EP0382877A2 - Maschine zur Flächen- und Dickenbearbeitung von Holzwerkstücken beliebiger Abmessungen, insbesondere von kurzen und dünnen Werkstücken - Google Patents

Maschine zur Flächen- und Dickenbearbeitung von Holzwerkstücken beliebiger Abmessungen, insbesondere von kurzen und dünnen Werkstücken Download PDF

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EP0382877A2
EP0382877A2 EP89107383A EP89107383A EP0382877A2 EP 0382877 A2 EP0382877 A2 EP 0382877A2 EP 89107383 A EP89107383 A EP 89107383A EP 89107383 A EP89107383 A EP 89107383A EP 0382877 A2 EP0382877 A2 EP 0382877A2
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EP
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milling head
workpiece
fixed
guide
workpieces
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Pavel Dipl.-Ing. Ledinek
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27C—PLANING, DRILLING, MILLING, TURNING OR UNIVERSAL MACHINES FOR WOOD OR SIMILAR MATERIAL
    • B27C1/00—Machines for producing flat surfaces, e.g. by rotary cutters; Equipment therefor
    • B27C1/005—Machines for producing flat surfaces, e.g. by rotary cutters; Equipment therefor with tools having a rotational vector which is perpendicular to the working surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27C—PLANING, DRILLING, MILLING, TURNING OR UNIVERSAL MACHINES FOR WOOD OR SIMILAR MATERIAL
    • B27C1/00—Machines for producing flat surfaces, e.g. by rotary cutters; Equipment therefor
    • B27C1/04—Thicknessing machines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00—Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/30—Milling
    • Y10T409/3042—Means to remove scale or raised surface imperfection

Definitions

  • the invention is in the field of woodworking machines and falls, for example, in the IPC: B 27 C 1/06; B 27 C S / 04; B 27 J 1/00; B 27 M 3/04.
  • the invention is based on a device for surface and thickness processing of wooden workpieces of any dimensions, in particular thin workpieces of small dimensions, without rigid clamping of the workpiece.
  • One, two or more work spindles are provided for the tool for the cutting process and circular motion as well as a fixed circular guide insert for surface compensation and for processing the thickness of the wooden workpieces. These are arranged one behind the other; each of these spindles has a separate drive, a sliding plate with two side guide rails attached to the work table.
  • the table moves vertically; Raising and lowering the slide plate adjusts the thickness of the section on the workpiece surface; the upper guide bar, which is also provided, is adjusted in the vertical direction; the wood workpiece is set at this height before processing.
  • Known machines for surface and thickness processing of wooden workpieces do not enable the following processes, for example: - Processing of wooden workpieces of small dimensions without rigid clamping; - Ensuring high quality of the surfaces to be processed, which does not require any additional processing apart from painting, staining, or lateral or surface gluing of the wooden workpiece; - machining of long and thin (narrow) workpieces; - machining of workpieces without reference to the direction and position of the workpiece; - Elimination of the risk of kickback of the workpiece or falling out of a workpiece from the processing machine; - noise reduction below 82 decibels; - Quick and easy changes and settings of the workpiece; - parallelism of the surfaces of the wooden workpiece to be machined; - elimination of the penetration of the tool in the wooden workpiece at the end and at the beginning of each processing surface; - high-quality processing of wooden workpieces with ingrown branches, knots, etc .; - high-quality processing of curved constructions or wooden workpieces with special
  • DE-OS 21 58 912.8 describes a woodworking machine in which the tool holder has two tools seated on the same vertical axis, an inner tool holder being inserted in the outer tool holder, which represents a tool-in-tool construction.
  • the inner tool holder with circular saw is designed so that a circular movement is caused during machining, in which the outer and inner
  • Tool holder can be turned in the same direction; an adjustment possibility with regard to different peripheral speeds of one or more tool holders is possible, the inner tool holder being designed such that it is fastened on the work spindle with a threaded nut; For this purpose, a corresponding recess is provided in the inner tool holder.
  • the outer tool holder with inserted tool in the form of cutting knives is constructed in the form of a truncated cone and is used for rough preparation of a wooden workpiece of greater length.
  • the known device with double tool holder works so that the wooden workpiece of greater length engages in the area of the tool (inserted in pairs in the upper and lower holder); both holders are rotated against each other on the same vertical axis at an angle of 180 °.
  • the outer holders with inserted tools ensure rough preparation; the inner tool holders with tools for finishing wooden workpieces of greater length.
  • the known device with two processing heads which are set on the same vertical axis and at an angle to each other of 180 ° (rotated) and with a double tool holder, is disadvantageous in that when processing the wooden workpiece of very short length, it is in the edge region between the surface of the inner holder and the surface of the tool clamped in this holder falls.
  • Such a device is therefore not useful in practice for machining workpieces of small dimensions and thin workpieces, because machining qualities that are too large and too high are necessary.
  • the device for wood surface processing of workpieces of very short length for example of 2 cm length, is solved by the measure according to the invention. Defects no longer occur, rather the following advantages become apparent: - Wood workpieces of very short lengths without workpiece clamping can be processed; - A processing device according to the invention is suitable for processing wooden workpieces of very short lengths flat to the desired thickness and width; - own clamping devices of various designs are eliminated; - The processing device according to the invention is suitable for processing wood with the smallest possible wood waste; - It becomes possible to mount the processing device on classic woodworking machines of various constructional types and purposes: it can be designed as a complete, independent unit; it is shown here as a device for a special purpose for surface and thickness processing.
