WO1999046094A1 - Verfahren zur finalen oberflächenbearbeitung von rauhen spanplatten oder ähnlichen bauteilen und vorrichtung dafür - Google Patents

Verfahren zur finalen oberflächenbearbeitung von rauhen spanplatten oder ähnlichen bauteilen und vorrichtung dafür Download PDF

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WO1999046094A1
WO1999046094A1 PCT/DE1999/000515 DE9900515W WO9946094A1 WO 1999046094 A1 WO1999046094 A1 WO 1999046094A1 DE 9900515 W DE9900515 W DE 9900515W WO 9946094 A1 WO9946094 A1 WO 9946094A1
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plastic
chipboard
final surface
surface processing
profile tool
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Application number
PCT/DE1999/000515
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English (en)
French (fr)
Inventor
Volker DÖRENKÄMPER
Original Assignee
Wendt Maschinenbau Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N7/00—After-treatment, e.g. reducing swelling or shrinkage, surfacing; Protecting the edges of boards against access of humidity

Definitions

  • the invention relates to a method for the final surface treatment of rough chipboard or fiberboard, plastic panels or similar components and a device. For carrying out this method.
  • the grinding work is usually carried out on technically complex grinding systems, which also often have a lower processing speed than milling, so that a continuous processing cycle can hardly be achieved.
  • grinding on the plates mentioned is disadvantageous because in some cases there is a health-damaging dust development, which requires considerable effort for extraction, and furthermore the moving parts of the machine tools are subject to increased wear. So far, it is also not known to machine both the outer contour of the plate and a roughly machined inner contour with only one tool.
  • the invention is based on the technical problem of developing a method which makes it possible to save the surface, that is to say the inner and / or outer contour of roughly pre-machined chipboard or fiberboard, plastic plates or similar components in as few time and cost as possible Refine operations.
  • a device is to be created for carrying out this method. The invention solves this technical problem with the features of claims 1 and 4.
  • the profile tool heats the near-surface area of the plate contour to the local melting temperature of the binding material (binder), the temperature at the profile tool preferably 250 to 350 ° C, the speed of movement of the profile tool preferably between 50 and 150 mm / s and the pressure on the Profile tool is preferably 3 to 10 bar.
  • the temperature values on the profile tool, the coolant temperature, the pressure and the speed of the feed unit are continuously recorded and fed to a central processing unit, which compares these values with specified setpoints and acts on the process in the event of deviations between setpoints and actual values via control electronics.
  • a method according to the invention makes it possible for the first time, for example, to refine the surface of a coarsely milled, medium-density MDF fibreboard in one operation in such a way that it can subsequently be coated or coated with foils without the need for further time-consuming and costly grinding operations.
  • a device for the final surface treatment of plastic, chipboard or fiberboard for carrying out the method described above has at least one profile tool in which at least one heating element is inserted.
  • This can convert electrical energy as well as chemical or other forms of energy into thermal energy.
  • the heating element or the heating elements should be positioned as close as possible to the surface of the profile tool.
  • rapid heating of the profile tool can be achieved with reduced heating power, which is particularly important in the series production of different plates, since it may also be necessary to change the profile tool one or more times, for example in order to machine different contours.
  • the profile tool should therefore have good thermal conductivity. Brass materials such as MS 58 would be particularly suitable for this.
  • At least one feed unit guiding the profile tool directly or indirectly is movable along and around several axes
  • This feed unit thus enables the profile tool to be moved in all required directions.
  • Cooling chamber and a jacking device The cooling chamber is part of a cooling system.
  • the feed unit thus forms a compact structural unit for receiving and moving the profile tool and for generating the process pressure required for processing.
  • the profile tool has a geometry that is complementary to the shape of the contour to be machined. It is of course also possible to machine several different contours with a single profile tool. For example, an inner contour can be machined with the tip of a profile tool and an outer contour with its flank areas. As a result, the device as a whole can be used very effectively, as a result of which the method can be implemented inexpensively.
  • the cooling chamber is a multi-walled chamber system filled with coolant, which has a coolant inflow and a coolant outflow.
  • the receiving sleeve can consist of insulation material, such as glass polyamide.
  • the propulsion device for example, as a double-acting piston-cylinder unit or a double-acting, spring-assisted mechanism, with other propulsion mechanisms also not leaving the scope of the invention.
  • An electromagnetic propulsion device may be mentioned here as just another example.
  • a device according to the invention Due to its simple and compact structure, it is of course possible in a simple manner to integrate a device according to the invention into an automated system.
  • a system can be a numerically controlled robot or an NC or CNC system.
