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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Surforet-
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tes.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Surfbrettes
od.dgl. nach der DE-OS 31 08 410, gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie
eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
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Surfbretter enthalten häufig Oberflächenbereiche, die in in einem
Winkel sich kreuzenden Schnittebenen gekrümmt sind. So ist z.B. ein Surfbrett an
der Spitze im ganzen nach oben gebogen und hat in Querschnittsebenen an der oberen
Fläche eine Krümmung nach oben. Bei anderen Surfbrettern mit nach oben verlaufenden
Spitze ist an der Unterfläche eine Längskufe oder ein Kiel angeordnet. Gerartige
Oberflächenbereiche an Surfbrettern sind nur durch Verfahre.a herstellbar, bei denen
ein punktförmig arbeitendes Werkzeug durch entsprechend komplizierte Führungen,
entlang einzelnen Bearbeitungslinien geführt wird.
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Dadurch werden derartige Surfbretter auch bei geringen Materialkosten
sehr teuer.
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Im Gegensatz dazu können Surfbretter mit nur in einer Schnittebene,
z.B. der Längsschnittebene gekrümmten Flächenbereichen durch Werkzeuge hergestellt
werden, die einen gradlinigen Schnitt ausführen, wobei das Werkzeug dann entsprechend
in einer der gewünschten Krümmung in der anderen Richtung verl&ufenden Bogenbahn
geführt wird.
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Ein vorzugsweises Beispiel für ein derartiges Herstellungsverfahren
ist die bekannte Herstellung von solchen
Plächen an Surfbrettern
aus Polystyrol-Schaumstoffblök ken mittels eines gespannten Heissdrahtes.
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Nach der Stammanmeldung gemäss der DE-OS 31 08 410 wird ein Surfbrett
mittels eines entlang einer geraden Linie schneidenden Werkzeuges, z.B. eines Heissdrahtes
hergestellt, wobei auch Oberflächenbereiche mit in zwei sich im Winkel kreuzenden
Schnittebenen gekrümmt verlaufenden Flächenbereichen herstellbar sind.
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Dies wird bei der Stammanmeldung durch das im Oberbegriff des Anspruchs
1 der vorliegenden Anmeldung beschriebene Verfahren erreicht. Gemäss dem Stammpatent
wird also in der einen gekrümmten Schnittebene, wie bekannt, der entlang einer geraden
Linie verlaufende Schnitt entspreruhend der in der quer zur Schnittlänge verlaufenden
Schnittebene gewünschten Krümmung gefuhrt, während in der anderen Ebene der Materialblock
so verformt wird, dass der Schnitt gradlinig geführt werden kann und sich erst nach
dem Zurückformen des Materials in seine Ausgangslage die gewünschte Krümmung in
dieser zweiten, zur ersten Schnittebene in einem Winkel liegenden Schnittebene ausbildet.
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Bei diesem Verfahren und der Vorrichtung nach der Stammanmeldung ergeben
sich jedoch ggf. Schwierigkeiten bei der Führung, z.3. des über das freie Ende eines
Bügels gespannten Heissdrahtes. Eine einwandfreie Schnittführung und damit eine
absolut gleichförmige Ausbilcung zu beiden Seiten der Längsebene ist aber bei Surfbrettern
von ausschlaggebender Bedeutung, da bei nicht völlig symmetrischer Ausbildung die
Surfbretter zum seitlichen Auslaufen neigen.
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Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, ein Verfahren
und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, bei welchem
eine genaue Führung
des Schnittwerkzeugs und damit eine genau in
der gegewünschten Krümmung verlaufende Schnittfläche mit einfachen Mitteln möglich
bzw. herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung durch die im kennzeichnenden
Teil des Anspruchs 1 enthaltenen Verfahrensschritte bzw. durch die im kenzeichnenden
Teil des Anspruchs 5 enthaltenen Vorrichtungsmerkmale erreicht.
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Gemäss der Erfindung wird also der das Schnittwerkzeug, z.B. den gespannten
Heissdraht tragende Bügel, um eine durch den Steg des Bügels verlaufende Achse gelagert,
so dass das Werkzeug unter genauer Führung entlang einem-Kreisbogen bewegbar ist.
Um Abweichungen der gewünschten Krümmung in der in Schneidrichtung liegenden Ebene
vom Kreisbogen zu ermöglichen, ist die Schwenkachse entsprechend dem Krümmungsverlauf
vertikal verlagerbar. Eine derartige Schwenkführung des Werkzeuges arbeitet wesentlich
exakter und ist im Aufbau wesentlich einfacher und billiger, als die Lagerung des
Werkzeugs z.B.