  • the invention is based on a device for processing the surface and thickness of wooden workpieces of any dimensions, in particular short and thin workpieces, consisting of one, two or more vertical, horizontal or at a certain angle working spindles; with a two-part slide plate; a movable work table; two flank guide rails and an upper slide guide, with separate work spindle drives.
  • the invention is characterized by a partially hollow face cylinder milling head with fixed or exchangeable cutting edges, wherein a guide insert, which is fastened to the one flank guide strip, is fixed in the face cylinder milling head.
  • the guide strips are laterally adjustable and consist of two parts, one part of which moves together with the work table, while the other is fixed on the machine housing; also two-part flank strips are attached to the fixed part of the two-part slide plate, which is fixed to the machine housing, while the movable part of the slide plate moves in the vertical direction together with the work table; there is also an upper adjustable guide bar that is attached to the machine housing.
  • the surface and thickness processing device for wooden workpieces of any dimensions, in particular short and thin workpieces according to the invention consists of a work spindle I with a milling head 1 for smooth machining of the lower workpiece surface 11 shown in FIG. 2. Smooth machining is hereby possible. Also provided is a work spindle II of the same design, which has a milling head 1 with adjustment of the upper surface and thickness processing of the workpiece 11 (FIG.
  • the work spindle I is provided with a hollow cylindrical milling head 1, in which the circular guide insert 9 is inserted; this circular guide insert is fixed via a screw connection 12 to the flank guide bar 5, which in turn is fastened to the slide plate 4 '.
  • the workpiece slides on the slide plate 4 and is guided through the flank guide bar 5, the flank guide bar 10 and the upper guide bar 7 - FIG. 1.
  • the position of the workpiece 11 against the milling head 1 with a fixed guide insert 9 can be seen at the moment of the start of the surface processing, the points of engagement P1, P2, P3 being in the same plane with regard to the position of the milling head 1 fixed by the guide insert 9 , which is also a condition for surface processing of short and thin wooden workpieces without rigid clamping.
  • the milling head 1 with fixed or replaceable cutting edges 1 'on the working shaft 3' fixed insert 3 ⁇ and the screw connection 13 fixed; the cutting edges 1 'on the milling head are set so that the cutting apices 1' are in the same plane as the upper sliding plate surfaces 4 'and the upper surface of the fixed guide insert.
  • the sliding plate 4 is fixed to the work table 6 and moves vertically up and down together with it, depending on the thickness of the workpiece 11, as can be seen in FIG. 2.
  • the working shaft 3 ' is attached to the housing of the working shaft 3, which is separated from the milling head 1 by a spacer ring 2.
  • the slide plate 4 ' is attached to the machine housing 8; A flank strip 5 is fixed above and on this plate.
  • the workpiece 11 moves on the sliding plate 4, is held by the side rail 5, the side rail 10 and the upper guide rail 7, all of which together form a movement channel, the workpiece 11 not being clamped rigidly.
  • the end face of the workpiece 11 is in engagement with the cutting edges 1' at points P1, P2, P3.
  • the workpiece 11 moves over the cutting edges 1 ' the milling head 1 and cuts in the same plane as the upper surface of the slide plate 4 ', which is made possible by the fixed stationary guide insert 9 used in the milling head; this prevents the inclination and sliding of a short workpiece 11 into the inner part of the hollow milling head 1, because the hollow inner part or the depression in the milling head 1 is completely closed with the fixed guide insert; but the tool is designed so that there is an air inlet slot of at most 1 mm width between the inner diameter of the hollow milling head 1 and the cutting edges 1 'and the outer diameter of the fixed guide insert 9 (Fig. 1).
  • a structural design of the attachment of a milling head 1 with the cutting edges 1 'on the hollow working shaft 3' is shown; the upper part changes into a flange shape, the attachment is carried out via a screw connection 14; this connection is provided in the housing of the working shaft 3, on which a spacer ring 2 is seated.
  • the hollow working shaft 3 ' is a fixed axis 3 ′′′ provided on which the guide insert 9 sits by means of screw 13; this insert is in the inner part of the milling head ring 1 with the cutting edges 1 'so that the upper surface of the fixed guide insert 9 of the cutting apex 1' on the milling head 1 and the upper surface of the sliding plate 4 'are in the same plane.
  • a high-quality surface treatment of the wooden workpieces 11 without rigid clamping is achieved, regardless of dimensions, wood quality and direction of the previous woodcut; furthermore, the processing means that less wood waste is available, which means considerable savings for the wood processing industry; the work process is considerably improved with regard to safety and occupational safety for the machine workers and for the environment.
  • the housing of the working shaft 3 is made of a steel and seamless tube, made of material St 35.29; this tube is on an inside diameter in which a standard ball bearing marked 6208 TB. P63 is attached, rotated.
  • the working shaft 3 ' is made of a drawn steel bar, made of material 42 Cr Mo 4; the shaft is turned to the outside diameter, at the end a ⁇ 13.75 mm hole is drilled out and an M 16 internal thread is cut manually.
  • the mounting insert 3 ⁇ is made of a drawn steel bar, made of material St 37; the material is sawn to the appropriate height, turned and a hole ⁇ 17 mm is also drilled out. On the circumference of the fastening insert 3 ⁇ two recesses are cut at an angle of 180 ° with a finger cutter for tightening with a key.
