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Holz-Fräsmaschine
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Holz-Fräsmaschine gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1, wie sie in erster Linie für die Bearbeitung von Massivhölzern
Anwendung findet und z.B. für die Herstellung von Profilhölzern oder Sprossenverbindungen
eingesetzt wird.
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Eine bekannte Fräsmaschine dieser Art stellt die Tischfräse dar, bei
der ein horizontaler Tisch von einer im wesentlichen vertikalen Spindel durchragt
ist, die einen Profilfräser-Satz aufnehmen kann und in einer vertikalen Ebene verschwenkbar
ist. Das Werkstück, wie z.B. ein zu profilierender Rohling, wird in horizontaler
Richtung am Werkzeug entlang geführt, wodurch beispielsweise eine Kehlung entsteht.
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Die Spindel kann geneigt werden, um das mit einem Fräsersatz herstellbare
Profil-Spektrum zu erweitern.
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Diese Fräsmaschine ist nicht nur hinsichtlich ihrer Arbeitsbreite,
die bei etwa 100mm liegt, sondern auch hinsichtlich ihres Arbeitsgebietes verhältnismäßig
beschränkt. So ist es beispielsweise mit dieser Tischfräse nicht möglich, ohne eine
aufwendige Stützkonstruktion und auf wirtschaftliche Art und Weise Profilhölzer,
beispielsweise Balkonbaluster, herzustellen, bei denen das Profil in Längsrichtung
variiert. Um auch derartige Werkstücke wirtschaflich bearbeiten zu können, mußte
auf spezielle Holz-Profiliermaschinen zurückgegriffen werden, die jedoch für andere
Zwecke nicht einsetzbar waren.
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Insbesondere für einen Holzbearbeitungsbetrieb mittlerer und kleinerer
Größe stellt dies eine erhebliche wirtschaftliche Belastung dar, da beide Maschinen
in der Regel nicht voll ausgelastet werden können. Der Erfindung liegt deshalb die
Aufgabe zugrunde, eine Holz-Fräsmaschine zu schaffen, die universell und wirtschaftlich
für alle gängigen Fräsarbeiten einer Schreinerei oder Zimmerei eingesetzt werden
kann.
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Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruch
1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Erfindungsgemäß wird eine Universl-Holz-Fräsmaschine geschaffen, die
durch einfachste Umrüst-Handgriffe sowohl zum rechtwinkligen Querfräsen, was beim
gewöhnlichen Sprossenfräsen erforderlich ist, als auch zum beidseitigen Winkel-Querfräsen,
darüberhinaus zum Längs fräsen zur Erzeugung einer Kehlung in einem Profilholz und
schließlich noch zum Rundbogen-Fräsen mit vereinfachter und sicherer Werkstückführung
eingesetzt werden kann. Dabei ergibt sich der besondere Vorteil, daß der zweiteilige
Schiebetisch dazu herangezogen werden kann, die Bedienungssicherheit der Fräsmaschine
anzuheben,
indem ein Schiebetischteil beim Einlegen des zu bearbeitenden Werkstücks in der
Verschiebbarkeit derart begrenzt wird, daß das Fräswerkzeug von diesem Schiebetischteil
abgedeckt bleibt. Ein weiterer besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Universal-Fräsmaschine
besteht darin, daß die Arbeitsbreite der Spindel erheblich angehoben werden kann,
was der Wirtschaftlichkeit der Fräsmaschine weiter zugute kommt. Darüberhinaus sind
die Schiebetischteile vielseitig verwendbar, indem sie beispielsweise beim rechtwinkligen
Querfräsen als Klemmtische zur Fixierung des Werkstücks und beim Längsprofilfräsen
bzw. Kehlen als seitliche Werkstück-Führung dienen. In Verbindung mit einer geeigneten
Andruckbrücke gelingt es sogar, die erfindungsgemäße Universal-Fräsmaschine als
Vielblatt-Kreissäge zu verwenden, wodurch die Wirtschaflichkeit dieser Maschine
weiter angehoben werden kann.
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Die erfindungsgemäße Anordnung der Maschinenteile kommt aber nicht
nur der Wirtschaftlichkeit der Maschine, sondern auch der Betriebssicherheit zugute,
was oben bereits im Zusammenhang mit den Quer-Fräsvorgängen beschrieben wurde. Insbesondere
dann, wenn die erfindungsgemäße Fräsmaschine als Rundbogen-Fräse betrieben wird,
zeigt sich noch der besondere, auf dem Gebiet der Betriebssicherheit liegende vorteilhafte
Effekt, daß selbst sehr schwer handhabbare Werkstücke wie z.B. Tür-Rundbögen, vollkommen
sicher, und mit geringem Kraftaufwand der Bedienungsperson bearbeitet werden können,da
die Werkstücke flächig auf dem Werkzeugtisch aufliegen können. Dabei ergibt sich
der zusätzliche Vorteil, daß auch der Grad der Genauigkeit der Fertigung angehoben
werden kann, wobei darüberhinaus der Fertigungsvorgang von der Profilbreite unabhängig
ist.
