DE4443180A1 - Vorrichtung zur Herstellung oder Bearbeitung bogenförmiger Werkstücke, insbesondere Rundbogenfenster, in einem breiten Größenspektrum - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Rundbögen aus entsprechend vorgefertigten Rohlingen oder zur Einarbeitung bogenförmiger Konturen in solche Werkstücke. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Herstellung von Rundbogen- oder Rundfenstern.

Die Herstellung von Rundfenstern oder Rundbogenfenstern stellt hohe Anforderungen an das mit dieser Aufgabe betraute Personal. Aufgespannt auf den Arbeitstisch werden die verleimten Bogenrohlinge in mehreren aufwendigen Arbeitsgängen, unterbrochen durch häufiges Umspannen, mit Hilfe von zeitraubend gefertigten Schablonen bearbeitet. Jedes Bogenmaß bedarf dabei einer eigens gefertigten Schablone.

Diese Arbeitsweise ist sehr aufwendig, wenig produktiv und ungenau.

Es wurde bereits ein Rundbogenfräsgerät vorgeschlagen, das diese Nachteile vermeidet. Nahe der Außenkante des Aufspanntisches ist ein Zapfen eingelassen, der als Drehlager für eine Metallschiene fungiert. Auf der Schiene ist das Fräsgerät montiert. Diese Vorrichtung gestattet das Ankopieren und Ausfräsen bogenförmiger Konturen an Segmentbögen. Sie hat jedoch den Nachteil, daß sie nicht für Rundfenster geeignet ist. Darüber hinaus ist es in der Praxis von Nachteil, daß die aufgespannten Werkstücke keine einheitliche Position einnehmen, sondern aufgrund der fixen Drehlagerposition in Abhängigkeit des Bogenradius ihre Lage auf dem Tisch stets neu definiert werden muß. Dies zwingt auch zu einer Beschränkung auf ein relativ enges Radiusspektrum.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung von Werkstücken mit bogenförmigen Konturen bereitzustellen, die die genannten Nachteile nicht aufweist und es insbesondere gestattet, solche Werkstücke in einem sehr breiten Radiusspektrum zu bearbeiten.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung der in den Ansprüchen genannten Art.

Zentrale Funktionseinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein Linearmodul mit einem verfahrbaren Schlitten, auf dem der Werkzeugtragarm drehbar gelagert ist.

Diese Einheit ist in geeigneter Weise in ein Rahmengestell integriert, das im Bereich der vorderen Endstellung des Linearmoduls die Aufspannplatte für das zu bearbeitende bogenförmige Werkstück aufnimmt. Mindestens drei Stützen heben die Vorrichtung auf Arbeitshöhe. Der Aufspanntisch ist zweigeteilt ausgeführt und wird mittig, wenig unterhalb seiner Oberkante, von dem Linearmodul durchschnitten. Die Bedienseite des Aufspanntisches ist mit einer Anschlagschiene für das Werkstück ausgerüstet, die senkrecht zur Längsachse des Linearmoduls angeordnet ist. Eine aufgetragene Zentimeterskala, mit Nullpunkt in der Mitte nach links und rechts ansteigend, erlaubt das maßgenaue Ablegen und Aufspannen des Werkstückes. Der Nullpunkt der Skala halbiert die Anschlagschiene und markiert die Mittelachse des Linearmoduls.

Der auf dem Linearmodul gleitende Schlitten nimmt den Tragarm für das Werkzeug auf. Der Tragarm ist drehbar auf dem Schlitten gelagert, so daß das Tragarmende eine Rotationsbewegung ausführen kann. Ein auf den Tragarm aufgesetztes Werkzeug kann damit kreisbogenförmige Konturen umreißen, deren Radius dem Abstand des Werkzeuges von der Mittelachse des Drehlagers entspricht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bezieht ihre große Variabilität hinsichtlich der erstellbaren Bogenradien aus der Möglichkeit der stufenlosen Verlagerung der Drehachse des Werkzeugtragarmes bei feststehendem Arbeitstisch. Während das zu bearbeitende Werkstück stets durch die Anschlagschiene am Aufspanntisch definierter gleicher Lage positioniert ist, wird die Drehachse des Tragarmes entsprechend dem Halbmesser des in das Werkstück einzuarbeitenden Rundbogens verschoben. Dies geschieht durch das stufenlose Verfahren des Schlittens auf dem Linearmodul.