  • the face cylinder milling head 1 is made of a round steel ⁇ 180 mm, made of material 42 Cr Mo4; the head is turned inside and outside, in its forehead rim fixed edges 1 'made of material OCR 12 and also made of G2 are attached by brazing; however, the cutting edges made of the same material can also be used, specifically with M 4 Allen screws.
  • the end cylinder head 1 can also be welded from 42 Cr Mo4 sheet metal (electric welding).
  • the guide insert 9 is produced as a cast from gray cast iron 25 in such a way that its guide surface is finely turned and ground.
  • the sliding plates 4 and 4 ' are made of sheet metal 23 mm thick and made of material St 37, the sliding surfaces are planed, a semicircular cut ⁇ 182 mm is cut autogenously.
  • the work table 6 is made of sheet metal 18 mm thick and made of material St 37 in a welded version (manual electric welding).
  • the edge guide strip 5 is made of a strip steel of 20 mm thickness and of material St 37; it also has an autogenously cut outer shape and milled longitudinal openings for attachment.
  • the machine housing 8 is made of sheet metal 20 mm thick and of material St 37; this material is autogenously cut and welded (electric manual welding).
  • the fixed axis 3 ′′′ is made of a round steel bar St 50 K; Neck and forehead are turned; A ⁇ 8.16 mm hole is drilled in the axis and an M10 thread is cut manually.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Flächen- und Dickenbearbeitung von Holzwerkstücken beliebiger Abmessungen, insbesondere kurzer und dünner Werkstücke ohne steife Einspannung des Werkstückes, bestehend aus einem Maschinengehäuse 8, einem beweglichen Arbeitstisch 6, einer zweiteiligen Grundplatte mit Kreisausschnitt 4, 4′, in der ein Stirn(zylinder)fräskopf 1 mit fixierten und auswechselbaren Schneiden 1′ eingesetzt ist. Im Kopf 1 befindet sich ein Führungseinsatz 9; die obere Führungsleiste befindet sich in genau der gleichen Ebene wie die Schneidenscheitel 1′ auf dem Fräskopf 1 und auch genau der gleichen Ebene wie die Gleitplatte 4′.
Die Vorrichtung umfaßt weiterhin zwei Arbeitsspindeln I, II, oder auch mehrere unter bestimmten Winkeln angestellte Arbeitsspindeln. Das Werkstück 11 gleitet auf der zweiteiligen Gleitplatte 4, 4′. Zwei das Werkstück kontaktierende Flankenführungsleisten 5, 10 und eine obere Führungsleiste 7 bilden zusammen einen Bewegungskanal für das Werkstück 11.

Description

    Bereich der Technik
  • Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Holzbearbeitungsmaschinen und fällt beispielsweise in die IPC: B 27 C 1/06; B 27 C S/04; B 27 J 1/00; B 27 M 3/04.
  • Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Flächen- und Dickenbearbeitung von Holzwerkstücken beliebiger Abmessungen, insbesondere dünner Werkstücke kleiner Abmessung ohne steife Einspannung des Werkstücks. Vorgesehen sind eine, zwei oder mehrere Arbeitsspindeln für das Werkzeug für den Schnittvorgang und Rundbewegung sowie fixiertem Rundführungseinsatz zum Flächenausgleich und zur Dickenbearbeitung der Holzwerkstücke. Diese sind hintereinander angeordnet; jede dieser Spindeln verfügt über einen gesonderten Antrieb, eine Gleitplatte mit zwei seitlichen, auf dem Arbeitstisch befestigten Führungsleisten. Der Tisch bewegt sich vertikal; Heben und Senken der Gleitplatte stellt die Dicke des Abschnitts auf der Werkstückoberfläche ein; die weiterhin vorgesehene obere Führungsleiste wird in vertikaler Richtung eingestellt; in dieser Höhe wird das Holzwerkstück vor der Bearbeitung eingestellt.
    • Das technische, erfindungsgemäß zu lösende Problem
  • Bekannte Maschinen zur Flächen- und Dickenbearbeitung von Holzwerkstücken ermöglichen nicht die folgenden Vorgänge beispielsweise:
    - Bearbeitung von Holzwerkstücken kleiner Abmessungen ohne steife Einspannung;
    - Gewährleistung hoher Qualität der zu bearbeitenden Oberflächen, die außer Lackierung, Beizen oder seitlichem oder oberflächigem Bekleben des Holzwerkstücks keine zusätzliche Bearbeitung verlangt;
    - Bearbeitung von langen und dünnen (schmalen) Werkstücken;
    - Bearbeitung von Werkstücken ohne bezug auf Bewegungsrichtung und Lage des Werkstücks;
    - Beseitigung der Gefahr eines Rückschlages des Werkstücks bzw. Herausfallen eines Werkstücks aus der Bearbeitungsmaschine;
    - Geräuschverminderung unter 82 Dezibel;
    - schnelle und einfache Auswechslungen und Einstellungen des Werkstücks;
    - Parallelität der Oberflächen des zu bearbeitenden Holzwerkstücks;
    - Beseitigung des Eindringens des Werkzeugs in das Holzwerkstück am Ende und am Beginn jeder Bearbeitungsoberfläche;
    - hochwertige Bearbeitung der Holzwerkstücke bei eingewachsenen Ästen, Knorren etc.;
    - hochwertige Bearbeitung bei gebogenen Konstruktionen oder Holzwerkstücken mit besonderen Zug- und Kompressionseigenschaften bzw. Charakteristiken;
    - Materialabnahme bis und unter 0,1 mm.