  • a quick-action clamping system This can be a hydraulic, pneumatic or other clamping device. It is also conceivable, one Spring-ball catch to be provided as a quick release system. The device can cooperate with a semi or fully automatic tool changer.
  • an additional feed device may be necessary, which then interacts directly or indirectly with the housing of the device and around several axes of an imaginary coordinate system in space in order to achieve further special movement possibilities of the device.
  • the feed device should have a propulsion device and a guide member connected to the housing, the guide member being able to move to a limited extent within a guide through which the housing passes.
  • Limited mobility is understood to mean that, for example, end stops limit the travel of the device in a meaningful way.
  • a guide in the housing it is of course also possible to use a different type of path limitation. Sensory detections of the movement of the device or a light or laser barrier may be mentioned here by way of example.
  • FIG. 1 a device according to the invention in partial section
  • Figure 2 a device according to the invention for use in a CNC system in partial section
  • Figure 3 another possible embodiment of a device according to the invention in partial section.
  • FIGS. 1 and 2 show, by way of example, devices according to the invention for the final surface treatment of md fiber boards for carrying out a method according to the invention.
  • the device shown in FIGS. 1 and 2 has a profile tool (1).
  • the profile tool (1) is inserted into a receiving sleeve (3J) via a pin (1.4).
  • a two-part ring (7) is used to fix the profile tool (1), which is assembled using a clamping screw connection (7J).
  • a heating element (2) is inserted into the profile tool (1). The heating element is brought as far as possible to the area of the profile tool near the surface in order to ensure the fastest possible heating.
  • a feed unit (3) enables the profile tool to move along and around several axes of an imaginary coordinate system in space.
  • the feed unit (3) consists overall of the previously described receiving sleeve (3J) accommodated in a housing (4), in which the profile tool (1) is detachably fixed, a cooling chamber (3.2) surrounding the receiving sleeve and a propulsion device (3.3) .
  • the cooling chamber (3.2) is a multi-walled chamber system filled with coolant, which has a coolant inflow (3.2J) and a coolant outflow not shown in the figures.
  • the receptacle (3.1) is made of insulation material, such as glass polyamide.
  • a double-acting piston-cylinder unit was used as the propulsion device (3.3), which hydraulically generates the necessary contact pressure of the profile tool against the plate surface.
  • the embodiment shown in FIG. 1 of a device according to the invention for the final surface processing of plastic, chipboard or fiberboard could, for example, be part of a numerically controlled robot system.
  • the device can also be used in a CNC system, with a further feed device (5) being used for this purpose, which interacts indirectly with the housing (4).
  • This feed device (5) has a propulsion device (5J) and a guide member (5.2) connected to the housing (4), the guide member being able to move to a limited extent within a guide (6) penetrated by the housing (4).
  • the Aus colllmmg shown in Figure 3 of a device according to the invention differs from that described in Figures 1 and 2 initially by the calibrating design of the profile tool (1).
  • a spherical contour (1.6) is additionally formed on the flat area (1.3).
  • This can be used for a special application in which a complementary geometry is to be worked into the plate to be machined.
  • An essential and advantageous difference to the previously described embodiments, however, is a spring-ball catch (8) which is inserted into the receiving sleeve (3J) and which the ball engages in a recess in the pin (1.4) of the profile tool and thus fixes it quickly and detachably.
  • the profile tool (1) is first heated.
  • the roughly machined, for example milled, structure-provided plate is reworked by the heated profile tool, which has a complementary shape to the contour of the plate to be produced.
  • the profile tool (1) travels along the contour of the plate with a preset pressure as well as a preset temperature and feed rate. Pressure, temperature and feed rate are continuously recorded by the transducer and transferred to a central processing unit (CPU). The CPU carries out ongoing target / actual value comparisons and intervenes in the process in the event of impermissible deviations in value, so that, for example, the feed rate or the temperature are adjusted.
  • a temperature sensor holder (1.5) is provided on the profile tool (1) for temperature measurement.
  • the area of the plate contour near the surface is heated by the profile tool (1) up to the local melting temperature of the plate binder. Temperatures of the profile tool of approximately 250 to 350 ° C. are preferred, Feed movement speeds between 50 and 150 mm / s and pressures from 30 to 100 bar set and used.
  • the cooling chamber is a multi-walled chamber system filled with coolant, which has a coolant inflow and a coolant outflow not shown in the figures, the cooling capacity of the cooling system being in the range from 1 to 1.2 kW.