Die wirksame Länge des Linearmoduls bestimmt dabei den maximal erstellbaren Bogenradius.

Zur Erweiterung des Arbeitsbereichs auf diese Länge überschreitende Radien ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der Linearmodul nach hinten parallel zu seiner Mittelachse ausziehbar. Durch geeignete konstruktive Maßnahmen einer nichtstarren Einbindung in das Rahmengestell kann dieser stufenlos oder in mehreren Rasterstufen um etwa eine halbe Modullänge ausgezogen werden. Damit kann um eben diese Länge der Arbeitsbereich der Vorrichtung erweitert werden, da der Aufspanntisch gleichzeitig in seiner Position verbleibt.

Die Länge des Werkzeugtragarmes korreliert mit der Schlittenposition. Mit zunehmendem Abstand des Schlittens von der Nullebene muß der Tragarm entsprechend verlängert werden. Die Linearbewegung des Schlittens aus einer Position 1 in eine Position 2 um Δl muß durch eine Verlagerung des Auflagepunktes des Tragarmes im Drehlager um Δl kompensiert werden. Dies kann erreicht werden durch eine mechanisch oder elektronisch gesteuerte Zusatzeinrichtung am Schlitten, die eine dessen Linearbewegung entsprechende Verschiebung des Tragarmes initiiert. Im einfachsten Falle kann eine manuelle Korrektur der Tragarmlänge vorgesehen werden.

Der Tragarm ist hierbei mittels Handrad auf dem Schlitten festgeklemmt. Durch Lösen des Handrades wird die Klemmung gelockert und der Tragarm in dem erforderlichen Maße verkürzt oder verlängert.

Zur Erleichterung der Handhabung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, ein Sortiment von Tragarmen unterschiedlicher Länge bereitzustellen und diese entsprechend den zu fertigenden Bogenradien einzusetzen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung macht es möglich, unter Verzicht auf Modelle und Schablonen Rundbogenfenster mit einem Halbmesser von 25 cm bis 450 cm und darüber hinaus in hoher Produktivität und Genauigkeit herzustellen.

Neben Bogenfenstern können auch Rundfenster in einem Arbeitsgang ohne Umspannen gefertigt werden. Die Werkstücke werden stets an der Bedienseite des Aufspanntisches für die Bedienperson leicht zugänglich in durch die Anschlagschiene definierter Position aufgespannt.

Die Erfindung sei nachfolgend anhand der in den Fig. 1-6 dargestellten Ausführungsformen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine stark schematisierte Darstellung der wesentlichen Funktionselemente in Draufsicht,

Fig. 2 eine Draufsicht mit einem aufgespannten Rohling für ein Rundfenster sowie eine Seitenansicht,

Fig. 3 eine Draufsicht mit einem aufgespannten Rundbogenrohling (Tragarm weggelassen),

Fig. 4 Schnittdarstellung von Schlitten und Drehlager,

Fig. 5 Schnittdarstellung der Anschlagschiene,

Fig. 6 Darstellung der Halterung des ausziehbaren Linearmoduls.

Metallprofile 1, 2 und 3 bilden ein Rahmengestell mit dem Grundriß eines gleichschenkeligen Dreiecks. Drei an den Eckpunkten angreifende Stützen 4 heben den Rahmen auf Arbeitshöhe. In seiner Symmetrieachse nimmt der Rahmen, gelagert auf den Hohlprofilen 5 und 6, eine Gewindespindel 25×300 auf. Die handgetriebene Spindel 9 wird mit Hilfe des an der Bedienseite des Aufspanntisches herausragenden Handrades 23 verstellt. In das Spindelgehäuse ist eine Digitalanzeige integriert, die die Position des Schlittens 10 wiedergibt.