    • Stand der Technik
  • Die DE-OS 21 58 912.8 beschreibt eine Holzbearbeitungsmaschine, bei der der Werkzeughalter zwei an der gleichen Vertikalachse sitzende Werkzeuge hat, wobei in den äusseren Werkzeughalter ein innerer Werkzeughalter eingesetzt ist, was eine Konstruktion Werkzeug in Werkzeug darstellt. Der innere Werkzeughalter mit Kreissäge ist so ausgeführt, daß bei Bearbeitung eine Kreisbewegung hervorgerufen wird, bei welcher der äussere und innere
  • Werkzeughalter in der gleichen Richtung gedreht werden; eine Einstellungsmöglichkeit hinsichtlich verschiedener Umfangsgeschwindigkeiten eines oder mehrerer Werkzeughalter ist möglich, wobei der innere Werkzeughalter so ausgeführt ist, daß er auf der Arbeitsspindel mit Gewindemutter befestigt ist; hierzu ist im inneren Werkzeughalter eine entsprechende Vertiefung vorgesehen. Der äussere Werkzeughalter mit eingesetztem Werkzeug in Form von Abschneidemessern ist konstruktiv in Form eines Kegelstumpfes ausgeführt und dient zur Grobvorbearbeitung eines Holzwerkstücks grösserer Länge.
  • Die bekannte Vorrichtung mit Doppelwerkzeughalter funktioniert so, daß das Holzwerkstück grösserer Länge in den Bereich des Werkzeugs (paarweise im oberen und unteren Halter eingesetzt) eingreift; beide Halter sind an der gleichen Vertikalachse unter einem Winkel von 180° gegeneinander verdreht. Die äusseren Halter mit eingesetztem Werkzeug sorgen für die Grobvorbearbeitung; die inneren Werkzeughalter mit Werkzeug für eine Endbearbeitung von Holzwerkstücken grösserer Länge.
  • Die bekannte Vorrichtung mit zwei Bearbeitungsköpfen, die an der gleichen Vertikalachse und unter einem Winkel zueinander von 180° (gedreht) eingestellt sind sowie mit Doppelwerkzeughalter ist insofern nachteilig, daß bei Bearbeitung des Holzwerkstücks sehr kleiner Länge dieses in den Randbereich zwischen der Oberfläche des inneren Halters und der Oberfläche des in diesem Halter eingespannten Werkzeugs fällt. Es kann auch in den Vertiefungsrand für die Scchraubenverbindung mit Welle im Kreissägenhalter hineinklemmen; auch kommt es beim Werkstücktransfer zur Reibung zwischen dem rotierenden und dem nur beweglichen Werkzeug, was, wenn das Werkstück kürzer als der Werkzeugdurchmesser ist, eine Bewegung des Werkstücks in Tangentialrichtung des Werkzeugs zur Folge hat und was zu einem Ausfall des Werkstücks und zu ungenauer Bearbeitung bei langen Werkstücken führt, weil die Werkzeugoberfläche wegen des Rotierens nicht als Führungsstütze verwendet werden kann.
  • Eine solche Vorrichtung ist daher in der Praxis nicht brauchbar zu Bearbeitung von Werkstücken kleiner Abmessungen sowie dünnen Werkstücken, weil zu grosse und hohe Bearbeitungsqualitäten notwendig sind.
  • Weiterhin ist durch die DE-OS 36 03 313 eine zylindrische Hobelspindel mit eingesetzten Längsschneiden zur Oberflächenbearbeitung von Holzwerkstücken bekannt, hat sich in der Praxis aber für die Flächenbearbeitung von Holzwerkstücken kleiner Abmessungen und dünner Werkstücke nicht durchgesetzt, weil die Öffnung zwischen der festen und beweglichen Gleitplatte des Arbeitstisches auf der Maschine durch den Durchmesser der Hobelspindel und die Dicke der Materialabnahme bedingt ist, wobei die Längsöffnung sich gleichachsig mit der Längsachse der Hobelspindel befindet.
  • In der Praxis ist es aus den gegeben Gründen mit einer solchen Konstruktion nicht möglich, diese Hobelspindel zur industriellen Bearbeitung von Werkstücken kleiner Abmessungen sowie dünnen Werkstücken zu verwenden.
    • Lösung des technischen Problems
  • Die Vorrichtung zur Holzflächenbearbeitung von Werkstücken sehr kleiner Länge, beispielsweise von 2 cm Länge, wird durch die Maßnahme nach der Erfindung gelöst. Mängel treten nicht mehr auf, vielmehr folgende Vorteile zeigen sich:
    - Holzwerkstücke sehr kleiner Längen ohne Werkstückeinspannung können bearbeitet werden;
    - eine Bearbeitungsvorrichtung nach der Erfindung ist geeignet, Holzwerkstücke sehr kleiner Längen flächig auf gewünschte Dicke und Breite zu bearbeiten;
    - eigene Spannvorrichtungen unterschiedlichster Konstruktion fallen weg;
    - die Bearbeitungsvorrichtung gemäß der Erfindung ist geeignet, Holz mit kleinstmöglichem Holzabfall zu bearbeiten;
    - es wird möglich, die Bearbeitungsvorrichtung auf klassischen Maschinen der Holzbearbeitung verschiedenster konstruktiver Bauart und Bestimmung anzubringen: sie kann als komplette selbständige Einheit ausgebildet sein; sie wird hier als Vorrichtung zu einem Sonderzweck für Flächen- und Dickenbearbeitung gezeigt.