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in prallel zur Schneidrichtung verlaufenden Führungen.
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Um bei langen Schnitten, d.h. be:i entsprechend langen Werkzeugen,
insbesondere bei einem gespannten Heissdrzh+ Fehler in der Führung, die durch Durchbiegen
des neissdrahtes durch den Schnittwiderstand auftreten, zu vermeiden, kann die Schnittgeschwindigkeit
relativ langsam eingestellt werden, wodurch der Schnittwiderstand und damit die
Durchbiegung des Drahtes auch bei grossen Xangen im Vergleich zur Drihtspannung
vernachlässigbar gering wird.
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as als Block verwendete Material ist vorzugsweise entsprechend gering
elastisch verformbar. Er kann auch aus einem anderen zIaterial bestehen, das ganz
oder zu einem bestimmten Anteil ein thermoplastisches oder warmhärtbares Kunststoffharz
ist. Der Anteil dieses Kunststoffes ist so gross, dass vor dem Aushärten bzw. in
thermoplastischem Zustand der ìIaterialblock als Ganzes ausreird
verformbar
ist und nach dem Schneiden und Zurückverformen dann der Materialblock entweder durch
Warmhärten oder durch Abkühlung in seiner endgültigen Form verfestigt wird.
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Zur Vereinfachung des Verfahrens können, wie im Anspruch4 gekennzeichnet,
die abgeschnittenen Teile als Auflage beim Durchbiegen des Blockes für die darauf
folgenden Schnitte verwendet werden, so dass ohne besondere Lehren eine genaue Masshaltigkeit
erreicht wird.
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Das erfindungsgemässe Verfahren lässt eine sehr einfache Herstellung
von Einzelstücken oder auch von Serien, ohne komplizierte Vorrichtung mit sehr grosser
Formgenauigkeit zu.
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Zur Durchführung dieses Verfahrens wird vorteilhafterweise die in
den Ansprüchen 5-11 gekennzeichnete Vorrichtung verwendet.
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Die mit dieser Vorrichtung erzielte Formgenauigkeit des Schnittes
ist ausserordentlich hoch, da auch bei nicht völlig genauer Führung der Lager für
den Bügel eine geringfügige seitliche Bewegung der Lager die Lage des Drahtes nicht
beeinflusst. Die vertikale Lage des Drahtes ist durch die in den Ansprüchen 6-8
gekennzeichnete Schablonenführung der Enden der Bügelarme zur Anpressung gegen die
Leitflächen der Schablonen bzw. durch den in den Ansprüchen 9 und 10 gekennzeichneten,
formschlüssigen Stellantrieb der Schwenklager für den Bügel in vertikaler Richtung
mit grosser Genauigkeit sichergestellt.
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Durch das erfindungsgemässe Verfahren und die erfindungsgemasse Vorrichtung
lassen sich auch sehr komplizierte Oberflächenformen an Surfbrettern sehr einfach
herstellen, so dass die Herstellungskosten wesentlich vermindert werden. Das erfindungsgemässe
Verfahren ist praktisch für die Herstellung von Surfbrettern aus jedem ge-
wünschten
Material anwendbar, vorausgesetzt, dass es direkt oder nach entsprechender Behandlung
die erforderliche Verformung und Zurückverformung zulässt. Das erfindungsgemässe
Verfahren kann für beliebige Schneidwerkzeuge, wie Heissdraht, Sägedraht od.dgl.
angewendet werden.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
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In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1-3 schematisch Seitenansichten auf
einen Materialblock und die Führung der Schnitte zur "erstellung eines Surfbrettes,
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 eine Seitenansicht
des fertigen Surfbrettes, Fig. 6 einen Querschnitt entlang der Linie VI-VI in Fig.
5, Fig. 7 ein kinematisches Schema zur Erläuterung des erfindungsgemässen Verfahrens,
Fig. 8 schematisch eine Stirnansicht auf eine orrichtung zur Herstellung eines Surfbrettes,
wie es z.B. in Fig. 5 und 6 gezeigt ist, und Fig. 9 in kleinerem Masstab eine Seitenansiclit
auf die in Fig. 8 dargetellte Vorrichtung.