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Ein weiterer besonderer Vorteil des Erfindungsgegenstands liegt darin,
daß es mit sehr geringem Aufwand gelingt, Treppengeländer-Baluster herzustellen,
bei denen der Verlauf der Profilierung an die Neigung der Treppe angepaßt ist. Dabei
ist es nicht erforderlich, dem auf der Fräswerkzeug-Spindel vorgesehenen Fräsersatz
besonders auszubilden und auch die Einstellung des Neigungswinkels kann sehr sicher
und exakt vorgenommen werden, indem lediglich der Einstellwinkel der beiden Schiebetisch-Teile
geeignet festgelegt wird.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Um den Vorschub des Werkstücks beim Querfräs-Vorgang so leichtgängig
wie möglich zu machen, ist es vorteilhaft, die Schiebetischteile auf Führungsköpfen
zu befestigen, die beispielsweise eine Kugelbüchsen-Lagerung besitzen.
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In diesem Fall ist es besonders vorteilhaft, die Fräsmaschine gemäß
Patentanspruch 2 weiterzubilden.
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Die Verschiebarkeit der Führungswelle relativ zum Auflagetisch ermöglicht
es, mit einer verhältnismäßig kurzen Führungswelle zu arbeiten, da diese teleskopartig
je nach Bedarf aus dem Auflagetisch heraus bewegt werden kann, so daß auch bei schräggestellten
Schiebetischteilen ein ausreichender Vorschubweg bereitgestellt wird.
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Mit der Weiterbildung gemäß Patentanspruch 3 ergibt sich eine klare
Trennung der Führungselemente, wodurch die Möglichkeit eröffnet wird, die einzelnen
Funktionsflächen optimal auf die jeweilige Wirkungsweise abzustimmen, wodurch die
Betriebszuverlässigkeit der Maschine angehoben werden kann.
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Eine sehr saubere und sichere Führung der Schiebetischteile erhält
man dann, wenn sich diese jeweils über zwei Führungsköpfe auf verschiedenen Seiten
des Auflagetisch abstützen, wie es Gegenstand des Patentanspruchs 4 ist. Durch die
Verschiebbarkeit der weiteren Führungswelle, was wiederum über eine Führungsstange
und einen Führungsträger gemäß Patentanspruch 3 erfolgen kann, kann auch auf dieser
Seite mit einer verhältnismäßig kurzen Führungswelle gearbeitet werden, wodurch
nicht nur der vorrichtungstechnische Aufwand kleingehalten, sondern auch sichergestellt
werden kann, daß keine auskragenden Maschinenteile zu einer unnötigen Erhöhung der
Verletzungsgefahr beitragen.
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Wenn der weitere Führungskopf Bestandteil einer Kulissenführung für
die jeweiligen Schiebetischteile ist, wird der Umrüstvorgang der Fräsmaschine zusätzlich
vereinfacht.
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Die Weiterbildung gemäß Patentanspruch 6 ist besonders vorteilhaft
für den Fall, daß die Fräsmaschine zum Längsprofil-Fräsen bzw Kehlen eines Massivholzes
eingesetzt wird. Durch Arretierung der Führungsköpfe kann der Abstand zwischen den
beiden Schiebetischteilen exakt auf das Maß des zu bearbeitenden Werkstücks abgestimmt
werden, wobei sich darüberhinaus die Mölichkeit ergibt, die Schiebetischteile an
beliebiger Stelle zu arretieren, so daß auch in dieser Arbeitsphase die Schiebetischteise
dazu herangezogen werden können, nicht im Einsatz befindliche Fräser abzudecken
bzw.
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abzuschirmen. Bevorzugterweise werden die Schiebetischteile dorthin
verfahren, wo der bzw. die betreffenden Fräser am Werkstück angreifen sollen, wodurch
eine gute Ausnützung der in der Regel doppelseitigen Verwendbarkeit eines Formfräsers
sichergestellt wird.
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Die Weiterbildungen gemäß Patentanspruch 7 bis 9 sind dazu vorgesehen,
die Schiebetischteile, die auch ein beträchtliches Gewicht haben können, zuverlässig
mit dem betreffenden Führungskopf zu verspannen.
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Wenn die die Schwenkachsen tragenden Führungsköpfe des Patentanspruchs
10 weitergebildet sind, wird einerseits das Schwenklager entlastet und andererseits
die Voraussetzung dafür geschaffen, daß mit einfachsten Mitteln eine Einstellskala
in den Bereich der Schwenkachse integriert werden kann.
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Mit den Klemm-Muttern gemäß Patentanspruch 11 kann insbesondere in
Zusammenwirken mit den Klemm-Muttern gemäß Patentanspruch 9 eine sichere Fixierung
der Schiebetischteile in Bezug auf die Führungsköpfe realisiert werden.
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Die stufenweise Verdrehung des Drehtisches gemäß Patentanspruch 13
ermöglicht mit einfachsten Handgriffen ein Umrüsten des Werkzeugs von Längsfräs-Betrieb
in den Querfräs-Betrieb und umgekehrt, wobei hierzu bevorzugterweise ein von Hand
betätigbarer Arretierstift vorgesehen ist, der in eine Ausnehmung eines Drehkranzes
greift.
