt, wo kein Fräsdorn durch einen Maschinentisch ragt, sondern eine stationäre Oberfräsmaschine über der durch die Führungsprofile und den Werkstückführungen gebildeten Bearbeitungsebene angeordnet ist, so daß zwischen der Auflageplatte und der Achsenstirnseite des Oberfräswerkzeuges Luft ist. Diese Variante käme zum Einsatz wenn in kleinen Betrieben keine Tischfräsmaschine vorhanden ist. Die Nachteile des Einsatzes von Oberfräsmaschinen sind zwar ausführlich beschrieben, doch käme hier der Vorteil der uneingeschränkten Bearbeitungskapazität bei einem verminderten PlatzbedarfThe second variant is one in which no milling mandrel protrudes through a machine table, but a stationary router is arranged above the processing plane formed by the guide profiles and the workpiece guides, so that there is space between the support plate and the axis face of the router tool. This variant would be used if there is no table milling machine in small companies. The disadvantages of using routers are described in detail, but the advantage here is the unlimited processing capacity with a reduced space requirement.
gegenüber der auf einem Radiuslineal beschriebenen Ausführung zum tragen. In dieser speziellen Variante verschwenken sich die vorderen verschiebaren Führungsprofile der Anschlaglineale um den Mittelpunkt des Oberfräswerkzeuges, wobei die Anführspitzen der Werkstückführungen in Mittelpunktsrichtung des Werkstückes entsprechend dem Maß des Werkzeugradiusses über den zu fräsenden Kreisbogen hinausstehen. Bei dieser Ausrichtung der Führungslineale auf den Fräsachsenmittelpunkt entstehen absolut kreisbogenförmige Werkstücke gemäß dem mathematischen Prinzip.compared to the version described on a radius ruler. In this special variant, the front sliding guide profiles of the stop rulers pivot around the center of the router tool, with the guide tips of the workpiece guides extending in the center direction of the workpiece beyond the circular arc to be milled in accordance with the size of the tool radius. With this alignment of the guide rulers to the center of the milling axis, absolutely circular arc-shaped workpieces are created in accordance with the mathematical principle.
An dieser Stelle sei erwähnt, daß die Verschiebung der Anführspitzen in Mittelpunktsrichtung des Werkstückes bei beiden Varianten die Möglichkeit einer stufenlosen Frästiefenverstellung bereitstellt, sowie eine Anpassung der Werkstücke auf Werkzeuge mit unterschiedlichem Schneidenflugkreis.At this point it should be mentioned that the displacement of the guide tips in the center direction of the workpiece in both variants provides the possibility of a stepless milling depth adjustment, as well as an adaptation of the workpieces to tools with different cutting circles.
Vorteilhafter Weise sei darauf hingewiesen, daß die Bearbeitungskapazität bezüglich der Größe der Bogenrohlinge lediglich von der Länge der Anlagekanten abhängt, und vor bzw. hinter dem Frästisch kein weiterer Raum benötigt wird. So können sämtliche Rund- und Segmentbögen mit nur zwei Führungslinealen und zwei Werkstückführungen nach Bereitstellung einer Auflagefläche nach dem mathematischen Gesetz exakt ausgefräst werden.It should be noted that the processing capacity in terms of the size of the arch blanks depends only on the length of the contact edges, and no additional space is required in front of or behind the milling table. This means that all round and segment arches can be precisely milled using only two guide rails and two workpiece guides after providing a support surface in accordance with mathematical law.
Im folgenden wird anhand der Zeichnungen das Prinzip und ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im einzelnen erläutert:In the following, the principle and an embodiment of the invention are explained in detail with reference to the drawings:
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Draufsicht der erfindungsgemäßen VorrichtungFig. 1 is a plan view of the device according to the invention
Fig. 2 zwei Bogenrohstücke mit positionierten Werkstückführungen n£ch dem Fräsen des Außen - und Innenbogens.Fig. 2 two curved blanks with positioned workpiece guides after milling the outer and inner curves.
