DE3825340A1 - Vorrichtung zum einfraesen von oberflaechenstrukturen in holzbretter - Google Patents
Vorrichtung zum einfraesen von oberflaechenstrukturen in holzbretterInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einfräsen
von Oberflächenstrukturen in Holzbretter.
Insbesondere aus dekorativen Gründen ist es oftmals
erwünscht, die Oberflächen von Holzbrettern mit Struktu
ren zu versehen, die regelmäßig oder unregelmäßig sein
können und der Oberfläche beispielsweise ein rustikales
Aussehen geben. Solche Oberflächenstrukturen wurden
bislang mit Hilfe eines Handhobels erzeugt, oder es
wurde mit einer Fräse ein gleichmäßiges Muster in das
Holzbrett eingefräst. Das Arbeiten mit einem Handhobel
ist jedoch zeitaufwendig und teuer, das Arbeiten mit
der bekannten Fräse hat insbesondere den Nachteil,
daß hier nur gleichförmige, insbesondere in Vorschub
richtung des Holzbrettes durchgehend verlaufende Muster
bzw. Konturen möglich sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung zum Einfräsen von Oberflächenstrukturen
in Holzbretter zu schaffen, die eine maschinelle Anfer
tigung einer Vielzahl unterschiedlicher, insbesondere
auch unregelmäßiger Oberflächenstrukturen in Holzbret
tern ermöglicht und dennoch vergleichsweise einfach
im Aufbau ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen
durch mindestens zwei relativ zu der zu bearbeitenden
Holzoberfläche periodisch bewegbare Fräsköpfe gelöst,
an denen das zu bearbeitende Holzbrett vorbei transpor
tierbar ist. Die beiden Fräsköpfe können hierbei insbe
sondere in einer zu der zu behandelnden Holzoberfläche
parallelen Ebene quer zur Transportrichtung der Bretter
und/oder im wesentlichen senkrecht zur Ebene der zu
behandelnden Holzoberfläche bewegbar sein.
Durch geeignete Steuerung der insbesondere periodisch,
ggf. jedoch auch aperiodisch bewegbaren Fräsköpfe,
kann eine Vielzahl von Oberflächenstrukturen erzeugt
werden, wobei die maschinell vorgegebenen, entsprechend
den Frästakten abgestuften Fräsbilder wesentlich schnel
ler, rationeller und exakter als beim manuellen Vorgang
reproduziert werden können. Im Falle der vorliegenden
Erfindung kann somit eine gleichmäßige oder aber auch
eine ungleichmäßige Oberflächen-Frässtruktur erzeugt
werden, je nachdem, welche Parameter in die Maschinen
steuerung eingegeben wurden. Die Taktzeit des Arbeits
vorganges ist regelbar, das heißt, der Zerspanungszyk
lus ist individuell einstellbar sowohl in horizontaler
als auch in vertikaler Richtung sowie in Vorschubrich
tung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch gleichzeitig
die Funktion einer Oberfräse bzw. einer Formfräse über
nehmen, wobei in diesem Fall lediglich die Profilmesser
der Fräsköpfe gewechselt werden müssen und die vertika
le und/oder horizontale Position der Fräsköpfe während
des Vorschubs der Holzbretter fixiert wird. Hierdurch
können Profilbretter und Profilleisten rationell,
schnell und kostengünstig auf nur einer einzigen Maschi
ne, die auch in der Lage ist, zusätzlich unregelmäßige
Oberflächenstrukturen einzufräsen, hergestellt werden.
Die Fräsköpfe könnten unabhängig voneinander bewegbar
sein, wobei dies im Falle der erfindungsgemäßen Vorrich
tung nicht notwendig ist. Vorzugsweise ist daher vorge
sehen, daß die Fräsköpfe in Transportrichtung der Holz
bretter gesehen, im wesentlichen hintereinanderliegend
angeordnet sind, gemeinsam bewegbar sind und Fräsmesser
von in Transportrichtung gesehen jeweils unterschiedli
cher Profilierung aufweisen. Die Fräsmesser können
insbesondere wellenförmig ausgebildet sein mit mehreren
aufeinanderfolgenden Wellenscheiteln und Wellentälern,
wobei die Fräsmesser von vorderem und hinterem Fräskopf
quer zur Bewegungsrichtung der Holzbretter versetzt
sind, so daß während eines bestimmten Fräszyklus zwei
in Längsrichtung des Brettes und in Querrichtung des
Brettes gegeneinander versetzte Strukturvertiefungen
erzeugt werden. Die Länge einer jeden Strukturvertie
fung ergibt sich aus der Dauer eines jeden Arbeitstak
tes in Zusammenhang mit der Vorschubgeschwindigkeit
des Holzbrettes, die Breite einer jeden Strukturvertie
fung ergibt sich aus der Profilierung der Fräsmesser
in Zusammenhang mit dem Maß der vertikalen Bewegung
der Fräsköpfe während eines Arbeitstaktes. Durch Bewe
gung der Fräsköpfe quer zur Vorschubrichtung der Holz
bretter ergeben sich zusätzliche Variationsmöglichkei
ten hinsichtlich der Oberflächenstruktur.
