DE4212521A1 - Fräse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fräse gemäß dem Oberbegriff des Anspru­ ches 1, wie sie einerseits als universelles Einzelaggregat betreibbar ist, andererseits aber sich auch besonders vorteilhaft in eine Abbund­ anlage einbeziehen läßt.

Bei Abbundanlagen, wie sie etwa in der Fachzeitschrift "bauen mit holz" Heft 2/1992 Seiten 112 f und 128-130 beschrieben sind, werden Roh-Balken auf einem Transportbett, etwa über eine Rollenbahn, in Längsrichtung nacheinander von einer Bearbeitungsstation zur nächsten verbracht, um dort jeweils verspannt und dann an ihren Stirnenden maßgerecht spanend profiliert zu werden, ibs. für das zimmermannsmä­ ßige Erstellen eines Dachstuhles, einer Tragwerkskonstruktion, eines Blockhauses oder von Fertighaus-Komponenten. Während das Abschneiden mit einer Schwenk-Kapp-Säge etwa gemäß DBP 38 18 468 und das Bohren zum späteren Einführen von Zugankern ohne Umspannerfordernisse rasch durchführbar ist, ist das Einstechen von nicht-rechtwinkligen Profilen infolge Umspannerfordernissen so zeitaufwendig, daß dadurch bedingte Verzögerungen des Balken-Vorschubes die Wirtschaftlichkeit des Ein­ satzes der Abbundanlage insgesamt in Frage stellen können. Es kommt hinzu, daß jedes Umspannen des Werkstückes bzw. jedes getrennte Posi­ tionieren eines weiteren Werkzeuges in der Praxis zwangsläufig zu Un­ genauigkeiten im Übergang zwischen den einzelnen Teil-Profilen, und beim Zusammensetzen der so profilierten Balken-Stirnenden deshalb zu Paß­ problemen wie Spiel, Fluchtungsfehlern, Fehlwinkeln u. dgl., führt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Fräse zu schaffen, mit der sich abgeknickt verlaufende Profile an Balken-Enden wie insbesondere zur Ausbildung des unten näher erläuter­ ten Gerberpfettenstoßes preisgünstig, schnell und präzise fertigen lassen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Fräse nach dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches ausgelegt ist, wobei ergänzend bezüglich der Erfindung auf die Unteransprüche, auf die nachfolgende Zeichnungsbeschreibung und auf die beigefügte zusammenfassende Darstellung verwiesen wird.

Gemäß der erfindungsgemäßen Lösung wird also nach dem Ausarbeiten des ersten Teil-Profiles weder der Balken umgespannt noch ein neues Werkzeug mit anderer Orientierung zur Anwendung gebracht. Vielmehr wird zum Ausarbeiten des gegenüber dem bisherigen Teilprofil verschwenkten weiteren Teilprofiles nur der vorübergehend wieder vom Werkstück abge­ hobene Fräskopf um diejenige seiner beiden Fräskanten verschwenkt, die den Eckpunkt im abgeknickten Verlauf der Teilprofile bestimmt. Da die Fräskante (das Ende der Fräskopf-Schnittlinie) also auch für Ausar­ beiten des nächstfolgenden Teilprofiles im schon erreichten Eckpunkt verbleibt, kann hier beim nachfolgenden Einbringen des verschwenkt sich anschließenden Profilteiles kein Versatzfehler mehr auftreten. Außerdem entfällt der Funktionsraumbedarf und der Steuerungsaufwand für eine zweite, gegenüber der ersterwähnten in versetzter Richtung arbeitende, Fräse bzw. der apparative und zeitliche Aufwand für ein maßgerechtes Umspannen des Werkstückes (also des Balken-Endes).

Die erfindungsgemäße Lösung kann sowohl bei einem Stirnfräser reali­ siert werden, dessen Fräskopf etwa in der Aufspannebene in den Balken hineingefahren wird, wie auch beim quer zur Aufspannebene des Balkens an diesem unter Anschneiden des Werkstück-Randes hoch verfahrbaren Mantelfräser. Verschwenkt um die zu fixierende Fräskante am Ende der Schnittlinie wird zweckmäßigerweise nicht nur der Fräskopf, weil das eine Gelenkwelle zum Antriebsmotor bedingen würde, sondern der Motor mitsamt dem von seiner Abtriebswelle gehalterten Fräskopf. Diese, nachstehend auch zusammenfassend als die Fräse bezeichnete, Funkti­ onseinheit ist auf einem beispielsweise scheibenförmigen Schwenkelement aufgeständert, das wahlweise um die eine oder um die andere Fräskan­ te des gerade eingespannten Fräskopfes verschwenkbar ist. Für de­ finierte und reproduzierbare, einfach ausführbare Verschwenkbewegungen der Fräse genau um die zu fixierende Fräskante herum können z. B. hy­ draulisch bewegte Stifte aus dem Maschinen-Unterbau in entsprechende Löcher einer darauf liegenden Schwenkscheibe eingeschoben werden, um deren Drehpunkt sowie - über wahlweise wirksam-schaltbare An­ schlag-Arretierungen - deren Schwenkwinkel vorzugeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungs­ beispiels näher erläutert, das in stark abstrahierter Skizze und nicht ganz maßstabsgerecht den Einsatz und Aufbau einer erfindungsgemäßen Fräse näher veranschaulicht. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen in der Zimmermannstechnik häufig anzutreffenden Ger­ berpfettenstoß zum biegesteifen Verbinden mehrerer in Längsrichtung einander benachbarter Balken zu einem langen Träger,