Der Aufspanntisch besteht aus zwei Tischplatten 7 und 8, die auf den Zargen 1, 2, 6 bzw. 1, 3, 5 ruhen. Der Spalt zwischen den Tischhälften 7 und 8 wird von der Spindel 9 ausgefüllt und bietet dem Schlitten 10 Platz. Auf den Tischplatten 7 und 8 sind in regelmäßigen Abständen Schienen 21 für Klemmklötze 22 angebracht. Eine Anschlagschiene 13 für das zu bearbeitende Werkstück 20 schließt den Aufspanntisch bedienseitig ab.

Auf Schlitten 10 ist über eine Zapfenverbindung ein zylindrisches Adapterstück 14 drehbar gelagert. Der Werkzeugtragarm 11, eine Aluminumschiene, ist kraftschlüssig mittels Feststellknebel 19 darauf angeklemmt. Am Vorderende der Aluminiumschiene 11 ist an einem Anschlag eine Handoberfräse 12 montiert.

Zur Herstellung eines Segmentbogenfensters wird ein verleimtes Rundbogenelement 20 auf den Aufspanntisch 7, 8 aufgelegt und an der Anschlagschiene 13 ausgerichtet. Zur symmetrischen Ausrichtung des mittig angezeichneten Werkstücks 20 besitzt die Anschlagschiene 13 eine Skaleneinteilung 18 mit dem Nullpunkt auf der Symmetrieachse und beidseitig zum Tischrand hin ansteigender Längeneinteilung. Zusätzlich ist der Nullpunkt eingekerbt. Das Rundbogenelement 20 wird mit Hilfe von in die Schienen 21 eingeschobenen Klemmklötzen 22 sowie über Durchgangsbohrungen in Anschlagschiene 13 eingedrehte Schrauben aufgespannt. Mittels der an der Vorderseite befindlichen Handkurbel 23 wird der Schlitten 10 in die gewünschte Position gefahren. An der Digitalanzeige ist abzulesen, wann diese erreicht ist. Ein dem einzuarbeitenden Bogenhalbmesser entsprechender Abstand des Schlittens ist diese Position.

Der Werkzeugtragarm 11, vorteilhafterweise ausgestattet mit einer Skala, wird in einer dem einzuarbeitenden Radius entsprechenden Länge auf dem Drehlager 14 festgeklemmt. Die Bedienperson senkt das Fräsgerät 12 nunmehr ab auf den Bogenrohling 20 und fräst die gewünschte Kontur heraus. Soll anschließend auch die Glasleiste ausgetrennt werden, wird die Halterung des Fräsgerätes 12 auf der Tragschiene 11 gelockert und es um einen der Radiusdifferenz entsprechenden Betrag in Richtung Drehpunkt anhand der angebrachten Skala verschoben. Um aus Ablesefehlern resultierenden Qualitätsverlusten vorzubeugen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, für häufig anfallende Standardgrößen (bspw. Abstand Außenkante zu Glasleiste) in die Trägerschiene 11 einlegbare Distanzblöcke bereitzustellen. Das gelockerte Fräsgerät 12 wird vom Anschlag der Trägerschiene zurückgezogen, der Distanzblock in die Schiene 11 eingelegt und das Gerät 12 wieder befestigt, anschließend abgesenkt und die Glasleiste ausgetrennt.