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur finalen Oberflächenbearbeitung von rauhen Span- oder Faserplatten, Kunststoffplatten oder ähnlichen Bauteilen mit einer darin eingearbeiteten Struktur, bei dem ein erhitztes Profilwerkzeug (1) unter voreingestelltem, permanent geregeltem Druck sowie voreingestellter, permanent geregelter Temperatur und Vorschubgeschwindigkeit entlang der zu glättenden, vorbearbeiteten Bereiche der Platte geführt wird. Die Erwärmung des oberflächennahen Bereiches der Plattenkontur erfolgt dabei bis zur lokalen Schmelztemperatur des Werkstoffes. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus mindestens einem Profilwerkzeug (1), in das wenigstens ein Heizelement (2) eingesetzt ist, und aus mindestens einer das Profilwerkzeug unmittelbar oder mittelbar beweglich führenden Vorschubeinheit (3), die entlang und um mehrere Achsen eines gedachten Koordinatenachskreuzes im Raum bewegbar ist.

Description

VERFAHREN ZUR FINALEN OBERFLACHENBEARBEITUNG VON RAUHEN SPANPLATTEN ODER ÄHNLICHEN BAUTEILEN UND VORRICHTUNG DAFÜR
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur finalen Oberflächenbearbeitung von rauhen Span- oder Faserplatten, Kunststoffplatten oder ähnlichen Bauteilen und eine Vorrichtung .zur Durchfuhrung dieses Verfahrens.
Zur Erzielung einer ausreichenden Oberflächenqualität ist es bei rauhen Span- oder Faserplatten, Kunststofl latten oder ähnlichen Bauteilen erforderlich, eine mehrfach aufeinanderfolgende, spanende Bearbeitung vorzunehmen. Dabei wird die Rauhigkeit der Oberfläche schrittweise verbessert, bis sie letztlich einen Wert erreicht hat, der die unmittelbare Beschichtung oder Lackierung der Platten ermöglicht. Dieser erhebliche Aufwand bei Verfahren nach dem Stand der Technik erhöht sich noch in erheblichem Maße, wenn in die Oberfläche der Platte eine profilierte Struktur eingearbeitet werden soll.
Die Schleifarbeiten erfolgen .zumeist auf technisch aufwendigen Schleifanlagen, die zudem häufig eine gegenüber dem Fräsen niedrigere Bearbeitungsgeschwindigkeit aufweisen, sodaß ein kontinuierlicher Bearbeitungszyklus kaum erreichbar ist. Darüber hinaus ist eine Schleifbearbeitung bei den genannten Platten nachteilig, weil dabei zum Teil eine gesundheitsschädliche Staubentwicklung zu verzeichnen ist, die erhebliche Aufwendungen zur Absaugung erfordert, und ferner die sich bewegenden Teile der Werkzeugmaschinen einem erhöhten Verschleiß unterliegen. Bisher ist es .zudem nicht bekannt, mit nur einem Werzeug sowohl die Außenkontur der Platte, als auch eine in die Platte grob eingearbeitete Innenkontur zu bearbeiten.
Aus der DE 36 31 325 AI ist ein Verfahren zum Ummanteln von Profilen aus Holzpartikelwerkstoffen, insbesondere von gesägten oder gefrästen Profilen aus Faserplatten mittlerer Dichte mit Folien bekannt, bei dem die Profile einem mehrstufigen Glättungsprozeß unterworfen werden, wobei die Profile in einem ersten Arbeitsgang vor dem Ummanteln mittels Glättschuhen, die eine Oberfläche von geriffelter, raspel- oder feilenartiger Strulctur aufweisen oder die aus mehreren Rakelblättchen bestehen, bei normaler Temperatur vorgeglättet und anschließend, unmittelbar vor dem Ummanteln mittels beheizter glatter Profilrollen oder -walzen bei einer Temperatur von 40 bis 250 °C unter einem Druck von 50 bis 300 N/cm 2 zwischengeglättet werden, woran sich die in bekannter Weise ablaufenden Arbeitsschritte des Ummanteins sowie eines mittels beheizter glatter Profilrollen erfolgenden Nachglättens anschließen.
Mittels des in dieser Schrift offenbarten Verfahrens ist es möglich, Faserplatten mit einer glatten Oberfläche aus.zustatten. Eine profilierte, das heißt mit einer eingearbeiteten Struktur versehene Faserplatte kann jedoch durch dieses Verfahren nicht bearbeitet werden.