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Die Weiterbildung gemäß Patentanspruch 15 erleichtert nicht nur die
Bedienung der erfindungsgemäßen Fräsmaschine, sondern sie trägt insbesondere für
den Fall, daß mit der Fräsmaschine rechtwinklig oder im Winkel quergefräst wird,
zu einer wesentlichen Erhöhung der Betriebssicherheit bei. Mit der Arretierungs-und
Einstellschiene gelingt es nämlich, vor Beginn des Fräs-Vorschubs den der Bedienungsperson
zugewandten Schiebetischteil vollkommen zu arretieren, indem die Arretierungs- und
Einstellschiene beispielsweise
an der Führungswelle oder an der
Führungsstange befestigt wird, und den noch freien Verschiebe-Hub des abgewandten
Schiebetischteils mit dem verstellbaren Anschlag so zu begrenzen, daß dieser Schiebetischteil
beim Einlegen des Werkstücks zwischen die einander zugewandten Stirnseiten der Schiebetischteile
stets das bereits rotierende Fräswerkzeug abdeckt. Wenn das Werkstück eingelegt
ist, wird der entfernt gelegene Schiebetischteil gegen das Werkstück gefahren, so
daß das Werkstück nunmehr zwischen den beiden Schiebetischteilen eingeklemmt ist,
wozu beispielsweise ein Schiebegriff dient.
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Wenn nun die Arretierungs- und Einstellschiene freigegeben wird, können
beide Tischteile zusammen mit dem Werkstück über die Fräswerkzeuge geführt werden.
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Die Weiterbildung gemäß Patentanspruch 18 sorgt mit sehr einfachen
kostruktionstechnischen Maßnahmen dafür, daß die lichte Höhe der Schiebetischteile
über dem Auflagetisch einstellbar wird, so daß eine Anpassung an die Frästiefe vorgenommen
werden kann.
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Bevorzugterweise ist die Flanschplatte derart ausgebildet, daß sie
bei abgenommenen Schiebetischteilen nicht über die Ebene des Auflagetischs vorsteht,
wodurch die Umrüsthandgriffe für den Betrieb als Rundbogen-Fräse vereinfacht werden.
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Wenn im Tisch eine Ausnehmung zur Aufnahme einer Tischeinlage gemäß
Patentanspruch 19 vorgesehen ist, wird die Voraussetzung für eine sehr leichte Zugänglichkeit
des Werkzeugs geschaffen, so daß Werkzeugwechsel schneller vorgenommen werden können.
Diese Ausnehmung dient gleichzeitig dazu, verschiedene Werkzeugeinsätze aufzunehmen,
wie sie beispielsweise für den Betrieb als Rundbogen-Fräse erf,orderlich sind.
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Wenn die Schiebetischteile Einrichtungen zur Befestigung einer Niederhalter-Brücke
aufweisen, die auf der
dem Auflagetisch zugewandten Seite bevorzugterweise
Andruckrollen besitzt, können selbst sehr breite Werkstücke vollkommen sicher bearbeitet
werden. Darüberhinaus wird mit dieser Ausgestaltung sogar die Möglichkeit eröffnet,
die Universal-Fräsmaschine als Mehrblatt-Kreissäge zu betreiben.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der übrigen Ansprüche.
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Nachstehend werden anhand mathematischer Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele
der Erfindung näher erläutert. Es zeigen: Fig.1 eine perspektivische Ansicht einer
ersten Ausführungsform der Holz-Fräsmaschine, Fig.2 eine perspektivische Ansicht
der in Fig 1 gezeigten Fräsmaschine aus einer bezüglich der Ansicht gemäß Fig.1
um 90 versetzten Blickrichtung, wobei die Schiebetischteile eine für das Winkel-Querfräsen
vorgesehene Stellung einnehmen, Fig.3 eine der Fig.2 entsprechende perspektivische
Ansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Holz-Fräsmaschine,
Fig.4 eine Prinzipskizze, mit der die Kinematik der erfindungsgemäßen Holz-Fräsmaschine
veranschaulicht werden soll, Fig.5 eine perspektivische Teil-Ansicht eines Mittelbereichs
des Auflagetischs der in Fig.1 gezeigten Fräsmaschine, und Fig.6 eine perspektivische
Ansicht der Einzelheit "V" in Fig.1.
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Fig.1 zeigt eine Universal-Holz-Fräsmaschine, die mit einem Maschinenbett
1, in dem ein Antriebsmotor 2 aufgenommen ist, der eine Fräswerkzeug-Spindel 311
antreibt.
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Die Fräswerkzeug-Spindel 3 ist höhenverstellbar im
Maschinenbild
1 angeordnet und wird beispielsweise mit einer Drehzahl von 6000U/min angetrieben.
Die Spindel 3 verläuft parallel zur Ausgangswelle des Motors 2, und sie besitzt
beispielsweise eine Nutzlänge LN von 260mm.