Fig. 3 einen HebelkörperFig. 3 a lever body
Fig. 4 eine EinstellscheibeFig. 4 a setting disk
Fig. 5 eine WerkstückführungFig. 5 a workpiece guide
Fig. 6 eine AnführspitzeFig. 6 a leading tip
Fig. 7 eine WerkstückauflageFig. 7 a workpiece support
Bei der Fig. 1 zeigt sich dem Betrachter die Draufsicht der Vorrichtung mit einem stationären Fräswerkzeug (4) . Hierbei sind zwei Führungsprofile (16) um einen Schneidenflugkreis (4) schwenkbar und feststellbar. Die Befestigung auf dem Maschinentisch (8) erfolgt mit Drehgriffen (15), die an Laschen (13) positioniert sind. Dabei werden Nutensteine gespannt, die in den Nuten (10) des Maschinentisches (8) geführt werden. An der dem Fräskopfbereich zugewandten Lasche; ist ein Drehlager angeordnet, das die Schwenkung für ein Auflageelement (40) bereitstellt. An dem zum Fräskopf ausgerichteten vorderen Ende des Führungsprofils (16) ist zur Werkstückauflage ein Stützteil (17) angeordnet. Grundsätzlich ist es vorgesehen, daß der Fräskopfbereich während des Fräsvorganges von oben her mit einer Schutzhaube abgedeckt ist, die aber aus Gründen des einfacheren Verständnisses nicht dargestellt ist.Fig. 1 shows the viewer a top view of the device with a stationary milling tool (4). Two guide profiles (16) can be pivoted and locked around a cutting edge circle (4). The tool is fastened to the machine table (8) using rotary handles (15) positioned on tabs (13). T-nuts are clamped and guided in the grooves (10) of the machine table (8). A pivot bearing is arranged on the tab facing the milling head area, which provides the pivoting for a support element (40). A support part (17) for supporting the workpiece is arranged on the front end of the guide profile (16) aligned with the milling head. In principle, the milling head area is covered from above with a protective hood during the milling process, but this is not shown for reasons of easier understanding.
In der Zeichnung wird davon ausgegangen daß das Fräswerkzeug (4) links herum dreht, so daß der rechte Lastarm (14) vorgeschoben ist. In der Fig. 1 soll der Außenbogen eines relativ flachen Segmentbogens ausgefräst werden. Nun würde der Benutzer den Bogenrohling (1) mit positionietren Wekstückführungen gemäß der Fig. 2 gegen die Laufrichtung des Fräswerkzeuges (4) schieben, wobei die Anführspitze (38) der rechten Werkstückführung (30) mit dem Hebelkörper (20) an dem rechten Lastarm (14) in Kontakt kommt und die linke Anführspitze der linken Werkstückführung an dem linken Führungsprofil (16) entlang gleitet.In the drawing it is assumed that the milling tool (4) turns anti-clockwise so that the right load arm (14) is pushed forward. In Fig. 1 the outer arc of a relatively flat segment arc is to be milled out. The user would now push the arc blank (1) with positioned workpiece guides according to Fig. 2 against the running direction of the milling tool (4), whereby the guide tip (38) of the right workpiece guide (30) comes into contact with the lever body (20) on the right load arm (14) and the left guide tip of the left workpiece guide slides along the left guide profile (16).
Für große Spannweiten ist eine Profilverlängerung (18) vorgesehen. Der Kontakt mit dem Hebelkörper bewirkt mit der Vorschubkraft ein in sich zusammen schieben des Lastarmes (14) in die Führungsprofile (16), wodurch der unmittelbare Fräskopfbereich frei wird. Nach der bereitgestellten Verschiebung gibt der Hebelkörper (20) automatisch den Weg für die an der Anlagekante (12) fortgteitende Anführspitze (38) frei, so daß der Fräsvorgang fortschreitet und das Fräswerkzeug weiter auf der Bogenlinie abrollt und das über die Kreisform hinaussehende Werkstückmaterial zerspant. Gegen Ende des Fräsvorganges kommt die Anführspitze der ljjiken.Wefkstückfyhrung..mjt dem.Hebelkörper, des linken nochA profile extension (18) is provided for large spans. The contact with the lever body causes the load arm (14) to be pushed together into the guide profiles (16) with the feed force, thereby freeing the immediate milling head area. After the displacement has been made, the lever body (20) automatically clears the way for the guide tip (38) which advances along the contact edge (12), so that the milling process progresses and the milling tool continues to roll along the arc line and cuts the workpiece material that extends beyond the circular shape. Towards the end of the milling process, the guide tip of the left workpiece guide comes into contact with the lever body, the left still
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nicht ausgefahrenen Lastarms (14) in Kontakt, so daß diese unterhalb des Fräswerkzeuges in den unmittelbaren Fräskopfbereich vorgeschoben wird und der Fräsvorgang für den Außenbogen beendet ist.non-extended load arm (14) so that it is pushed forward beneath the milling tool into the immediate milling head area and the milling process for the outer arc is completed.