Die Bewegbarkeit der Fräsköpfe ist in bevorzugter Wei
terbildung der Erfindung dadurch realisiert, daß die
Fräsköpfe auf einem Schlitten angeordnet sind, der
auf einer höhenverstellbaren Führung querverschieblich
gelagert ist. Mittels geeigneter Zylinder/Kolben-Ein
heiten kann die Bewegung des Schlittens in einer zur
Vorschubrichtung der Holzbretter senkrechten Ebene
über geeignete Steuereinrichtungen in beliebiger Rich
tung gesteuert werden.
Es versteht sich, daß die Erfindung auch eine solche
Vorrichtung umfaßt, bei der die zu bearbeitende Brett
oberfläche stationär ist und die Fräsköpfe beispielswei
se mittels einer geeigneten Schlitten- oder Wagenanord
nung längs der zu behandelnden Brettoberfläche bewegt
werden. Vorzugsweise ist jedoch die Fräsanordnung -
mit Ausnahme der vorstehend erwähnten Bewegungsmöglich
keiten - stationär und die Vorrichtung umfaßt eine
Brett-Auflageplatte mit einer Öffnung, durch die hin
durch die Fräsköpfe mit der zu bearbeitenden Oberfläche
des hieran vorbei transportierten Holzbrettes in Ein
griff kommen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung umfaßt die Vorrichtung einen verstellbaren
Führungsanschlag für die Holzbretter, um die Transport
richtung der Holzbretter relativ zu den Fräsköpfen
zu variieren. Durch einfaches Verstellen der Richtung
des Führungsanschlags ergeben sich wiederum deutlich
unterschiedliche Oberflächenstrukturen in der zu bear
beitenden Holzoberfläche.
Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben
sich aus den übrigen Unteransprüchen in Zusammenhang
mit der nachfolgenden Beschreibung, in der ein bevorzug
tes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeich
nung näher beschrieben ist. In der Zeichnung zeigen
in halbschematischer Darstellung:
Fig. 1 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung
in Richtung der Vorschubgeschwindigkeit der hiermit
zu behandelnden Holzbretter,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1,
Fig. 4 einen Ausschnitt gemäß Fig. 3,
Fig. 5 einen vertikalen Schnitt durch den Anschlag
gemäß Fig. 3,
Fig. 6 eine Draufsicht auf den Anschlag gemäß Fig. 5,
Fig. 7 a und b eine Vorderansicht bzw. eine Seitenan
sicht eines Messereinsatzes für die Fräsköpfe der erfin
dungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 8 eine Vorderansicht auf die hintereinander an
geordneten Fräsköpfe einer erfindungsgemäßen Vorrich
tung,
Fig. 9 eine Prinzipskizze einer mit der erfindungsge
mäßen Vorrichtung erzielbaren Oberflächenstruktur,
Fig. 10 ein Beispiel einer mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung erzielbaren Oberflächenstruktur und
Fig. 11 ein weiteres Beispiel einer mit der erfindungs
gemäßen Vorrichtung erzielbaren Oberflächenstruktur.
Die insgesamt mit der Bezugsziffer 2 bezeichnete, er
findungsgemäße Vorrichtung umfaßt ein Gerätegestell
4 mit einer oberen Auflageplatte 6 für die zu behandeln
den, nicht dargestellten Holzbretter und vertikalen
Beinen 8, an denen eine untere, horizontale Trägerplat
te 10 befestigt ist. Die Trägerplatte 10 trägt 4 im
Rechteck angeordnete Gewindespindeln 12, die in der
Trägerplatte 10 drehbar, aber axial unverschieblich
gelagert sind und mit einer oberhalb der Trägerplatte
10 angeordneten Grundplatte 14 derart gewindemäßig
in Eingriff stehen, daß durch gemeinsames Drehen der
Gewindespindeln 12 die horizontale Grundplatte 14 ange
hoben und abgesenkt werden kann.