    • Darlegung des Wesens der Erfindung, Ausführungsbeispiele
  • Gegenüber den bekannten Lösungen ergibt sich folgendes:
    - Holzwerkstücke sehr kleiner Abmessungen und dünne Werkstücke ohne steife Einspannung des Werkstücks können bearbeitet werden;
    - es wird möglich, eine Qualität der Bearbeitungsflächen derart zu erreichen, daß keine zusätzliche Endbearbeitung mehr vor der Lackierung oder vor dem Ablaugen der Bearbeitungsoberflächen oder vor dem Abkleben von Flächen und Flanken notwendig wird;
    - die Holzbearbeitungsmaschine nach der Erfindung ist geeignet, Holzwerkstücke beliebiger Abmessung, insbesondere sehr kleinen Durchmessers sowie dünner Holzwerkstücke auf verlangte Dicke, Breite und Länge zu bearbeiten;
    - Planflächen von Holzwerkstücken sowie Flächen unter einem bestimmten Winkel können bearbeitet werden;
    - möglich wird eine Bearbeitung unabhängig von der Richtung der Werkstücksbewegung und seiner Lage;
    - eine minimale Materialabnahme, und zwar bis zu 0,1 mm, was eine zusätzliche Furnierbearbeitung ermöglicht, wird geschaffen;
    - eigene Spannvorrichtungen verschiedenster Konstruktionen entfallen;
    - die Rückschlaggefahr des Werkstücks bzw. das Herausfallen eines Werkstücks aus der Maschine wird völlig ausgeschlossen;
    - Geräuschabnahme unter 80 Dezibel;
    - eine unbedingte Parallelität der Bearbeitungsoberflächen auf dem Werkstück wird erreicht;
    - vollkommen gerade Bearbeitungsoberflächen ohne Eingreifen des Werkzeugs in das Werkstück am Ende und Anfang der Bearbeitung wird gewährleistet;
    - es wird qualitativ möglich, die Holzwerkstückoberflächen mit eingewachsenen Ästen oder Knorren zu bearbeiten;
    - es wird möglich, Holzwerkstücke gebogener Konstruktion oder mit Torsions- und Kompressionseigenschaften qualitativ zu bearbeiten;
    - die Maschine nach der Erfindung ist einfach im Aufbau und in der Montage;
    - das Werkzeug läßt sich leicht auswechseln und einstellen; ebenfalls ist es leicht, die Dickenabnahme am Werkstück schnell und sauber zu erreichen;
    - die konstruktive Ausführung der Bearbeitungsmaschine nach der Erfindung ermöglicht die Einstellung mit dem Werkzeug in vertikaler, horizontaler Richtung oder unter einem bestimmten Winkel;
    - eine qualitativ hochwertige Flächenbearbeitung der Holzwerkstücke unabhängig vom vorherigen Holzschnitt in Längs- oder Querrichtung wird möglich.
  • Hierzu geht die Erfindung aus von einer Vorrichtung zur Flächen- und Dickenbearbeitung von Holzwerkstücken beliebiger Abmessungen, insbesondere kurzer und dünner Werkstücke, bestehend aus einer, zwei oder mehreren vertikal, horizontal oder unter einem bestimmten Winkel angestellten Arbeitsspindeln; mit einer zweiteiligen Gleitplatte; einem beweglichen Arbeitstisch; zwei Flankenführungsleisten sowie einer oberen Gleitführung, mit getrennten Arbeitsspindelantrieben.
  • Die Erfindung zeichnet sich aus durch einen teilweise hohlen Stirnzylinderfräskopf mit fixierten oder auswechselbaren Schneiden, wobei in dem Stirnzylinderfräskopf ein Führungseinsatz, der an der einen Flankenführungsleiste befestigt ist, fixiert ist.
  • Bei dieser Vorrichtung sind die Führungsleisten seitlich verstellbar und bestehen aus zwei Teilen, von denen sich ein Teil zusammen mit dem Arbeitstisch bewegt, während der andere auf dem Maschinengehäuse fixiert ist; ebenfalls zweiteilige Flankenleisten sind auf dem fixierten Teil der zweiteiligen Gleitplatte befestigt, die am Maschinengehäuse fixiert ist, während der bewegliche Teil der Gleitplatte in vertikaler Richtung zusammen mit dem Arbeitstisch sich bewegt; weiterhin vorhanden ist noch eine obere einstellbare Führungsleiste, die auf dem Maschinengehäuse befestigt ist.
  • Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in
    • Figure 1 eine Seitenansicht (teilgeschnitten) der Vorrichtung zur Flächen- und Dickenbearbeitung für Holzwerkstücke beliebiger Abmessungen, insbesondere kurzer und dünner Werkstücke ohne daß eine steife Einspannung des Werkstücks notwendig wäre; eine zweiteilige Gleitplatte 4, 4′ ist dargestellt im Vertikalschnitt durch den beweglichen Arbeitstisch 6 und das Maschinengehäuse 8; zwei Arbeitsspindeln I, II mit jeweils eingesetztem Werkzeug 1 sowie einer von oben verstellbaren bzw. einstellbaren Führungsleiste 7 sind vorgesehen;
    • Figur 2 ist eine Draufsicht auf die Arbeitspindel I der Fig. 1 mit Anordnung des Holzwerkstücks 11 zu Beginn der Flächenbearbeitung mit Draufsicht auf den Fräskopf 1 mit eingesetztem und befestigtem Kreisführungseinsatz 9, der auf der Flankenführungsleiste 5 vermittels einer Schraubverbindung 12 befestigt ist;
    • Figur 3 ist ein Teilaxialschnitt durch die Arbeitsspindel I mit Fräskopf 1, fixiertem Ringführungseinsatz 9 und zweiteiliger Gleitplatte 4, 4′ sowie einer rechten Flankenführungsleiste 5, auf welcher der Kreisführungseinsatz fixiert ist; diese Leiste ist an dem fixierten Teil der zweiteiligen Gleitplatte 4′ befestigt;
    • Figur 4 ist ein Teilaxialschnitt durch die Arbeitsspindel I; auf der fixierten Achse‴ ist vermittels einer Schraubverbindung 13 ein Führungseinsatz 9 befestigt; dieser befindet sich auf der Innenseite des Fräskopfkranzes 1, der mit einer Schraubverbindung 14 auf der Arbeitswelle 3′ befestigt ist und sich im Gehäuse der Arbeitswelle 3 befindet.
  • Nach Figur 1 besteht die Flächen- und Dickenbearbeitungsvorrichtung für Holzwerkstücke beliebiger Abmessungen, insbesonderer kurzer und dünner Werkstücke nach der Erfindung aus einer Arbeitsspindel I mit Fräskopf 1 zur glatten Bearbeitung der unteren neu in Fig. 2 dargestellten Werkstücksfläche 11. Eine glatte Bearbeitung wird hierdurch möglich. Weiterhin vorgesehen ist eine Arbeitsspindel II gleicher Ausbildung, diese verfügt über einen Fräskopf 1 mit Abgleich der oberen Fläche und Dickenbearbeitung des Werkstücks 11 (Fig. 2); auf der Holzbearbeitungsmaschine nach der Erfindung ist es möglich, mehrere Arbeitsspindeln einzustellen, die sich in vertikaler oder horizontaler Richtung oder unter einem bestimmten Winkel auf dem jeweiligen Arbeitstisch 6 befinden und an welchem die Gleitplatte 4 befestigt ist, die sich zusammen mit dem Arbeitstisch 6 vertikal bewegt: auf diese Weise kann die Dicke des Werkstückabschnitts 11 (Fig. 2) eingestellt werden; die Gleitplatte 4′ ist auf dem Maschinengehäuse 8, auf welchem die obere Führungsleiste 7 befestigt ist, fest; die Führungsleiste bewegt sich vertikal; hierdurch wird die Werkstückhöhe 11 (Fig. 2) eingestellt.
  • Nach Fig. 2 ist die Arbeitsspindel I mit einem hohlzylindrischen Fräskopf 1 versehen, in welchen der Kreisführungseinsatz 9 eingesetzt ist; dieser Kreisführungseinsatz ist über eine Schraubverbindung 12 an der Flankenführungsleiste 5 fixiert, die aber ihrerseits auf der Gleitplatte 4′ befestigt ist. Das Werkstück gleitet auf der Gleitplatte 4 und ist durch die Flankenführungsleiste 5, die Flankenführungsleiste 10 und die obere Führungsleiste 7 - Figur 1 - geführt. Weiterhin ist die Lage des Werkstücks 11 gegen den Fräskopf 1 mit fixiertem Führungseinsatz 9 zu sehen und zwar im Augenblick des Anfangs der Flächenbearbeitung, wobei sich die Eingriffspunkte P₁, P₂, P₃ hinsichtlich der Lage des durch den Führungseinsatz 9 fixierten Fräskopfs 1 in gleicher Ebene befinden, was auch eine Bedingung zur Flächenbearbeitung kurzer und dünner Holzwerkstücke ohne steife Einspannung ist.
  • Nach Figur 3 ist der Fräskopf 1 mit fixierten oder auswechselbaren Schneiden 1′ auf der Arbeitswelle 3′ mit befestigtem Einsatz 3˝ und der Schraubverbindung 13 fixiert; die Schneiden 1′ auf dem Fräskopf sind so eingestellt, daß sich die Schneidenscheitel 1′ in völlig gleicher Ebene wie die oberen Gleitplattenflächen 4′ und die obere Fläche des fixierten Führungseinsatzes befinden.
  • Die Gleitplatte 4 ist fest am Arbeitstisch 6 und bewegt sich zusammen mit diesem vertikal nach oben und unten, abhängig von der Abnahmedicke des Werkstücks 11, wie in Fig. 2 ersichtlich.
  • Die Arbeitswelle 3′ ist am Gehäuse der Arbeitswelle 3, die vom Fräskopf 1 durch einen Distanzring 2 getrennt ist, angebracht. Die Gleitplatte 4′ ist am Maschinengehäuse 8 befestigt; oberhalb und an dieser Platte ist aber eine Flankenleiste 5 fixiert.