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Das Maschinenbett 1 ist quaderförmig aufgebaut und trägt über einen
nicht näher dargestellten Drehkranz einen rechteckigen bzw. quadratischen Drehtisch
4, der um eine vertikale Achse 5, die schematisch in Fig.1 und Fig.4 angedeutet
ist, drehbar und in Winkelstellungen von O , 90#, 180#, 270 und 360 arretierbar
ist. In der Mitte des als Drehtisch ausgebildeten Auflagetischs 4 ist eine Ausnehmung
6 vorgesehen, in der - wie im einzelnen aus Fig.6 hervorgeht -eine Tischeinlage
7 auswechselbar aufgenommen ist.
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Die Fräswerkzeug-Spindel 3 ist in der Lage, eine Vielzahl von Form-Satzfräsern
aufzunehmen, mit denen eine vorbestimmte Profilkontur in das zu bearbeitende Massivholz-Werkstück
gefräst werden kann. Wie weiter aus Fig.6 ersichtlich ist, besitzt die Tischeinlage
7 eine Vielzahl von verstellbaren und verschiebbar geführten Lippen 8a bis 8d, mit
denen ausgewählte Bereiche der Fräswerkzeug-Spindel bei Bedarf abgedeckt werden
können. In der Darstellung gemäß Fig.6 erfüllen lediglich die Lippen 8b diese Abdeckungsfunktion,
wodurch die Betriebssicherheit der Fräsmaschsine angehoben wird.
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Im folgenden soll näher auf die Maschine gemäß Fig.1 eingegangen werden,
bei der der Drehtisch 4 in einer solchen Position arretiert ist, daß eine seitliche
Längskante 9 parallel zur Fräswerkzeug-Spindel verläuft.
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Die hierzu senkrechten Längskanten 10 und 11 (siehe insb. Fig.5) bilden
eine Aufnahme für eine verschiebbar
gelagerte Führungsstange 12
bzw. 13, deren Länge in etwa der Kantenlänge des Drehtischs 4 entspricht.
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Wie aus Fig.5 ersichtlich, trägt der Drehtisch 4 in den Eckbereichen
Führungsträger 14, die einen im wesentlichen C-förmigen Querschnitt besitzen.
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Dieser Führungsträger 14 umgreift ebenso wie der Führungsquerschnitt
im mittleren Bereich der Längskante des Drehtischs 4 formflüssig die jeweiligen
Führungsstangen 12 und 13, so daß eine Art T-Führung für die Führungsstangen gebildet
ist. Die Führungsträger 14 weisen ferner Klemmeinrichtungen 15 in Form von Sterngriff-Schrauben
auf, mit denen die Führungsstangen 12 bzw. 13 nach teleskopartiger Verschiebung
relativ zum Drehtisch 4 arretiert bzw. festgeklemmt werden können.
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An den Endabschnitten der Führungsstangen 12 bzw.
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13 sind Traversen 16 befestigt, an denen eine parallel zur Führungsstange
ausgerichtete Führungswelle oder Führungsachse 17 bzw. 18 befestigt ist. Auf jeder
Führungswelle 17 bzw. 18 sind jeweils zwei Führungsköpfe gleitend verschiebbar gelagert,
wobei in den Zeichnungen lediglich zwei Führungsköpfe 19 und 20 im Bereich der Längskante
10 des Drehtischs 4 gezeigt sind.
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Die Führungsköpfe 19 und 20 weisen jeweils ein zylindrisches Rohr
21 auf, das bevorzugterweise über eine Wälzlagerung auf den Führungswellen 17 bzw.
18 geführt ist. An einem Ende geht dieses Rohr 21 in eine Klemmhülse 22 über, die
eine Sterngriff-Klemmschraube 23 aufnimmt.
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Am Rohrkörper 21 ist - wie im einzelnen aus Fig.5 hervorgeht - eine
Flanschplatte 24 vorgesehen, über die höhenverstellbar jeweils eine Seite eines
Schiebe-oder Klemmtischteils 25 bzw. 26 getragen ist. Die Schiebetischteile 25 und
26 bilden eine Halterung
für das zu bearbeitende Werkstück und
besitzen zu diesem Zweck jeweils eine Klemm- und Führungsleiste 27 bzw. 28, an der
ein Schiebegriff 28 bzw. 29 ausgebildet ist. Zur höhenverstellbaren Stützung der
Schiebetischteile sind in der Flanschplatte 24 zwei Langlöcher 30 vorgesehen, durch
die jeweils ein Gewindebolzen 31 ragt, der fest auf einer Winkelplatte 32 sitzt,
die über drei Klemmschraubenbolzen 33, 34 und 35 am betreffenden Schiebetischteil
befestigbar ist. Die Gewindebolzen 31 tragen auf der Außenseite eine Sterngriff-
oder Flügelmutter 36, um die Winkelplatte 32 in gewünschter Höhe mit der Flanschplatte
24 zu verspannen, was im einzelnen aus der Darstellung gemäß Fig.5 hervorgeht.