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Wie in Fig. 1 dargestellt, ist ein s terialblock 1 aus Polystyrolschaum
auf eine Auflageplatte 2 aufgelegt und z ß. mittels nicht dargestellten, auf der
Oberfläche aufgesetzten Gewichten festgelegt. Die Auflageplatte 2 kann einen die
Reibung erhöhenden belag haben. Entlang der Linie 3 ist ein s-erRrecht zur Zeichnungsebene
grad-
linig verlaufender, in der Zeichnungsebene bogenförmig verlaufender
Schnitt geführt, der die Biegung nach oben an der Unterseite an der Spitze des Surfbrettes
bildet.
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Dabei wird ein Keil 4 ausgeschnitten.
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Wie in Fig. 2 dargestellt, wird der ausgeschnittene Keil 4 soweit
nach vorne ausgeschoben, dass die Spitze 5 des Restblockes 1' über einem Punkt der
Keilfläche 6 liegt, bei welchem der Abstand h der Spitze 5 von der Keilfläche den
Höhenab-stand H (Fig. 5) von der oberen Spitze der Bogenfläche zur Oberseite des
nicht gekrümmten Flächenbereiches des Surfbrettes entspricht.
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Wenn dann, wie in Fig. 3 dargestellt, durch Aufbringen einer Last
P im Bereich der Spitze des Restblockes 1' der Spitzenbereich dieses Restblockes
bis zur Auflage auf der Keilflache nach unten gebogen wird, und entlang der gestrichelten
Linie 7 eine, wie in Fig.4 dargestellt, quer zur Längsachse des Brettes bogenförmige
Schnittlinie geführt wird, erhält man einen Surfbrettkörper 8, mit der in Fig. 5
und 6 dargestellten Ausbildung. Dieses Gurfbrett hat eine im Querschnitt gradlinige
untere Fläche 9, die im vorderen Bereich 10 in Längsrichtung nach oben verläuft
und eine sowohl in Querrichtung (Fig. 6) als auch im vorderen Bereich in Längsrichtung
(Fig. 7) nach oben gebogene obere Fläche 11.
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Selbstverständlich kann auch die untere Seite des Surfbrettes in gleicher
Weise bogenförmig oder in einer anderen vorbestimmten Form, z.B. mit einem Kiel
ausgebildet sein. Durch entsprechend unterschiedliche Führung des Schneidwerkzeuges,
z.B. eines Heissdrahtes an den gegenüberliegenden Enden des Surfbrettes kann die
Querschnittskontur über die Länge des Surfbrettes sich ändernd ausgebildet werden.
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In Fig. 7 ist die Achse A eines senkrechten Ständers (z.B. 39, Fig.
8,9) in strichpunktierten Linien und die gewünschte Querschnittskontur Q, z.B. eine
Kontur der einen Kiel aufweisenden Unterseite im rückwärtigen Bereich eines Surfbrettes,
mit ausgezogenen Linien dargestellt.
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Der Radius R liegt mit seinem Schwenkpunkt S auf der vertikalen Achse
A.Das äussere Ende D des Radius R, das die Lage des Heissdrahtes bestimmt, bewegt
sich bei einer Schwenkbewegung um den Schwenkpunkt S entlang Kreisbogenlinien E.
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Um der von der Kreisbogenlinie abweichenden Konturkurve Q bei der
Schwenkbewegung folgen zu können, wird jeweils der Schwenkpunkt S des Radius entsprechend
auf der vertikalen Achse A verschoben. Bei einer Schwenkbewegung des Radius R über
die gesamte breite des zu schneidenden Blockes wandert also der Schnittpunkt D1
des Radius R mit dem Kreisbogen K1 zuerst durch Verschiebung des Schwenkpunktes
S1 zum Schwenkpunkt S2 nach oben zum Schnittpunkt D2 des Radius R mit dem Kreisbogen
K2 bis bei höchster Lage des behwenkpunktes S3 der Radius R sich bei Dg mit dem
Kreisbogen K3 schneidet und dann in umgekehrter Reihenfolge wieder nach unten.
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Aus der Zeichnung ist zu ersehen, dass seitliche Verschwenkungen des
Schwenkpunktes S keinen wesentlichen Einfluss auf die Lage des Schnittpunktes D
und damit des Heissdrahtes in der entsprechenden Schwenkstellung haben, da der für
einen bestimmten Schnittverlauf erforderliche seitliche AusschwenkwinSel durch eine
entsPrechende Länge des Radius R klein gehalten werden kann.