  • Das Werkstück 11 bewegt sich auf der Gleitplatte 4, wird durch die Flankenleiste 5, die Flankenleiste 10 und die obere Führungsleiste 7, die alle zusammen einen Bewegungskanal bilden, gehalten, wobei das Werkstück 11 nicht steif eingespannt ist. Wenn das Werkstück 11 bis zu den Schneiden 1′ auf dem Fräskopf 1 gelangt, befindet sich die Stirnfläche des Werkstücks 11 in Eingriff mit den Schneiden 1′ in den Punkten P₁, P₂, P₃. Diese liegen in gleicher Ebene bzw. haben gleiche Achse; die Entstehung von Momentenkräften wird damit unmöglich, gleichzeitig wird es aber möglich, daß das Werkstück 11 ruhig über die Schneiden 1′ auf dem Fräskopf 1 und über das fixierte Führungsstück 9 gleitet, was bei geringeren (dünnen) Materialabnahmen die Bearbeitung eines Holzwerkstücks 11 ohne jeden zusätzlichen Druck ermöglicht: es genügt also die Kraft des Werkstückeigengewichtes 11 auf die Gleitplatte 4 auf die Schneiden 1′ sowie auf den fixierten Führungseinsatz 9 (Fig. 2). Das Werkstück 11 bewegt sich über die Schneiden 1′ auf dem Fräskopf 1 und schneidet in gleicher Ebene wie die obere Fläche der Gleitplatte 4′, was durch den im Fräskopf eingesetzten fixierten stillstehenden Führungseinsatz 9 möglich wird; dies verhindert die Neigung und ein Abgleiten eines kurzen Werkstücks 11 in den inneren Teil des hohlen Fräskopfs 1, weil der hohle innere Teil bzw. die Vertiefung im Fräskopf 1 mit dem fixierten Führungseinsatz völlig geschlossen ist; das Werkzeug ist aber so konstruiert, daß sich zwischen dem Innendurchmesser des hohlen Fräskopfs 1 und den Schneiden 1′ sowie dem Außendurchmesser des fixierten Führungseinsatzes 9 ein Lufteinlaßschlitz von höchstens 1 mm Breite befindet (Fig. 1). Nach beendeter Bearbeitung - Ausgleich der unteren Werkstücksfläche 11 auf der Arbeitsspindel I - bewegt sich diese auf der Gleitplatte 4′ unter der Arbeitsspindel II zum Ausgleich der oberen Fläche und Dickenbearbeitung des Werkstücks 11, was aus Fig. 2 ersichtlich ist, wo sich die Eingriffspunkte P₁, P₂, P₃ zwischen dem Fräskopf 1 mit den Schneiden 1′ und fixiertem Führungseinsatz 9 und der Stirnebene des Werkstücks 11 in gleicher Ebene bzw. von gleicher Achse befinden und zwar so, daß der Bearbeitungsvorgang der oberen Fläche und die Dickenbearbeitung des Werkstücks 11 identisch mit dem Bearbeitungsvorgang für die Arbeitsspindel I ist, da die konstruktive Ausführung des Fräskopfs 1 mit den Schneiden 1′ und des fixierten Führungseinsatzes 9 für die Arbeitsspindel II gleich ist wie für die Arbeitsspindel I, was aus den Fig. 1 bis 4 ersichtlich ist, obwohl die Konstruktionsausführung auf einer Hochglanzausführungs basiert.
  • Nach Fig. 4 ist eine konstruktive Ausführung der Befestigung eines Fräskranzkopfes 1 mit den Schneiden 1′ auf der hohlen Arbeitwelle 3′ gezeigt; der obere Teil geht in eine Flanschform über, die Befestigung erfolgt über eine Schraubenverbindung 14; diese Verbindung ist im Gehäuse der Arbeitswelle 3 vorgesehen, auf welcher ein Distanzring 2 sitzt.
  • Durch die hohle Arbeitswelle 3′ geht eine fixierte Achse 3‴ vorgesehen, auf welcher der Führungseinsatz 9 vermittels Schraubverbindung 13 sitzt; dieser Einsatz ist im inneren Teil des Fräskopfkranzes 1 mit den Schneiden 1′ so angebracht, daß sich die obere Fläche des fixierten Führungseinsatzes 9 der Schneidenscheitel 1′ auf dem Fräskopf 1 und die obere Fläche der Gleitplatte 4′ in völlig gleicher Ebene befinden.
  • Durch die konstruktive Ausführung der Vorrichtung zur Flächen- und Dickenbearbeitung von Holzwerkstücken unterschiedlicher Abmessungen, insbesondere bei kurzen und dünnen Werkstücken nach der Erfindung, sind eine oder mehrere Arbeitsspindeln in vertikaler und horizontaler Richtung oder unter einem Winkel zur Gleitplatte 4 und 4′ angestellt; vorgesehen ist darüberhinaus ein hohler Fräskopf 1 mit fixierten oder auswechselbaren Schneiden 1′ und einem fixierten Führungseinsatz 9, der in diesem Kopf angebracht ist und auf die Flankenführungsleiste 5 fixiert ist (Fig. 2), oben aber auch auf der fixierten Achse 3‴, welche durch die hohle Arbeitswelle 3′ geführt ist, befestigt ist, wobei sich die obere Fläche des fixierten Führungseinsatzes 9, der Schneidenscheitel 1′ auf dem Fräskopf 1 und die obere Fläche der Gleitplatte 4′ immer in völlig gleicher Ebene befinden, was die beiliegenden Figuren belegen. Eine qualitativ hochwertige Oberflächenbearbeitung der Holzwerkstücke 11 ohne steife Einspannung wird erreicht, unabhängig von Abmessungen, Holzqualität und Richtung des vorherigen Holzschnitts; weiterhin wird durch die Bearbeitung erreicht, daß weniger Holzabfälle vorhanden sind, was für die Holzverarbeitungsindustrie eine beachtliche Ersparnis bedeutet; der Arbeitsvorgang wird bezüglich Sicherung und Arbeitsschutz für die Maschinenarbeiter wie für die Umgebung erheblich verbessert.