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Auf der der Führungsstange 12 zugewandten Seite der Schiebetischteile
25 bzw. 26 ragen die Klemmschraubenbolzen 34 durch eine zylindrische Ausnehmung,
so daß dieser Klemmschraubenbolzen eine Schwenkachse 37 bzw. 38 für den betreffenden
Schiebetischteil 25 bzw. 26 definiert. Die beiden anderen Klemmschraubenbolzen auf
dieser Seite der Schiebetischteile ragen durch einen Kreissegmentschlitz 39 bzw.
40. Alle drei Klemmschraubenbolzen tragen auf der Oberseite eine Sterngriffmutter
41, 42 bzw. 43, mit der über eine nicht im einzelnen gezeigte Druckscheibe eine
Verspannung mit der Winkelplatte 32 bewirkt werden kann.
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Auf der anderen Seite der Schiebetischteile 25 und 26 stehen die drei
Klemmschraubenbolzen 33 bis 35 wie folgt mit den Schiebetischteilen in Kontakt:
Der jeweils mittlere Klemmschraubenbolzen 34 durchragt einen Mittelschlitz 44, dessen
Achse 45 durch die Schwenkachse 25 bzw. 26 verläuft. Die beiden anderen Klemmschraubenbolzen
33 bzw. 35 greifen in zusätzliche Stabilisierungsschlitze 46 und 47 ein, die, wie
aus den Figuren ersichtlich, unter einem bestimmten Winkel zum Mittelschlitz 44
derart geneigt verlaufen, daß
bei einer Verschwenkung der Schiebetischteile
um ihre betreffende Schwenkachse 25 bzw. 26 keine Verklemmung der-Klemmschraubenbolzen
33 und 35 auftreten kann.
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Wie aus der Darstellung gemäß Figur 2 und 3 ersichtlich ist, durchragen
die drei Klemmschraubenbolzen 33 bis 35 auf dieser Seite der Schiebetischteile jeweils
eine Druckplatte 48, die über drei Sterngriffmuttern 49 bis 51 gegen die Oberseite
der Schiebetischteile 25 bzw. 26 gedrückt werden kann.
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Aus der vorstehenden Beschreibung wird ersichtlich, daß bei Lockerung
der Sterngriffmuttern 41 bis 43 und 49 bis 51 eine frei bewegliche Verschwenkung
der Schiebetischteile 25 und 26 um die jeweiligen Schwenkachsen 37 bzw. 38 ermöglicht
wird, wobei die Klemmschraubenbolzen 33 und 35 in den Kreissegmentschlitzen 39 bzw.
40 einerseits und in den Stabilisierungsschlitzen 46 und 47 andererseits gleiten
können. Die Verschwenkbarkeit ist bevorzugterweise so gewählt, daß sie in beiden
Richtungen mindestens 45 beträgt und zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, eine Winkelskala
im Bereich der Schwenkachsen 25 und 26 vorzusehen. Die Maschine gemäß Figur 1, bei
der die Schiebetischteile um einen Winkel von etwa 45 verschwenkt sind, ist in Fig.2
gezeigt. Aus dieser Figur ist ferner ersichtlich, daß bei einer ausreichend großen
Verschwenkung der Schiebetischteile vorsehen werden muß, daß die Führungsstangen
12 und/oder 13 bezüglich der Führungsträger 14 entarretiert werden, damit die eine
Führungsstange nach der einen Seite (gemäß Figur 2 nach vorne) und die andere Führungsstange
nach der anderen Seite ausgezogen werden kann. Sobald der gewünschte Schwenkwinkel
eingestellt ist, können die Führungsstangen wieder im Führungsträger verklemmt werden.
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Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß mit dem Fräsmaschinen-Aufbau
gemäß Figur 1 ein sogenannter rechtwinkliger Querfräs-Vorgang durchgeführt
werden
kann. Zu diesem Zweck wird an die Klemm- und Führungsleiste 27 des der Bedienungsperson
zugewandten, d.h. gemäß Fig.1 linken Schiebetischteils 25 ein zu bearbeitendes Massivholz
angelegt und dann wird der zweite Schiebetischteil 26 herangezogen, wonach das Werkstück
zwischen den beiden Schiebegriffen eingeklemmt ist. Schließlich wird die Gesamtheit
aus den Schiebetischteilen 25 und 26 und dem Werkstück über den Auflagetisch 4 geschoben,
wobei das Werkstück in Eingriff mit den Satzfräsern gelangt. Um die Bediensicherheit
der erfindungsgemäßen Fräsmaschine anzuheben, wird im folgenden eine Zusatz-Sicherungseinrichtung
beschrieben.
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Diese Sicherheitseinrichtung besteht hauptsächlich aus einer Arretierungs-
und Einstellschiene 52 die zumindest auf einer Seite des Drehtischs 4 vorgesehen
ist. Diese Einstellschiene ist von einer Flachschiene gebildet, die auf der einen
Seite über zwei Klemmverbindungen in Form von Klemmschrauben oder Klemm-Muttern
53 und 54 mit der Unterseite des dem einen Schiebetischteil 25 zugeordneten Führungskopfs
19 verbunden ist.
