EP0406224B1

EP0406224B1 - Vorrichtung zur materialabhebenden Bearbeitung von Werkstücken und Anwendung dieser Vorrichtung

Info

Publication number: EP0406224B1
Application number: EP19900890195
Authority: EP
Inventors: Mag. Paul Unterberger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-06-27
Filing date: 1990-06-27
Publication date: 1993-09-22
Anticipated expiration: 2010-06-27
Also published as: ATA158089A; DE59002806D1; AT396573B; EP0406224A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur materialabhebenden Bearbeitung von auf einer Abstützung angeordneten Werkstücken nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung die Anwendung einer solchen Vorrichtung.
Für die Herstellung eines Flächenheizelementes ist es bereits bekannt, in eine Platte, insbesondere eine Steinplatte, mäanderförmige Rillen einzuarbeiten, in die ein Heizelement eingelegt wird, wobei nach dem Einlegen des Heizelementes die eingearbeiteten Rillen, beispielsweise durch ein Kunstharzmaterial oder auch durch eine über die Rillen gelegte weitere Platte, verschlossen werden. Als Heizelement wird hierbei ein elektrischer Heizleiter oder ein von einem Wärmeträgermedium durchströmtes Rohr verwendet.
Bei einem aus der EP-B-25 959 bekanntgewordenen Verfahren werden mittels eines kreisringförmigen Schneidkopfes mehrere nebeneinander angeordnete, sich überschneidende kreisringförmige Rillen in die Oberfläche der Platte eingeschnitten, die jedoch nur teilweise zum Einlegen des Heizelementes benötigt werden. Dies bewirkt eine Steigerung der Produktionskosten, eine zusätzliche Abnützung des Schneidkopfes und eine unnötige Schwächung der Platte.
Aus der DE-A-36 25 229 ist ein Verfahren bekannt geworden, bei welchem in diese Platte mittels eines Werkzeuges einander kreuzende gerade verlaufende Rillen eingearbeitet werden, wobei die sich kreuzenden Eckbereiche der Rillen mittels eines Fräswerkzeuges abgerundet werden. Diese Vorgangsweise ist arbeitsaufwendig, benötigt den Einsatz verschiedener Werkzeuge für die Herstellung der gerade verlaufenden Rillen einerseits und für die Herstellung der Abrundungen andererseits und ermöglicht zwischen den Umlenkstellen für das Heizelement lediglich eine geradlinige Anordnung desselben. Für eine größere Wärmeübertragungsfläche ist es jedoch vorteilhaft, den gesamten Verlauf der Rillen mäanderförmig auszubilden.
Es sind weiters Steinsägen bekannt, mittels welchen im Gesteinsmaterial gerade Schnitte hergestellt werden können. Diese Steinsägen bestehen aus einem flexiblen Trägerband, an dessen Schmalseite in gegenseitigem Abstand hintereinander angeordnete Diamantsegmente befestigt sind, die eine untere, im wesentlichen parallel zur Oberfläche des zu sägenden Gesteinsblocks liegende Schnittfläche aufweisen (DE-A-30 26 980). Mit derartigen Steinsägen läßt sich kein gekrümmter Schnitt herstellen, da im Bereich der Umlenkstellen das Trägerband beim Bearbeitungsvorgang instabil wird und seitliche auszuknicken versucht.
Die US-A-1 695 364 offenbart eine Steinsäge, mittels welcher gekrümmte Schnitte hergestellt werden können. Hierbei wird einem Sägeblatt durch eng nebeneinander angeordnete Führungsrollen die gewünschte, dem herzustellenden Schnitt entsprechende Krümmung erteilt und mittels eines Riemens zu hin- und hergehender Bewegung angetrieben. Nachteilig ist bei dieser Ausführungsform, daß eine großflächige Bearbeitung von Gesteinsmaterial, beispielsweise die Herstellung in sich geschlossener Nuten in der Gesteinsoberfläche, wie sie bei Flächenheizelementen erforderlich sind, nicht möglich ist, die Länge des herzustellenden Schnittes ist vielmehr auf die Länge des Sägeblattes beschränkt. Außerdem besteht auch bei dieser bekannten Anordnung die Gefahr, daß das Sägeblatt beim Schneidvorgang seitlich ausknickt, sodaß, wie bereits erwähnt, eine große Anzahl eng nebeneinander angeordneter Führungsrollen für das Sägeblatt vorgesehen werden muß, um ein solches seitliches Ausknicken zu vermeiden. Diese große Anzahl von Führungsrollen verteuert die Vorrichtung, erschwert den Einstellvorgang und erhöht vor allem die auf das Sägeblatt wirkenden Reibungskräfte, wodurch der Antrieb desselben erschwert und der Verschleiß vergrößert wird.
Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zur materialabhebenden Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere aus Stein, zu schaffen, mittels welcher diese Werkstücke in beliebiger gekrümmter Formgebung auf einfache und sichere Weise bearbeitet werden können, wobei insbesondere auch in sich geschlossene Formen hergestellt werden können.
Die Bearbeitung kann hierbei dadurch erfolgen, daß in eine Fläche des Werkstückes Rillen, Nuten od.dgl. eingefräst werden, aber auch dadurch, daß dem betreffenden Werkstück durch die Bearbeitung eine bestimmte Formgebung, insbesondere eine bestimmte Umrandung, erteilt wird. Im ersten Fall dringen die materialabhebenden Werkzeuge nur über einen Teil der Dicke des Werkstückes in dieses ein, im zweiten Fall durchtrennen die materialabhebenden Werkzeuge das Werkstück zumindest teilweise.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß der Trägerkörper aus einer Rollenkette besteht, die über ihre ganze Länge verteilt mit den Werkzeugen bestückt ist, und daß die Umlenkeinrichtungen zumindest teilweise von Gleitschuhen mit einer gekrümmten Führungsfläche gebildet sind, auf die Rollen der welchen der Rollenkette abrollen.
Als materialabhebende Werkzeuge können Schneid-, Fräs- und Schleifwerkzeuge bekannter Art, insbesondere diamantbesetzte Werkzeuge, Verwendung finden.
Die Ausbildung des Trägerkörpers aus einer Rollenkette, deren Rollen an Kettenrädern und/oder Gleitschuhen abrollen, gewährleistet eine hinreichende Stabilität des Trägerkörpers beim Bearbeitungsvorgang auch bei Herstellung komplizierter Formen, welche ein oftmaliges Umlenken des Trägerkörpers bedingen. Die Kettenräder und/oder Gleitschuhe müssen daher nur an jenen Stellen angeordnet werden, wo die Rollenkette umgelenkt wird, also ihre Richtung ändert, und auch dort lediglich an einer Seite der Rollenkette, diese muß somit auch an den Umlenkstellen nicht beidseitig abgestützt werden, um die Stabilität beim Bearbeitungsvorgang zu gewährleisten. Dadurch, daß die Kettenräder und/oder Gleitschuhe zumindest teilweise auf dem Lagerteil verstellbar und fixierbar angeordnet sind, lassen sich mit derselben Vorrichtung verschiedene Formgebungen im zu bearbeitenden Werkstück ohne Schwierigkeiten herstellen, wobei dadurch, daß diese Kettenräder bzw Gleitschuhe lediglich an den Umlenkstellen an einer Seite der Rollenkette angeordnet sind, also in verhältnismäßig geringer Anzahl vorgesehen sind, die Verstellung rasch durchgeführt werden kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist somit einfach in ihrem Aufbau, betriebssicher und ermöglicht die Herstellung verschiedenster Krümmungen in einem einzigen Arbeitsvorgang.
Zweckmäßig ist zumindest eines der Kettenräder von der Antriebseinrichtung antreibbar, sodaß der Antrieb auf einfache Weise erfolgen kann.
Weiters ist es vorteilhaft, wenn der Lagerteil aus einer parallel zur bearbeitenden Fläche des auf der Abstützung angeordneten Werkstückes angeordneten Platte besteht, auf der die Kettenräder bzw. Gleitschuhe auf einfache Weise gelagert werden können.
Reicht die Verstellmöglichkeit der auf einer solchen Platte gelagerten Kettenräder bzw. Gleitschuhe nicht aus, um eine bestimmte Bearbeitung des Werkstückes zu ermöglichen, so kann der Lagerteil mit den Umlenkeinrichtungen ausgewechselt werden, es können somit entsprechend der jeweils gewünschten Formgebung des Bearbeitungsvorganges verschiedene Lagerteile mit verschiedenen Umlenkeinrichtungen verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird vorzugsweise zur Herstellung eines Flächenheizelementes, bei dem in einer vorzugsweise aus Stein bestehenden Trägerplatte zumindest teilweise eine Krümmung aufweisende Rillen eingearbeitet werden, in die ein Heizelement eingelegt wird, angewendet.