Der Erfindung liegt die technische Problemstellung .zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das es eπnöglicht, die Oberfläche, das heißt, die Innen- und / oder Außenkontur von grob vorbearbeiteten Span- oder Faserplatten, Kunststoffplatten oder ähnlichen Bauteilen zeit- und kostensparend in möglichst wenigen Arbeitsgängen zu verfeinern. Darüber hinaus soll eine Vorrichtung .zur Durchführung dieses Verfahrens geschaffen werden. Die Erfindung löst diese technische Problemstellung mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 4.
Danach wird vorgeschlagen, eine rauhe, nur grob vorbearbeitete Span- oder Faserplatte, Kunststoffplatte oder ein ähnliches Bauteil mit einer darin eingearbeiteten Struktur mittels eines erhitzten Profilwerkzeuges unter voreingestelltem, permanent geregeltem Druck sowie voreingestellter, permanent geregelter Temperatur und Vorschubgeschwindigkeit thermisch zu bearbeiten. Dabei wird das Profilwerkzeug, welches eine zu der Form der zu bearbeitenden Kontur komplementäre Geometrie aufweist, entlang der zu glättenden, vorbearbeiteten Bereiche der Platte gefüfirt.
Durch das Profilwerkzeug erfolgt eine Erwärmung des oberflächennahen Bereiches der Plattenkontur bis zur lokalen Schmelztemperatur des Bindewerkstoffes (Binders), wobei die Temperatur am Profilwerkzeug vorzugsweise 250 bis 350 °C, die Bewegungsgeschwindigkeit des Profilwerkzeuges vorzugsweise zwischen 50 und 150 mm / s und der Druck auf das Profilwerkzeug vorzugsweise 3 bis 10 bar beträgt. Die Temperaturwerte am Profilwerkzeug, die Kühlmitteltemperatur, der Druck sowie die Geschwindigkeit der Vorschubeinheit werden permanent erfaßt und einer zentralen Verarbeitungseinheit zugeführt, die diese Werte mit vorgegebenen Sollwerten vergleicht und bei Abweichungen zwischen Soll- und Istwerten über eine Regelungselektronik auf den Prozeß einwirkt.
Beispielsweise bei mitteldichten Faserplatten (md-Faserplatten) treten auch nach dem Beschleifen einzelne Faserpartikel aus der Oberfläche heraus und erzeugen somit eine nahezu unüberwindbare Rauheit derselben. Durch das vorgestellte Verfahren wird der oberflächennahe Bindewerkstoff der md-Faserplatte aufgeschmolzen. Durch die Druckwirkung des Profilwerkzeuges werden die Faserpartikel in den leicht verflüssigten Binder eingedrückt. Der Binder geht nach seiner kurzzeitigen, bereichsweisen Verflüssigung unmittelbar wieder in den festen Zustand über, wobei die Faserpartikel vollständig eingeschlossen bleiben. Durch ein erfindungsgemäßes Verfahren ist es erstmals möglich, beispielsweise die Oberfläche einer grob gefrästen, mitteldichten md-Faserplatte in einem Arbeitsgang derart zu verfeinern, daß diese nachfolgend unmittelbar mit Folien beschichtet oder lackiert werden kann, ohne daß weitere zeit- und kostenintensive Schleifbearbeitungen erforderlich werden.
Eine Vorrichtung zur finalen Oberflächenbearbeitung von Kunststoff-, Span- oder Faserplatten zur Durchführung des .zuvor beschriebenen Verfahrens weist dabei erfindungsgemäß mindestens ein Profilwerkzeug auf, in das wenigstens ein Heizelement eingesetzt ist. Dieses kann sowohl elektrische Energie als auch chemische oder andere Energieformen in Wärmeenergie umwandeln. Das Heizelement beziehungsweise die Heizelemente sollten dabei möglichst in dem oberflächennahen Bereich des Profilwerkzeuges positioniert werden. Dadurch kann bei verringerter Heizleistung eine schnelle Erwärmung des Profilwerkzeuges erreicht werden, was insbesondere bei der Serienfertigung unterschiedlicher Platten von Bedeutung ist, da hierbei auch ein- oder mehrfache Wechsel des Profilwerkzeuges notwendig sein können, um beispielsweise verschiedene Konturen zu bearbeiten. Das Profilwerkzeug sollte deshalb eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Hierzu wären Messingwerkstoffe, wie beispielsweise MS 58, besonders geeignet.
Selbstverständlich können für das Profilwerkzeug auch andere Werkstoffe verwendet werden.
Erfindungsgemäß ist mindestens eine das Profilwerkzeug unmittelbar oder mittelbar beweglich führende Vorschubeinheit entlang und um mehrere Achsen eines gedachten
Koordinatenachskreuzes im Raum bewegbar. Diese Vorschubeinheit ermöglicht somit die Bewegbarkeit des Profilwerkzeuges in allen erforderlichen Richtungen.