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Im übrigen ist die Arretierungs- und Einstellschiene 52 mit einem
Mittelschlitz 55 versehen, durch den ein Stift oder Bolzen 56 ragt, der fest mit
der Unterseite des anderen Führungskopfs 20 derselben Führungswelle 17 verbunden
ist. Jenseits des Stifts oder Bolzens trägt die Arretierungs- und Einstellschiene
52 einen verstellbaren Anschlag 57, der mittels einer Klemmschraube 58 an beliebiger
Stelle justierbar ist. Wie nachfolgend noch näher zu beschreiben sein wird, ist
es vorteilhaft, wenn der Stift bzw. Bolzen 56 in dem Bereich, in dem er den Schlitz
55 durchragt, mit einem Gewinde versehen ist, so daß er eine Klemm-Mutter 59 aufnehmen
kann.
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Wie aus der Darstellung gemäß Fig. 1 und 5 hervorgeht, trägt die Arretierungs-
und Einstellschiene 52 auf der dem Anschlag 57 abgewandten Seite eine beispielsweise
federnde
Arretierungslasche 60, die eine Ausnehmung 61 für den Eingriff in einen Arretierungsstift
62 an der Traverse 16 und einen Betätigungshandgriff 63 aufweist. Anhand der schematischen
Skizze gemäß Fig.4 wird im folgenden die Arbeitsweise dieser Sicherheitsvorrichtung
beschrieben, wobei aus Vereinfachungsgründen lediglich auf den Mechanismus auf einer
Seite des Drehtischs 4 eingegangen werden soll. Unter der Voraussetzung, daß die
Führungsstange 12 in einer vorbestimmten Position in der Längskante 10 des Drehtischs
4 verklemmt ist, kann die Arretierungslasche 60 mit dem Arretierungsstift 62 mittels
des Handgriffs 63 gekoppelt werden, wodurch der dem Handgriff 63 benachbarte Führungskopf
und damit der zugeordnete Schiebe- oder Klemmtischteil 25 unverschiebbar festliegt.
Der Anschlag 57 auf der Arretierungs- und Einstellschiene 52 wird nun so eingestellt,
daß die Verschiebebewegung des anderen Führungskopfs 20 beispielsweise über den
Sift bzw. Bolzen 56 begrenzt wird. Der maximal mögliche Verschiebeweg wird so eingestellt,
daß sich für den der Bedienungsperson abgewandten Schiebetischteil 26 ein maximales
Öffnungsmaß Mg ergibt, das zum einen an die Breite des zu bearbeitenden Werkstücks
angepaßt ist und bezüglich der Lage so gelegt ist, daß bei vollkommen geöffnetem
Spalt zwischen den beiden Klemm-und Führungsleisten 27 noch sämtliche Fräswerkzeuge
64 die in Fig.4 mit strichpunktierten Linien angedeutet sind, vom abgewandten Schiebtischteil
26 abgedeckt bleiben. Auf diese Weise wird vollkommen zuverlässig verhindert, daß
die Bedienungsperson aus Versehen in das bereits rotierende Werkzeug greifen kann.
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Wenn das Werkstück eingelegt ist, wird der abgewandte Schiebetischteil
26 in Richtung des in Fig.4 mit 65 bezeichneten Pfeils gegen das Werkstück gefahren,
das nun zwischen den beiden Schiebegriffen eingeklemmt
ist. Nun
wird über den Betätigungs-Handgriff 63 der Arretierungsstift 62 außer Eingriff mit
der Ausnehmung 61 gebracht, wodurch beide Schiebetischteile 25 und 26 frei auf der
Kugelbüchsenführung bewegt werden und somit den Bearbeitungsvorschub ausführen können.
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Die Sicherheitvorrichtung arbeitet in gleicher Weise für den Fall,
daß die Schiebetischteile 25 und 26 einen bestimmten Anstellwinkel bezügliche der
Fräswerkzeug-Spindel 3 besitzen, was z.B. in Fig.2 gezeigt ist. In diesem Fall ist
lediglich dafür zu sorgen, daß die teleskopartig ausziebare Führungsstange 12 genügend
weit verschoben wird, was durch den Doppelpfeil 66 in Fig.4 angedeutet werden soll.
Bei ausreichender Verschiebung wird dann die Führungsstange arretiert, so daß damit
auch die Arretierungs- und Einstellschiene 52 an der richtigen Stelle festgelegt
werden kann, was schematisch in Fig.2 gezeigt ist, aus der erkennbar ist, daß die
Führungsstange 12 zur Bedienungsperson hin und die andere Führungsstange 13 von
der Bedienungsperson weg verschoben ist.
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Im folgenden sollen nun die verschiedenen Betriebsweisen der Universal-Holz-Fräsmaschine
beschrieben werden.
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1. Rechtwinkliges Querfräsen Diesen Arbeitsvorgang benötigt man beispielsweise
für die Herstellung von Balkon- oder Treppengeländer-Baluster, aber auch beim normalen
Sprossenfräsen.
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Der Drehtisch 4 wird hierbei so eingestellt, daß er die in Fig.1 gezeigte
Lage bezüglich des Maschinenbetts 1 und damit der Fräswerkzeug-Spindel 3 einnimmt.