Beim Fräsen von Außenbögen sind zur Bildung einer Auflagefläche mindestens zwei Auflageelemente (40) erforderlich, die den Bereich der Stichhöhe des Bogehrohlings hinter den Führungsprofilen abstützen. Dabei ist es von Vorteil, vjrenn die Auflageelemente an dem zum Fräskopf ausgerichteten Ende drehbar gelagert und feststellbar (40a) sind, um die Auflagefläche an die verschiedenen Krümmungen der Außenbögen anzupassen. Die Gesamthöhe der Auflageelemente (40) ist mit dem Höhenmaß der Werkstückführungen (30) identisch. Beim Fräsen eines Innenbogens wird der Krümmungsbereich während des Fräsvorganges durch eine Werkstückauflage (31) abgestützt.When milling external arches, at least two support elements (40) are required to form a support surface, which support the area of the cut height of the arch blank behind the guide profiles. It is advantageous if the support elements are rotatably mounted and lockable (40a) at the end facing the milling head in order to adapt the support surface to the various curvatures of the external arches. The total height of the support elements (40) is identical to the height of the workpiece guides (30). When milling an internal arch, the curved area is supported by a workpiece support (31) during the milling process.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch den vorderen Teil des Lastarmes (14). Dabei besteht ein Hebelkörper (20) aus einer Achse, sowie einem mit einer Druckfeder gespannten Bolzen (26). Im Zentrum des Hebelkörpers ist eine Achsbohirung (25) vorgesehen. Am Hebelkörper sind zwei Hebelarme (29) angeordnet, die in leiner 90° Stellung zueinander stehen, wobei der Scheitelpunkt des Winkels im Zentrum der Achsbohrung liegt. An der gegenüberliegenden Seite der Hebelarme (29) ist je eine Aussparung (28) vorgesehen, die das stirnseitige Bolzenprofil aufnimmt.Fig. 3 shows a section through the front part of the load arm (14). A lever body (20) consists of an axle and a bolt (26) tensioned with a compression spring. An axle hole (25) is provided in the center of the lever body. Two lever arms (29) are arranged on the lever body, which are at a 90° position to each other, with the apex of the angle in the center of the axle hole. On the opposite side of the lever arms (29) there is a recess (28) which accommodates the front bolt profile.
Fig. 4 zeigt eine kreisrunde Einstellscheibe (7), die eine passige Bohrung in Fräsdorndicke besitzt. Der Außendurchmesser der Einstellscheibe richtet sich nach einem Normdurchmesser der Fräsköpfe oder nach einem speziellen gewünschten Durchmesser, wobei die Einstellscheibe (7) im unteren Teil (5) rechtwinklig abgedreht ist und das Tiefenmaß mit dem Breitenmaß der vorderen Enden der Lastarme (14) identisch ist. Durch die Gegenschwenkung der Lastarme beim Einstellen des Bearbeitungswinkels sind die Anlagekanten (12) unabhängig von der Winkelstellung automatisch auf den Schneidenflugkreis der Fräswerkzeuge ausgerichtet.Fig. 4 shows a circular adjusting disk (7) which has a bore of the same thickness as the milling mandrel. The outside diameter of the adjusting disk is based on a standard diameter of the milling heads or on a specific desired diameter, whereby the adjusting disk (7) is turned at a right angle in the lower part (5) and the depth dimension is identical to the width dimension of the front ends of the load arms (14). Due to the counter-pivoting of the load arms when setting the machining angle, the contact edges (12) are automatically aligned with the cutting edge flight circle of the milling tools, regardless of the angular position.
Die Fig. 5 zeigt eine Werkstückführung (30) bestehend aus einem mit dem Werkstück vorübergehend festverbindbaren Basisplatte (32) mit einer Führungsnut (33a) zur Aufnahme einer sich gegen die Führungsprofile abstützenden Anführspitze (38). Eine Rändelschraube (37) gestaltet die Verschiebung der Anführspitze feststellbar. Zur Führung der Anführspitzen ist eine Profilfeder (33b) vorgesehen. Zur Ausrichtung eines am Bogenrohstückes befindlichen Risses ist die Basisplatte (32) mit zwei Kerben (34) ausgestattet.Fig. 5 shows a workpiece guide (30) consisting of a base plate (32) that can be temporarily firmly connected to the workpiece and has a guide groove (33a) for receiving a guide point (38) that rests against the guide profiles. A knurled screw (37) allows the displacement of the guide point to be locked. A profile spring (33b) is provided to guide the guide points. The base plate (32) is equipped with two notches (34) to align a crack on the curved blank.
Die Fig. 6 zeigt eine Anführspitze (38) mit einer auslaufenden Spitze (35)
Ausklinkung (35a) stellt die Kontrahierung mit dem Hebelkörper bereit.Fig. 6 shows a leading tip (38) with a tapering tip (35)
Notch (35a) provides the contraction with the lever body.
Fig. 7 zeigt eine Werkstückauflage (31), die aus einer Basisplatte (32b) und einem Stützteil (36) besteht . Beim Fräsen von Innenbögen stützt die Werkstückauflage das Bogenrohstück im Bereich der Stichhöhe ab.Fig. 7 shows a workpiece support (31) consisting of a base plate (32b) and a support part (36). When milling inner arches, the workpiece support supports the arch blank in the area of the cutting height.
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1999
- 1999-07-27 DE DE29913118U patent/DE29913118U1/en not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20010111 |
|
R156 | Lapse of ip right after 3 years |
Effective date: 20030201 |