In der Zeichnung ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen schematisch veranschaulicht. Fig.1 zeigt einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung nach der Linie I - I in Fig.2 und Fig .2 stellt eine Unteransicht nach der Linie II - II in Fig.1 dar. Fig.3 zeigt eine Draufsicht auf ein mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bearbeitetes Werkstück und Fig.4 einen Schnitt nach der Linie VI - VI in Fig.3. Die Fig.5 - 10 stellen verschiedene Formen von Rillen dar, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellt werden können.
Im folgenden wird die erfindungsgemäße Vorrichtung im Zusammenhang mit der Herstellung eines Flächenheizelementes beschrieben, wobei in eine Platte, vorzugsweise aus Stein, zumindest teilweise eine Krümmung aufweisende Rillen eingearbeitet werden, in die ein Heizelement, beispielsweise ein mit elektrischer Energie gespeister Heizdraht, oder ein von einem Wärmeträgermedium durchflossener Schlauch, eingelegt wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann aber auch zur Herstellung einer gekrümmten Umfangsfläche eines vorzugsweise plattenförmigen Werkstückes verwendet werden.
Die in den Fig.1 bis 2 dargestellte Vorrichtung weist einen aus einer Platte bestehenden Lagerteil 1 auf, an dem Umlenkeinrichtungen 2',2'' verstellbar angeordnet sind. Die Umlenkeinrichtungen 2' sind von Kettenrädern gebildet, die mit Wellen 3 drehfest verbunden sind, welche im Lagerteil über schematisch angedeutete Lager 4 gelagert sind. Wenigstens eine der Wellen 3 ist mit einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung, beispielsweise mit einem elektrischen oder pneumatischen Getriebemotor verbunden, sodaß das auf dieser Welle 3 sitzende Kettenrad 2' angetrieben ist.
Die Umlenkeinrichtung 2'' besteht aus einem am Lagerteil 1 befestigten Gleitschuh, der mit einer gekrümmten Führungsfläche 5 versehen ist.
An den Kettenrädern 2' sowie an der gekrümmten Führungsfläche 5 des Gleitschuhes 2'' rollen die Rollen einer endlosen, in der Zeichnung lediglich schematisch dargestellten Rollenkette 6 ab, die durch die nicht dargestellte Antriebseinrichtung zu einer Umlaufbewegung angetrieben wird.
Der Verlauf der Rollenkette 6 in der Bewegungebene und somit in der Ebene des plattenförmigen Lagerteiles 1 wird, wie aus der Fig.2 ersichtlich ist, durch die Ausbildung und Anordnung der Umlenkeinrichtungen 2',2'' bestimmt.
Senkrecht zur Bewegungsebene der Rollenkette 6 stehen von dieser an der dem Lagerteil 1 entgegengesetzten Seite materialabhebende Werkzeuge 7 ab. Diese Werkzeuge können an sich bekannte, für eine Bearbeitung des entsprechenden Werkstückes geeignete Schneid-, Fräs- oder Schleifwerkzeuge, bei der Bearbeitung von Stein beispielsweise diamantbesetzte Werkzeuge sein.
Vorzugsweise sind diese Werkzeuge 7 an den Gelenkbolzen der Rollenkette befestigt, es können aber auch die Rollen mit Befestigungseinrichtungen für diese Werkzeuge 7 versehen sein.
Das beim beschriebenen Ausführungsbeispiel vorzugsweise aus Stein bestehende plattenförmige Werkstück 8, auf dessen Oberfläche 9 mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung Rillen eingearbeitet werden sollen, ist auf einer Abstützung 10 angeordnet, die den senkrecht zur Bewegungsebene der Rollenkette 6 abstehenden Werkzeugen 7 gegenüberliegend vorgesehen ist.
Zur Herstellung der Rillen in der Oberfläche 9 des Werkstückes 8 wird zunächst die Rollenkette 6 mittels der nicht dargestellten Antriebseinrichtung in Umlaufbewegung versetzt, sodaß auch die Werkzeuge 7 umlaufen, und zwar entlang einer Umlaufbahn, die durch die Umlenkeinrichtungen 2', 2'' bestimmt ist. Anschließend wird die Abstützung 10 zusammen mit dem darauf befindlichen plattenförmigen Werkstück 8 in Richtung zu den umlaufenden Werkzeugen 7 verschoben, bis die Schneiden der Werkzeuge 7 die Oberfläche 9 des Werkstückes berühren. Bei einer weiteren Verschiebung werden in diese Oberfläche 9 Rillen eingearbeitet, deren Konfiguration der Umlaufbahn der Rollenkette 6 entspricht. Die Tiefe der Rillen wird durch die Größe der Verschiebung der Abstützung 10 bestimmt und kann somit beliebig variiert werden. Erfolgt eine so große Verschiebung der Abstützung 10, daß sich die eingearbeiteten Rillen über die ganze Dicke des Werkstückes 8 erstrecken, also dieses durchtrennen, so werden mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus dem Werkstück Teile herausgeschnitten, deren Umriß der Umlaufbahn der Rollenkette 6 entspricht.