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In dieser Stellung wird der Drehtisch über den Drehkranz arretiert,
so daß die Schiebetischteile 25 und 26 senkrecht zu einer vertikalen Ebene durch
die Spindelachse
bewegt werden können. Jenachdem, welche Satzfräser
auf der Spindel befestigt werden, werden nun verschiedene Lippen 8a bis 8d der Tischeinlage
7 gegeneinander verschoben, um all diejenigen Bereiche des Werkzeugs abzudecken,
die mit dem Werkstück nicht in Eingriff gelangen sollen. Nun wird mit der strichpunktiert
angedeuteten Handkurbel 67 die Höhe der Werkzeugspindel eingestellt und anschließend
werden die Schiebe-oder Klemmtischteile 25 und 26 in der Höhe eingestellt, wozu
die Winkelplatten 32 über die Flügelmutter-Klemmverbindung 31 bzw. 36 verschoben
werden. Sobald dieser Einstellvorgang durchgeführt ist, wird die Grenzlage des der
Bienungsperson abgewandten Schiebetischteils 26 so festgelegt, daß er das Werkzeug
gerade noch bedeckt. Nun wird der andere Schiebetischteil 25 so weit verfahren,
daß zwischen den beiden Schiebetischteilen ein maximaler Raum für die Aufnahme des
einzulegenden Werkstücks verbleibt. In dieser Lage werden nun die beiden Führungsstangen
12 und 13 verklemmt.
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Nach dem Einrasten des Arretierungsstifts 62 in die Ausnehmung 61
kann der Anschlag 57 festgestellt werden, so daß die Fräsmaschine für diesen Arbeitsvorgang
einsatzbereit ist und wie oben unter Bezugnahme auf die Fig.4 beschrieben, betrieben
wird.
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2. Winkel-Querfräsen Dieser Arbeitsvorgang ist beispielsweise dann
auszuführen, wenn Treppengeländer-Baluster mit einer vorbestimmten Profilierung
hergestellt werden sollen, die sich an die Steigung der Treppe anpaßt. Dieser Arbeitsvorgang
ist aber auch dann einzusetzen, wenn eine Sprossenverbindung für Fenster hergestellt
werden soll, bei denen die Fenster in Rautensegmente aufgeteilt sind. Dieser Vorgang
wird auch als Schrägsprossenfräsen bezeichnet.
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Um diesen Arbeitsvorgang durchführen zu können, werden die Stcrngriffmuttern
41 bis 43 und 49 bis 51 gelöst.
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Ferner werden die Klemmeinrichtungen 15 für die Führungsstangen 12
und 13 gelöst, wonach die beiden Schiebetischteile unter Zuhilfenahme der nicht
mei#l~ dargestellten Winkelskala in einen gewünschten Anstellwinkel verschwenkt
werden können. Nun werden die oben erwähnten Sterngriffmuttern wieder angezogen
und nach geeigneter Justierung des erforderlichenVerschiebehubs werden die Führungsstangen
12 und 13 wieder mit dem Schiebetisch verklemmt, wonach dieselbe Justierung des
Anschlags der Arretierungs-und Einstellschiene 52 vorgenommen werden kann, die oben
bereits beschrieben ist.
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3. Längs fräsen Dieser Arbeitsvorgang ist beispielsweise dann anzuwenden,
wenn in ein Massivholz ein Längsprofil gefräst werden soll, die auch als Kehlung
bezeichnet wird. Zu diesem Zweck wird der Drehtisch aus der in Fig.1 dargestellten
Stellung um einen Winkel von 90 in die in Fig.3 gezeigten Stellung verschwenkt und
in dieser Position wieder arretiert. Nun werden jenachdem, welcher Fräsersatz von
der Spindel getragen ist und welche Arbeiten durchgeführt werden sollen, die beiden
Schiebetischteile 25 und 26 so verschoben und justiert, daß zwischen den beiden
Klemm- und Führungsleisten 27 ein Arbeitsraum 68 entsteht, der eine geeignete Führung
für das einzulegende Werkstück bildet. Zu diesem Zweck werden die Führungsköpfe
19 und 20 über die Klemmhülsen 22 an der Führungswelle 17 bzw. 18 fixiert, so daß
bei festgeklemmten Führungsstangen 12 und 13 eine sichere seitliche Führung des
einzulegenden Werkstücks bereitgestellt ist. Jetzt werden die einzelnen Lippen 8a
bis 8d wiederum so eingestellt, daß nur die diejenigen Abschnitte des Werkzeugs
freiliegen, die zur Bearbeitung des Werkstücks unbedingt notwendig sind und das
Werkstück, beispielsweise die zu kehlende Leiste, wird nun zwischen
die
beiden Klemm- und Führungsleisten 27 geschoben, so daß sie sicher bearbeitet werden
kann, wozu lediglich die Bedienungsperson von oben auf das Massivholz drücken muß.