    • Beispiel für industrielle Ausführungbarkeit der Erfindung Arbeitsspindeln I und II
  • Das Gehäuse der Arbeitswelle 3 ist aus einem Stahl und nahtlosen Rohr, aus Material St 35. 29, gefertigt; dieses Rohr wird auf einen Innendurchmesser, in welchem ein Standard-Kugellager unter Kennzeichnung 6208 TB. P63 angebracht ist, gedreht. Die Arbeitswelle 3′ ist aus einem gezogenen Stabstahl, aus Material 42 Cr Mo 4, gefertigt; die Welle wird auf Aussendurchmesser gedreht, am Ende wird eine Bohrung ⌀ 13,75 mm ausgebohrt und ein Innengewinde M 16 manuell geschnitten. Der Befestigungseinsatz 3˝ ist aus einem gezogenen Stabstahl, aus Material St 37 gefertigt; das Material wird auf entsprechende Höhe angesägt, stirngedreht und hierin wird auch eine Bohrung ⌀ 17 mm ausgebohrt. Am Umfang des Befestigungseinsatzes 3˝ werden mit einem Fingerfräser zwei Vertiefungen unter einem Winkel von 180° zum Anziehen mit einem Schlüssel geschnitten.
  • Der Stirnzylinderfräskopf 1 ist aus einem Rundstahl ⌀ 180 mm, aus Material 42 Cr Mo4 gefertigt; der Kopf wird innen- und aussengedreht, in seinen Stirnkranz werden durch Hartlöten fixierte Schneiden 1′ aus Material OCR 12 sowie auch aus G2 angebracht; es können aber auch die Schneiden aus dem gleichen Material eingesetzt werden, und zwar mit Imbusschrauben M 4. Der Stirnzylinderkopf 1 kann auch aus Blech 42 Cr Mo4 geschweisst werden (Elektroschweissen).
  • Der Führungseinsatz 9 wird als Abguß aus Grauguß 25 derartig gefertigt, daß seine Führungsoberfläche feingedreht und geschliffen ist.
  • Die Gleitplatten 4 und 4′ sind aus Blech von 23 mm Dicke und aus Material St 37 gefertigt, die Gleitflächen sind gehobelt, autogen wird ein halbrunder Ausschnitt ⌀ 182 mm geschnitten.
  • Der Arbeitstisch 6 ist aus Blech von 18 mm Dicke und aus Material St 37 in Schweissausführung gefertigt (Elektrohandschweissen).
  • Dei Flankenführungsleiste 5 ist aus einem Bandstahl von 20 mm Dicke und aus Material St 37 gefertigt; ausserdem hat sie noch eine autogen ausgeschnittene Aussenform und gefräste Längsöffnungen zur Befestigung.
  • Das Maschinengehäuse 8 ist aus Blech von 20 mm Dicke und aus Material St 37 gefertigt; dieses Material ist autogen geschnitten und geschweisst (Elektrohandschweissen).
  • Die fixierte Achse 3‴ ist aus einem rundgezogenen Stabstahl St 50 K gefertigt; Ansatz und Stirn werden gedreht; in die Achse wird eine Bohrung ⌀ 8,16 mm ausgebohrt und ein Gewinde M10 manuell eingeschnitten.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Flächen- und Dickenbearbeitung von Holzwerkstücken beliebiger Abmessungen, insbesondere von kurzen und dünnen Werkstücken, bestehend aus einer, zwei oder mehreren vertikal, horizontal oder unter einem bestimmten Winkel angestellten Arbeitsspindeln; mit einer zweiteiligen Gleitplatte; einem beweglichen Arbeitstisch; zwei Flankenführungsleisten sowie einer oberen Gleitführung, mit getrennten Arbeitsspindelantrieben, gekennzeichnet durch einen teilweise hohlen Stirnzylinderfräskopf (1) mit fixierten oder auswechselbaren Schneiden (1′), wobei in dem Stirnzylinderfräskopf (1) ein Führungseinsatz (9), der an der einen Flankenführungsleiste (5) befestigt ist, fixiert ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Führungseinsatz (9) auf einer fest eingespannten Achse (3‴) befestigt ist, die in der hohlen Arbeitswelle (3′) angebracht ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stirn(zylinder)fräskopf (1) kranzförmig ausgestaltet ist und über eine Schraubenverbindung (14) mit der hohlen Arbeitswelle (3′) verbunden ist, deren Stirnteil flanschförmig ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Führungsfläche des Führungseinsatzes (9) in genau der gleichen Ebene wie die obere Gleitfläche der Gleitplatte (4′) und auch in genau der gleichen Ebene wie der Schneidenscheitel (1′) auf dem Stirn(zylinder)fräskopf (1) sich befindet.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiteilig ausgebildeten Gleitplatte (4, 4′) je ein Halbkreis ausgeschnitten ist, innerhalb dessen der Stirn(zylinder)fräskopf (1) samt den Schneiden (1′) vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitplatte (4) auf dem sich vertikal bewegenden Arbeitstisch (6) befestigt ist und sich mit dem Arbeitstisch bewegt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flankenführungsleisten (5, 10) auf der Gleitpplatte (4′) befestigt und einstellbar sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine obere verstellbare Leiste (7), beispielsweise Niederhalterleiste, oben auf dem Gehäuse (8) befestigt ist.
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