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Die genaue Führung des ;-Leissdrahtes entlang der Kontur hängt vielmehr
im wesentlichen ausschliesslich von einer entsprechend genauen jeweIligen Vertikallage
des Dchvenk-
punktes ab. Eine genaue Führung der Vertikallage ist
aber mit wesentlich einfacheren technischen Mitteln zu erreichen, als eine seitliche
Führung.
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Dieses erfindungsgemässe Prinzip kann z.B. durch die in Fig. 8 und
9 dargestellte Vorrichtung in die Praxis umgesetzt werden. Bei dieser Vorrichtung
ist eine Auflageplatte 20 auf Querträgern 21 mit Füssen 22 aufgesetzt und durch
Längs träger 23 versteift. An einer Längsseite der Auflageplatte 20 ist auf den
hier überstehenden Querträgern 21 eine Führungsechiene 24 aufgesetzt, in der in
zwei Schwalbenschwanzführungen 25,26 Spannarme 27 längs der Auflageplatte 20 verschiebbar
sind. Die Spannarme 27 verlaufen mit einem Spannschenkel 28 im wesentlichen über
die gesamte Breite der Auflageplatte 20. Auf dem Spannschenkel 28 sind Spannvorrichtungen,
z.B. Schraubzwingen 29 verschiebbar.
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Auf der Auflageplatte 20 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel
ein blockartiges Gegenlager 30 aufgelegt.
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Wenn ein, z.B. gemäss Fig. 1 vorgeschnittener Restmaterialblock 1'
auf der Auflageplatte 20 aufgelegt und mittels der in Fig. 9 rechten Schraubzwinge
29 festgelegt ist, kann durch die in Fig. 9 linke Schraubzwinge 29 oder eine ochnellspannvorrichtung
od.dgl. der Spitzenbereich des Restblockes 1' bis zur Auflage auf dem Gegenlager
90 nach unten gebogen werden. Der iaterialrestblock lt hat dann die gleiche Lage,
wie in Fig. 3 dargestellt.
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die An den an die/Spannarme 27 abstützenden Längskanten angrenzenden
Querkanten können FuhrunZsschqblonen 31 angebracht sein, die Führungskurven 36 aufweisen,
die dem gewünschten Verlauf der gekrümmten Querschnittslinie des Surfbrettes, z.B.
der Kontur Q in Fig. 7 entsprechen.
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Auf einem im ganzen mit 33 bezeichneten Bügel ist zwi-
schen
den freien Enden der Führungsarme 34 ein Heissdraht 32 gespannt. An den Enden der
Führungsarme 34 sind Leitrollen 35 gelagert, die entlang der nach unten auf die
Auflageplatte 20 zu gerichteten Leitflächen 36 der Führungsschablonen 31 ablaufen.
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An den Enden des Steges 37 des Bügels 33 sind Lagerzapfen angebracht,
die in Schwenklagern liegen, welche an Sührungsschlitten 38 befestigt sind, die
entlang Vertikalständern 39 vertikal verschiebbar sind. An den oberen Enden der
Stänaer 39 sind Umlenkrollen 40 angeordnet, über die ein Drahtseil 41 läuft, das
mit seinem einen Ende bei 42 am Führungsschlitten 38 befestigt ist, und das an der
anderen Seite ein Gewicht 43 tragt. Das Gewicht 43 ist so gewählt, des auch unter
Eil:fflrkung von auftretenden Störkräften die Rolle 35 während der Bewegung entlang
der Leitkurve 36 in Anlage an dieser gehalten wird.
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Die Schwenkbewegung kann auf den Schwenkarm 34 in beliebiger Weise,
z.B. von Hand oder durch einen Spindeltrieb übertragen werden. Dabei erfolgt der
Schwenkantrieb der Bügelarme 34 vorzugsweise mit einer solchen Geschwindigkeit,
dass bei Verwendung eines Heissdrahtes die auf den Beissdraht bei der Bewegung wirkenden
Querkräfte gegenüber der Spannung des Heissdrahtes vernachlässigbar gering werden,
und dadurch ein Durchbiegen des Heissdrahtes unter Einwirkung der Vorschubkraft
vermieden wird. Die Spannung des Heiss drahtes kann auf beliebige bekannte Weise,
z.B. durch eine Spannfeder erfolgen, die die Längenänderung durch Erwärmung des
Heissdrahtes ausgleicht und eine konstante Spannung Unter -.len :ingungen aufrechterhält.
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