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Ein besonderer Vorteil bei dieser Arbeitsweise der Maschine liegt
darin, daß der Arbeitsraum 68 frei justierbar ist, so daß er exakt dorthin verlegt
werden kann, wo der Eingriff des Fräswerkzeugs mit dem Werkstück vorgenommen werden
soll. Auf diese Weise kann die gewöhnlicherweise doppelseitige Verwendbarkeit eines
Formfräsers optimal ausgenützt werden.
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In dieser Stellung der Universal-Fräsmaschine können auch sehr breite
Masisvhölzer bearbeitet werden, was z.B. bei der Herstellung einer Stuhl-Sitzfläche
gefordert ist. Zu diesem Zweck besitzt die Maschine eine Zusatzausrüstung in Form
einer Niederhalte-oder Andruck-Brücke 69, die über Gewindebohrungen 70 (siehe Fig.1
und Fig.2) mit den beiden Schiebetischen 25 und 26 verschraubt werden kann. Die
Andruck-Brücke 69 ist bevorzugterweise höhenverstellbar an den Tischteilen 25 und
26 angebracht, um eine Anpassung an die Höhe des zu bearbeitenden Massivholzes vornehmen
zu können. Auf der den Werkzeugen zugewandten Seite der Andruck-Brücke sind bevorzugterweise
gefedert gelagerte Andruckrollen 71 vorgesehen, die der Betriebssicherheit der Fräsmaschine
weiter zugute kommen.
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Mit der in Fig.3 gezeigten Einstellung der Fräsmaschine ist es möglich,
diese sogar als Vielblatt-Kreissäge zu betreiben.
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Als weiteres Zubehör für die Fräsmaschine in der vorstehend beschriebenen
Arbeitsweise kann eine Andruckfedereinrichtung in Form einer Schrägfeder Verwendung
finden,
die dafür sorgt, daß das eingeführte Werkzeug nicht zurückschlägt und rattert. Dieses
Zubehör ist insbesondere dann vorteilhaft; wenn Rund- bzw, Eckstäbe bearbeitet werden.
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4. Rundbogen-Fräsen Eine weitere Betriebsweise der vorstehend beschriebenen
Fräsmaschine wird dann ermöglicht, wenn die Schiebetischteile 25 und 26 vollkommen
vom Drehtisch 4 abgenommen werden. Zu diesem Zweck müssen lediglich die Sterngriffmutter
41 bis 43 und 49 bis 51 abgenommen werden, wodurch der Auflage-Drehtisch 4 frei
zugänglich ist.
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Nun wird die Tischeinlage 7 herausgenommen und durch einen Sonder-Einsatz
ersetzt, der federnd gelagerte Führungsrollen für eine zu profilierende gerade oder
gebogene Leiste besitzt. Die zu bearbeitende Leiste, beispielsweise der Rundbogen
eines Fenster- oder Türstocks wird nun in den Sonder-Einsatz eingeführt und liegend,
d.h. in einer horizontalen Ebene durch den Einsatz geschoben, wobei eine Bearbeitung
des Massivholzes von unten erfolgt. Durch diese Bearbeitung wird sowohl die Genauigkeit
als auch die Bedienungssicherheit angehoben, da die Bedienungsperson lediglich geringe
Kräfte aufwenden muß, um das zu bearbeitende Werkstück durch den Sonder-Fräseinsatz
zu bewegen.
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Die großen Kräfte werden zuverlässig vom Auflage-Drehtisch 4 aufgenommen.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorstehende beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt. Abweichend von den dargestellten Ausführungsformen kann der Auflage-Drehtisch
auch geneigt bzw. in der Neigung einstellbar sein.
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Es hat sich herausgestellt, daß die vorstehend beschriebene Holz-Fräsmaschine
ohne weiteres mit Werkzeugdrehzahlen
um 6000 U/min bei einer Nutzlänge
der Frässpindel von 260mm betrieben werden kann. Der maximale Werkzeugdurchmesser
kann dabei zumindest 160mm betragen, wobei der Verstellbereich des Werkzeugträgers
zumindest 120mm beträgt. Bei einem bereits fertiggestellten Prototyp konnte die
Arbeitsbreite beim Längsfräsen auf 500mm und die Arbeitsbreite beim Querfräsen auf
240mm festgelegt werden.
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Die Erfindung schafft somit eine Universal-Holz-Fräsmaschine, mit
einem Maschinenbett und einer darin höhenverstellbar gelagerten Fräswerkzeug-Spindel,
deren Anstellung relativ zu einem Auflagetisch über eine Einstellvorrichtung veränderbar
ist. Die Spindel ist parallel zum Auflagetisch ausgerichtet, der von einem Drehtisch
gebildet ist und als Werkstück-Halterung einen zweiteiligen Schiebetisch trägt,
dessen Teile jeweils um eine senkrecht zum Auflagetisch verlaufende Schwenkachse
um zumindest 45 drehbar und justierbar sind. Diese Fräsmaschine ist zum rechtwinkligen
Querfräsen, zum Winkel-Querfräsen, zum Längsfräsen und zum Rundbogen-Fräsen einsetzbar,
wobei für die jeweiligen Umrüstvorgänge nur wenig Handgriffe benötigt werden.