Um die Gewindespindeln 12 gemeinsam zu drehen, ist
an der Unterseite einer jeden Gewindespindel ein mit
dieser drehfest verbundener Zahnkranz 16 vorgesehen,
wobei die Zahnkränze 16 von einer gemeinsamen Kette
18 angetrieben werden, die ihrerseits über ein Ketten
rad 20 antreibbar ist. Das an der Unterseite der Träger
platte 10 angeordnete Kettenrad steht mit einem ober
halb der Auflageplatte 6 angeordneten Handrad 22 in
Antriebsverbindung, über welches über eine nicht näher
dargestellte Spindel das Kettenrad 20 antreibbar und
somit die Grundplatte 14 höhenverstellbar ist. Das
vorstehend beschriebene System dient zur genauen Höhen
positionierung der im folgenden beschriebenen, beweg
lichen Fräskopfanordnung.
Oberhalb der Grundplatte 14 ist eine insgesamt mit
24 bezeichnete Führung angeordnet, die gegenüber der
Grundplatte 14 höhenverstellbar ist. Zu diesem Zweck
sind zwischen Grundplatte 14 und Bodenplatte 26 der
Führung 24 vertikale Hubzylinder bzw. Führungssäulen
28 angeordnet, wobei durch Betätigen der Hubzylinder
28 die Höhe der Führung 24 variierbar ist.
Die Führung 24 weist gegenüberliegende Seitenwände
30 auf, die zwei parallele, in einer horizontalen Ebene
verlaufende Führungsschienen 32 tragen, die im allgemei
nen quer zur Transportrichtung der zu behandelnden
Holzbretter verlaufen und die einen Schlitten 34 in
Querrichtung verschieblich führen. Eine Zylinder-/Kol
benanordnung 36 ist zwischen der Führung 24 und dem
Schlitten 34 wirksam, wobei der Zylinder 38 an einer
der Seitenwände 30 der Führung 24 befestigt ist und
der parallel zu den Führungsschienen 32 verlaufende
Kolben 40 endseitig mit dem Schlitten 34 verbunden
ist.
Auf einer horizontalen Tragplatte 42 des Schlittens
34 sind zwei Fräsköpfe 44, 46 sowie ein diese beiden
Fräsköpfe in Rotation versetzender Antriebsmotor 48
befestigt. Die Fräsköpfe 44, 46 sind in allgemeiner
Vorschubsrichtung A der Holzbretter gesehen hinterein
anderliegend angeordnet und liegen höher als der An
triebsmotor 48. Über Antriebsriemen 50 werden die bei
den Fräsköpfe 44, 46 gemeinsam vom Antriebsmotor 48
angetrieben.
Oberhalb der Fräsköpfe 44, 46 weist die Auflageplatte
6 des Gerätegestells 4 eine Öffnung 52 auf, durch die
hindurch die Fräsköpfe 44, 46 in Eingriff mit dem auf
der Auflageplatte 6 aufliegenden Holzbrett gebracht
werden kann. Die Breite der Öffnung 52 ist derart bemes
sen, daß auch eine seitliche Bewegung der Fräsköpfe
44, 46 im Rahmen der durch die Führung 24 vorgegebenen
Bewegungsfreiheit möglich ist.
Mittels einer insgesamt mit der Bezugsziffer 54 be
zeichneten Vorschubeinheit, werden die zu behandelnden
Holzbretter mit der jeweils gewünschten Geschwindigkeit
selbsttätig über die Auflageplatte 6 bzw. deren Öffnung
52 hinweg transportiert.
Eine insgesamt mit der Bezugsziffer 56 bezeichnete
Anschlagseinheit definiert die jeweilige Bewegungsrich
tung des zu behandelnden Holzbrettes und ist zu diesem
Zwecke in ihrer Richtung verstellbar. Die Anschlags
einheit 56 umfaßt eine auf der Auflageplatte 6 auflie
gende Anschlagsleiste 58, die um eine vertikale Schwenk
achse 60 verschwenkbar ist. Die Anschlagsleiste 58
trägt ein sich in Richtung zur Schwenkachse 60 hin
erstreckendes Hohlprofil 62, in welchem ein weiteres
Rohrstück 64, das an einem Spannblock 66 befestigt
ist, längsverschieblich geführt ist. Auf diese Weise
kann der Abstand der Anschlagsleiste 58 von der Achse
60 variiert werden und der jeweils gewünschte Abstand
kann mittels eines zwischen Hohlprofil 62 und Rohrstück
64 wirkenden Handknebels 68 arretiert werden. Die je
weils gewünschte Winkelstellung der Anschlagsleiste
58 relativ zur allgemeinen Vorschubrichtung A ist mit
tels einer am Spannblock 66 angreifenden Feststell
schraube 70 fixierbar.