Fig. 2 den Einsatz eines erfindungsgemäß verschwenkbaren Fräs­ kopfes zum umspannfreien Herstellen des Anschlußprofiles für den Gerberpfettenstoß nach Fig. 1 am freien Stirnende eines Balkens und

Fig. 3 in vereinfachter Prinzipdarstellung den Verschwenk- und Ar­ retiermechanismus für den Fräskopf nach Fig. 2 (mit apostrophierten Bezugszeichen für maßgebliche Teile in verschwenkter Stellung).

Ein langer Holz-Träger 11, wie er etwa auf dem Gebiete der Bauschrei­ nerei als parallel zur Traufe eines Dachstuhles verlaufend aufge­ ständerter Querträger für die Balken eines Spitzdaches vorkommt, muß häufig aus mehreren in Längsrichtung aufeinanderfolgenden kürzeren Balken 12 zusammengesetzt werden. Dafür hat sich das Längsschnittpro­ fil des sogen. Gerberpfetten-Stoß 13 bewährt. Bei dem verläuft jedes Baken-Stirnende 14 in dem Sinne stufenähnlich abgesetzt, daß eine flach gegen die Balken-Mittenquerebene 15 geneigt verlaufende Aufla­ ge-Schräge 16 beiderseits in einen dagegen kürzeren Anschlag 17 über­ geht, der im wesentlichen quer zur Mittenquerebene 15 verläuft, wie aus der Seitenansicht der Fig. 1 ersichtlich. Der nächstbenachbarte Balken 12 wird, um 180° um seine Mittenquerebene 15 verschwenkt, auf Stoß vor dieses profilierte Stirnende 14 gesetzt, so daß die beiden Schrägen 16-16 vollflächig aufeinander zu liegen kommen. Mittels in Längsschnitt-Richtung, also quer zur Mittenquerebene 15 durch die Schräge 16 hindurch, verlaufender Zuganker 18 werden schließlich die so formschlüssig aufeinaderliegenden Stirnenden 14 mit Spannmuttern 19 zusammengehalten.

Das Stirnende 14 des auf der Seite liegend aufgespannten Balken 12 kann zum dargestellten Stoßverlauf 21 mittels eines Fräskopf 20 pro­ filiert werden, der als Stirnfräser in Richtung quer zur Mittenquerebe­ ne 15 und damit in Richtung der Höhe 22 gegen den Balken 12 angefah­ ren und danach wieder zurückgeholt wird; oder es wird gemäß Fig. 2 ein Mantelfräser eingesetzt, der quer zur Erstreckung der Balken-Höhe 22 unter Eingriff in den abzutragenden Randbereich des Balken 12 bei­ spielsweise von unten nach oben verfahren und nach Ausbildung des Profiles dann wieder zurückbewegt wird. Allerdings sind für den Stoßverlauf 21 an jedem Stirnende 14 relativ zur Längsrichtung der Mit­ tenquerebene 15 jeweils nacheinander zwei Winkeleinstellungen des Fräs­ kopf 20 erforderlich, nämlich zunächst für einen mittenparallelen Aus­ schnitt unter Ausbilden des quer verlaufenden Anschlag 17 und dann wie in Fig. 2 angedeutet dagegen verschwenkt ein weiterer Fräshub zum Freischneiden der Schräge 16. Diese zweimalige Positionierung des Fräs­ kopf 20 ist zeitaufwendig und sehr maßkritisch in Hinblick auf die Forderung eines bei Balken 12 gleicher Höhe 22 jeweils in genau vor­ gegebener Tiefe liegenden Eckpunkt 23 für das spiel- und versatzfreie Zusammenfügen zum Gerberpfetten-Stoß 13. Der Zeitbedarf für das Um­ stellen und neue Einmessen des Fräskopf 20 tritt besonders dann stö­ rend in Erscheinung, wenn die Fräse 24 Teil der Ausstattung einer Ab­ bundanlage oben erläuterter Art ist. Dort steht gewöhnlich auch nicht der Platz zur Verfügung für eine zweite, schräg zur ersten orientierte Fräse, von den apparativen und steuerungsbedingten Mehrkosten ganz zu schweigen.