In einer weiterentwickelten Ausführungsform der Erfindung ist die handgetriebene Spindel 9 durch einen numerisch gesteuerten Linearmodul 15 ersetzt. An der Bedienseite des Arbeitstisches 7, 8 befindet sich der Schaltkasten 17 mit dem Eingabefeld für die gewünschten Betriebsparameter, insbesondere die Schlittenposition, sowie der Anzeigetafel mit Display für Soll- und Istwerte. In bevorzugter Ausgestaltung ist der Linearmodul 15 nicht fest mit den Hohlprofilen 5 und 6 verbunden, sondern nach hinten ausziehbar. In Abständen von 50 cm besitzt der Mantel der Lineareinrichtung 15 beidseitig Vertiefungen, in die von den Hohlprofilen 5 und 6 druckfederbelastete Arretierungsstifte 16 einrasten. Durch Zurückziehen der Stifte 16 kann der Modul 15 in Stufen von 50 cm bis zu 1,50 m nach hinten ausgezogen werden. Um diese 1,50 m verlängert sich der mögliche Bogenradius, so daß auf diese Art und Weise mit einem 3 m langen Modul Bögen mit einem Halbmesser von bis zu 4,50 m hergestellt werden können.

Zur Herstellung eines Rundbogensegments mit einem Radius von 450 cm werden die Arretierungsstifte 16 zurückgezogen, die Lineareinheit 15 um 150 cm nach hinten ausgefahren und die Stifte 16 wieder eingerastet. Über das Eingabefeld wird der Sollwert der Schlittenposition eingegeben. Hierbei hat die Bedienperson zu beachten, daß bei ausgezogenem Linearmodul natürlich in Abhängigkeit von dessen Ausziehstufe ein dementsprechend um 50, 100 oder 150 cm nach unten korrigierter Wert für die Schlittenposition einzugeben ist. Bei einem gewünschten Bogenradius von 450 cm und einer Auszuglänge von 150 cm lautet daher diese Eingabe: 300 cm.

Da die Dimensionierung der Tragschiene 11 an dem maximal zu erwartenden Bogenradius ausgerichtet ist, wird zur leichteren Handhabung ein Austauschsortiment von vier Schienenlängen bereitgehalten, nämlich 125, 250, 325 und 450 cm. So kann bei der Herstellung kleiner Rundbögen auf die kürzeren Schienen 11 zurückgegriffen werden.

Bezugszeichenliste

 1 Metallprofil
 2 Metallprofil
 3 Metallprofil
 4 Stütze
 5 Hohlprofil
 6 Hohlprofil
 7 Aufspanntischhälfte
 8 Aufspanntischhälfte
 9 Gewindespindel
10 Schlitten
11 Tragarm
12 Fräsgerät
13 Anschlagschiene
14 Drehlager
15 Linearmodul
16 Arretierungsstift
17 Schaltkasten
18 Skala
19 Feststellknebel für Tragarm
20 Bogenrohling
21 Schiene für Klemmklotz
22 Klemmklotz
23 Handrad
24 Antrieb für Linearmodul
25 Ausziehlänge des Linearmoduls

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Herstellung oder Bearbeitung bogenförmiger Werkstücke, insbesondere Rundbogenfenster, in einem breiten Größenspektrum, bestehend aus einem Tisch zum Aufspannen des Werkstücks und einem in einem Drehlager eingespannten Tragarm, dessen freies Vorderende ein Werkzeug, bspw. ein Handfräsgerät aufnimmt, das über dem Aufspanntisch in einer kreisbogenförmigen Bahn auf das Werkstück einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des Drehlagers (14) in Bezug zum Aufspanntisch (7, 8) linear verschiebbar ist und der Auflagepunkt des Tragarmes (11) auf diesem Drehlager (14) verstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehlager (14) auf dem Schlitten (10) eines Linearmoduls (15) angeordnet ist, welcher dergestalt mit dem Aufspanntisch verbunden ist, daß er denselben in zwei Tischhälften (7) und (8) teilt, und dessen Längsachse orthogonal zur Werkstückanschlagebene (13) des Aufspanntisches (7, 8) gerichtet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearmodul (15) den Aufspanntisch (7, 8) auf der der Werkstückanschlagebene (13) gegenüberliegenden Seite überragt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearmodul (15) eine numerisch gesteuerte Lineareinheit ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearmodul (15) auf der der Anschlagebene (13) gegenüberliegenden Tischseite ausziehbar ist.