Die jeweils gewünschte Oberflächenstruktur der Holzbret
ter ergibt sich durch geeignete Steuerung der die Ver
tikalposition der Fräsköpfe definierenden Hubzylinder
28 sowie der die Horizontal- bzw. Querposition der
Fräsköpfe definierenden Zylinder/Kolben-Anordnung 36.
Das zu bearbeitende Holzbrett wird über der Auflageplat
te 6 der Vorschubeinheit 54 zugeführt, während des
kontinuierlichen Durchlaufes werden die Fräsköpfe 44,
46 horizontal und/oder vertikal entsprechend der vorge
gebenen Programmsteuerung bewegt. Bestimmt durch die
horizontale Lage der Fräsköpfe und die Dauer des Fräs
taktes entstehen auf dem Holzbrett reproduzierbare
Muster.
Für die Zylinder 28, 38 sind Endschalter vorgesehen,
die die Endpositionen der Fräsköpfe definieren, zwi
schen denen diese in der jeweiligen Richtung zyklisch
bewegt werden. Die Verfahrgeschwindigkeit in der ent
sprechenden Richtung wird im Falle einer pneumatischen
oder hydraulischen Steuerung durch Drosseln oder Zeit
ventile geregelt. Durch Verstellen der an den Zylindern
angebrachten Endschalter und/oder Verändern der Dros
sel- bzw. Zeitventile ergibt sich immer ein neues Fräs
bild. Anstelle der Pneumatikzylinder können beispiels
weise auch Schrittmotoren mit einer entsprechenden
elektronischen Schaltung vorgesehen sein.
Die Messereinsätze der Fräsköpfe 44, 46 sind entspre
chend der gewünschten Form der Oberflächenstruktur
ausgebildet. Ein Beispiel für die Ausbildung eines
Messereinsatzes 72 ist in den Fig. 7a (Vorderansicht)
und 7b (Seitenansicht) dargestellt. Die Schneidkante
des Messereinsatzes 72 ist hierbei wellenförmig ausge
bildet mit mehreren Wellentälern 74 und Wellenscheiteln
76. Bei einer solchen Ausbildung der Messereinsätze
72 mit in Querrichtung sich wiederholenden Schneidstruk
turen wird bei einem einzigen Bearbeitungszyklus ein
Satz von gleichartigen Vertiefungen erzeugt. Sind die
Schneidprofile der Messereinsätze, wie in Fig. 8 darge
stellt, in bevorzugter Weise in Axialrichtung der Fräs
köpfe gegeneinander versetzt angeordnet, derart, daß
in der Projektion die Wellenscheitel des einen Messer
einsatzes im Bereich der Wellentäler des anderen Messer
einsatzes angeordnet sind, so ergeben sich beim Fräsen
gegeneinander in Querrichtung und in Längsrichtung
versetzte Reihen von Vertiefungen, wie dies in Fig.
9 skizziert ist. Während eines einzigen Frästaktes
werden die Vertiefungen a von dem einen Fräskopf und
die Vertiefungen b vom anderen Fräskopf erzeugt. Im
nächsten Frästakt werden vom einen Fräskopf die Ver
tiefungen a′ und vom anderen Fräskopf die Vertiefungen
b′ erzeugt usw.
Fig. 10 zeigt lediglich beispielsweise eine mit der
erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugte Frässtruktur.
Die Frässtruktur gemäß Fig. 11 mit schräg verlaufenden
Kanten ergibt sich daraus, daß der Anschlag 58 (vgl.
Fig. 3) gegenüber der allgemeinen Vorschubrichtung
A schräg gestellt wurde, so daß die zu bearbeitenden
Holzbretter insgesamt schräg über die Fräsköpfe geführt
werden.