Der zusätzliche Zeitbedarf und die Produktionsungenauigkeiten entfallen praktisch vollständig, wenn der auf seinem Schub- oder Hub-Bewegungs­ tisch 25 aufgeständerte Fräskopf 20 erfindungsgemäß um seine den Eckpunkt 23 ausbildende Fräskante 26 verschwenkbar ist, die durch das Ende der Schnittlinie 37 im Werkstück bestimmt ist. Denn dann schließt sich nach dem ersten Fräsgang, zum Ausbilden des Anschlag 17 mit Festlegung des Eckpunkt 23, genau an diesem der Fräsvorgang mit Schnittlinie 37 für die Schräge 16 an. Dafür ist weder ein neues Po­ sitionieren des Balken-Stirnende 14 noch ein neues Justieren des Fräskopf 20 erforderlich. Letzterer braucht lediglich, bei weiterhin auf dem Transportbett 27 in unveränderter Bearbeitungsposition fixier­ tem Balken 12 und zurückgefahrenem Tisch 25, um den vorgegebenen Neigungs-Winkel w für die Schräge 16 verschwenkt zu werden, was funk­ tional gemäß Fig. 3 besonders unproblematisch realisierbar ist.

Dafür ist in diesem Ausführungsbeispiel die Fräse 24 mit von der Wel­ le 28 ihres Motor 29 getragenem Fräskopf 20 nicht unmittelbar auf dem Tisch 25, sondern auf einer von diesem getragenen Schwenkschei­ be 30 aufgeständert. Die läßt sich parallel zum Tisch 25 (in der Auf­ sicht-Projektion) um jede der beiden Fräskanten 26 herum verschwenken. Dafür greift bei der aktuell zu fixierenden Fräskante 26 ein Dreh­ stift 31, der z. B. absenkbar im Tisch 25 gehaltert ist, in ein Dreh­ loch 32 ein, das in diesem Beispielsfalle in der Schwenkscheibe 30 ausgespart ist. Der Schwenk-Winkel w der Schwenkscheibe 30 kann ein­ fach durch Anfahren gegen einen von mehreren wahlweise wirksam schaltbaren Anschlägen 33 in Form von Arretierstiften definiert wer­ den, die z. B. je nach der aktuellen Winkel-Vorgabe aus dem Tisch 25 in den Bewegungsweg der Schwenkscheibe 30 herausschiebbar sind (vgl. Fig. 3 unten). Zum Sichern der verschwenkten Stellung der Fräse 24′ greift zweckmäßigerweise dann noch ein Fixierstift 38′ zwischen Tisch 25 und Schwenkscheibe 30′ ein. Solche aufeinander abgestimmten Funktionsabläufe sind mit den Mitteln einer numerisch programmierten Maschinensteuerung funktionsunkritisch realisierbar.

Der Verschwenkvorgang des Fräskopf 20 um die gerade benötigte Fräs­ kante 26 relativ zum Tisch 25, und damit relativ zum auf dem Trans­ portbett 27 festgespannten Balken 12, kann einfach mittels wenig­ stens eines Schub-Zug-Stellkolben 34 erfolgen, dessen Zylinder 36 sich z. B. gegen den Tisch 25 abstützt und der an einem Schwenkgelenk 35 der Schwenkscheibe 30 angreift.

Claims (9)

1. Fräse (24) mit relativ zum Werkstück einstellbarem und verfahrba­ rem Fräskopf (20), dadurch gekennzeichnet, daß ihr Fräskopf (20) um wenigstens eine von den beiden Fräskanten (26) am Ende seiner Schnittlinie (37) verschwenkbar ist.

2. Fräse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Fräskopf (20) am einen Ende sei­ ner Schnittlinie (37) mitsamt dessen Motor (29) um eine durch die Fräskante (26) verlaufende Achse verschwenkbar ist.

3. Fräse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein in ein Drehloch (32) eingreifender Drehstift (31) für das Verschwenken der Schnitt­ linie (37) um die zu arretierende Fräskante (26) vorgesehen ist.

4. Fräse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Fixierstift (38) für die um eine Fräskante (26) verschwenkte Fräse (24) vorgesehen sind.

5. Fräse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Anschlag (33) zum Be­ grenzen der Verschwenkbewegung der Schnittlinie (37) um die Fräskante (26) vorgesehen ist.

6. Fräse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Zylinder (36) mit Stellkolben (34) zum Verschwenken der Fräse (24) um einen gerade im Eingriff befindlichen Drehstift (31) vorgesehen ist.

7. Fräse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie an einer Scheibe (30) aufgestän­ dert ist, die auf einem Tisch (25) für den Vorschub des Fräs­ kopf (20) verschwenkbar ist.

8. Fräse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie als eine der Bearbeitungsstatio­ nen einer Abbundanlage ausgelegt ist.

9. Fräse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Profilieren eines Gerberpfet­ tenstoßes (13) am Stirnende (14) eines Balken (12) ausgelegt ist.