Selbstverständlich ist es möglich, zur Herstellung der Rillen nicht die Abstützung 10 zusammen mit dem Werkstück 8 in Richtung zu den Werkzeugen 7 zu verschieben, sondern die Abstützung 10 feststehend auszubilden und den Lagerteil 1 mit der darauf gelagerten Rollenkette 6 und den mit dieser Rollenkette verbundenen Werkzeugen 7 in Richtung zum auf der Abstützung 10 befindlichen Werkstück 8 zu verschieben.
Um die Umlaufbahn der Rollenkette 6 und damit die Konfiguration der hergestellten Rillen innerhalb bestimmter Grenzen zu verändern, sind die Umlenkeinrichtungen 2',2'' auf dem Lagerteil 1 verstellbar angeordnet. Zu diesem Zweck kann beispielsweise die Anordnung der Lager 4 im Bereich von im Lagerteil 1 angeordneten Schlitzen verändert werden. Zweckmäßig ist es jedoch, in diesem Fall den Lagerteil 1 mit den Umlenkeinrichtungen 2',2'' auswechselbar anzuordnen, also mehrere Lagerteile 1 mit den darauf befindlichen Einrichtungen für die verschiedenen herzustellenden Konfigurationen der Rillen vorrätig zu halten und jeweils den betreffenden Lagerteil 1 zu verwenden.
Die Fig.3 und 4 zeigen in Draufsicht und im Schnitt eine Platte eines Flächenheizelementes, in deren Oberfläche mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung mäanderformig verlaufende Rillen 11 eingearbeitet sind, in die ein Heizelement 12 eingelegt ist. Nach dem Einlegen des Heizelementes 12 werden die Rillen 11 vorzugsweise verschlossen.
Die Fig. 5 bis 10 zeigen eine Auswahl von Konfigurationen von Rillen, die mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellt werden können. Selbstverständlich sind hier noch weitere Abänderungen möglich. Durch Anordnung mehrerer, einander teilweise überlappender Rillen gleicher oder verschiedener Konfigurationen können die verschiedenartigsten Muster hergestellt werden.

Claims

Vorrichtung zur materialabhebenden Bearbeitung von auf einer Abstützung (10) angeordneten Werkstücken (8), insbesondere aus Stein, mit einem endlosen, über eine Antriebseinrichtung antreibbaren, umlaufenden Trägerkörper (6), der über an einem Lagerteil (1) zumindest teilweise verstell- und fixierbar angeordnete Umlenkeinrichtungen (2',2'') geführt ist, und von dem materialabhebende Werkzeuge (7) senkrecht zur Bewegungsebene des Trägerkörpers (6) abstehen, wobei die zu bearbeitende Fläche (9) des auf der Abstützung (10) angeordneten Werkstückes (8) und der Lagerteil (1) relativ zueinander während des Bearbeitungsvorganges in Richtung der abstehenden Werkzeuge (7) verschiebbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (6) aus einer Rollenkette besteht, die über ihre ganze Länge verteilt mit den Werkzeugen (7) bestückt ist, daß die Umlenkeinrichtungen zumindest teilweise von Gleitschuhen (2'') mit einer gekrümmten Führungsfläche (5) gebildet sind, auf der die Rollen der Rollenkette (6) abrollen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Kettenräder (2') von der Antriebseinrichtung antreibbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerteil (1) aus einer parallel zur bearbeitenden Fläche des auf der Abstützung angeordneten Werkstückes (8) angeordneten Platte besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerteil (1) mit den Umlenkeinrichtungen (2',2'') auswechselbar angeordnet ist.
Anwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung eines Flächenheizelementes, bei dem in einer vorzugsweise aus Stein bestehenden Platte zumindest teilweise eine Krümmung aufweisende Rillen (11) eingearbeitet werden, in die ein Heizelement (12) eingelegt wird.