Bezugszeichenliste
2 Vorrichtung
4 Gerätegestell
6 Auflageplatte
8 Beine
10 Trägerplatte
12 Gewindespindeln
14 Grundplatte
16 Zahnkranz
18 Kette
20 Kettenrad
22 Handrad
24 Führung
26 Bodenplatte
28 Hubzylinder
30 Seitenwände
32 Führungsschiene
34 Schlitten
36 Zylinder/Kolben-Anordnung
38 Zylinder
40 Kolben
42 Tragplatte
44 Fräskopf
46 Fräskopf
48 Antriebsmotor
50 Antriebsriemen
52 Öffnung
54 Vorschubeinheit
56 Anschlagseinheit
58 Anschlagsleiste
60 Schwenkachse
62 Hohlprofil
64 Rohrstück
66 Spannblock
68 Handknebel
70 Feststellschraube
72 Messereinsatz
74 Wellentäler
76 Wellenscheitel
4 Gerätegestell
6 Auflageplatte
8 Beine
10 Trägerplatte
12 Gewindespindeln
14 Grundplatte
16 Zahnkranz
18 Kette
20 Kettenrad
22 Handrad
24 Führung
26 Bodenplatte
28 Hubzylinder
30 Seitenwände
32 Führungsschiene
34 Schlitten
36 Zylinder/Kolben-Anordnung
38 Zylinder
40 Kolben
42 Tragplatte
44 Fräskopf
46 Fräskopf
48 Antriebsmotor
50 Antriebsriemen
52 Öffnung
54 Vorschubeinheit
56 Anschlagseinheit
58 Anschlagsleiste
60 Schwenkachse
62 Hohlprofil
64 Rohrstück
66 Spannblock
68 Handknebel
70 Feststellschraube
72 Messereinsatz
74 Wellentäler
76 Wellenscheitel
Claims (15)
1. Vorrichtung zum Einfräsen von Oberflächenstrukturen
in Holzbretter, gekennzeichnet durch mindestens zwei
relativ zu der zu bearbeitenden Holzoberfläche perio
disch bewegbare Fräsköpfe (44, 46), an denen das zu
bearbeitende Holzbrett vorbeitransportierbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Fräsköpfe (44, 46) in einer zu der zu behandeln
den Holzoberfläche parallelen Ebene quer zur Transport
richtung (A) der Bretter bewegbar sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Fräsköpfe (44, 46) im wesentlichen senk
recht zur Ebene der zu behandelnden Holzoberfläche
bewegbar sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Fräsköpfe (44, 46)
unabhängig voneinander bewegbar sind.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Fräsköpfe in Transport
richtung (A) gesehen im wesentlichen hintereinander
liegend angeordnet sind, gemeinsam bewegbar sind und
Fräsmesser (72) von in Axialrichtung der Fräsköpfe
unterschiedlicher Profilierung aufweisen.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Fräsmesser (72) der
Fräsköpfe (44, 46) in Axialrichtung der Fräsköpfe gegen
einander versetzte Schneidprofile aufweisen.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Fräsmesser (72) der
Fräsköpfe (44, 46) wellenförmig mit mehreren aufeinan
derfolgenden Wellenscheiteln (76) und Wellentälern
(74) ausgebildet sind.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Fräsköpfe (44, 46)
auf einem Schlitten (34) angeordnet sind, der auf einer
höhenverstellbaren Führung (24) querverschieblich ge
lagert ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die höhenverstellbare Führung (24) auf einer Grund
platte (14) höhenverstellbar angeordnet ist, die ihrer
seits relativ zum Gerätegestell (4) höhenverstellbar
ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch
gekennzeichnet, daß Schlitten (34) und Führung (24)
mittels Zylinder-Kolben-Einheiten (28, 38) bewegbar
sind.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Brett-Auflage
platte (6) umfaßt mit einer Öffnung (52), durch die
hindurch die Fräsköpfe (44, 46) mit der zu bearbeiten
den Oberfläche des hieran vorbeitransportierten Holz
brettes in Eingriff kommen.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Transporteinheit
(54) zum Vorbeitransportieren der Holzbretter an den
Fräsköpfen (44, 46) umfaßt.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Steuerung zum
automatischen Steuern des Bewegungsablaufes der Fräs
köpfe (44, 46) umfaßt.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß sie einen verstellbaren
Führungsanschlag (58) für die Holzbretter umfaßt, um
die Transportrichtung der Holzbretter relativ zu den
Fräsköpfen (44, 46) zu variieren.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Fräsköpfe (44, 46)
mittels eines gemeinsamen Antriebsmotors (48) antreib
bar sind.
Priority Applications (6)
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Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE3807722 | 1988-03-09 | ||
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CA (1) | CA1318573C (de) |
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