Sie besteht insgesamt aus einer in einem Gehäuse aufgenommenen Aufhahmehülse, in der das Profilwerkzeug lösbar festgesetzt ist, einer die Aufhahmehülse umgebenden
Kühlkammer, sowie einer Vortriebseinrichtung. Die Kühlkammer ist Bestandteil eines Kühlsystems. Die Vorschubeinheit bildet somit eine kompakte Baueinheit zur Aufnahme und Bewegung des Profilwerkzeuges und zur Erzeugung des zur Bearbeitung notwendigen Prozeßdruckes.
Das Profilwerkzeug weist erfindungsgemäß eine zu der Form der zu bearbeitenden Kontur komplementäre Geometrie auf. Es ist selbstverständlich auch möglich, mehrere unterschiedliche Konturen mit einem einzigen Profilwerkzeug zu bearbeiten. So kann beispielsweise mit der Spitze eines Profilwerkzeuges eine Innenkontur und mit seinen Flankenbereichen eine Außenkontur bearbeitet werden. Dadurch ist die Vorrichtung insgesamt sehr effektiv nutzbar, wodurch das Verfahren kostengünstig realisiert werden kann.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen darüber hinaus vor, daß beispielsweise die Kühlkammer ein mehrwandiges, mit Kühlmittel befülltes Kammersystem ist, das einen Kühlmittelzufluß und einen Kühlmittelabfluß aufweist. Ferner kann die Aufnahmehülse aus Isolationsmaterial, wie Glaspolyamid, bestehen. Darüber hinaus ist es möglich, die Vortriebseinrichtung zum Beispiel als eine doppelt wirkende Kolben-Zylindereinheit oder eine doppelt wirkende, federunterstützte Mechanik auszuführen, wobei auch andere Vortriebsmechanismen den Bereich der Erfindung nicht verlassen. Als nur ein weiteres Beispiel sei hier eine elektromagnetische Vortriebseinrichtung erwähnt.
Durch ihren einfachen und kompakten Aufbau ist es selbstverständlich in einfacher Weise möglich, eine erfindungsgemäße Vorrichtung in eine automatisierte Anlage zu integrieren. Eine derartige Anlage kann ein numerisch gesteuerter Roboter oder eine NC- beziehungsweise CNC-Anlage sein.
Um die Taktzeiten zu verringern ist es insbesondere vorteilhaft, das Profilwerkzeug über ein Schnellspannsystem in der Aufhahmehülse festzusetzen. Dieses kann sowohl eine hydraulische, pneumatische oder andere Spannvorrichtung sein. Denkbar ist es ebenso, eine Feder-Kugel-Raste als Schnellspannsystem vorzusehen. Die Vorrichtung kann dabei insgesamt mit einem halb- oder vollautomatischen Werkzeugwechsler zusammenwirken.
Bei der Verwendung der Vorrichtung in einer CNC-Anlage kann eine zusätzliche Vorschubeinrichtung notwendig werden, die dann unmittelbar oder mittelbar mit dem Gehäuse der Vorrichtung entlang und um mehrere Achsen eines gedachten Koordinatenachskreuzes im Raum zusammenwirkt, um weitere spezielle Bewegungsmöglichkeiten der Vorrichtung zu erreichen.
Dabei sollte die Vorschubeinrichtung eine Vortriebseinrichtung sowie ein mit dem Gehäuse verbundenes Führungsglied aufweisen, wobei das Führungsglied innerhalb einer von dem Gehäuse durchsetzten Führung begrenzt beweglich ist. Unter begrenzter Beweglichkeit ist dabei zu verstehen, daß beispielsweise Endanschläge den Verfahrweg der Vorrichtung in sinnfälliger Weise einschränken. Natürlich kann an Stelle einer Führung in dem Gehäuse auch eine andersartige Wegbegrenzung eingesetzt werden. Beispielhaft seien hier sensorische Erfassungen der Bewegung der Vorrichtung oder eine Licht- beziehungsweise Laserschranke erwähnt.
Selbstverständlich können die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendet werden, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 : eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Teilschnitt, Figur 2: eine erfindungsgemäße Vorrichtung für den Einsatz in einer CNC-Anlage im Teilschnitt und Figur 3 : eine weitere mögliche Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Teilschnitt.
In den Figuren sind beispielhaft erfindungsgemäße Vorrichtungen zur finalen Oberflächenbearbeitung von md-Faserplatten zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Die in den Figuren 1 und gezeigte Vorrichtung weist ein Profilwerkzeug (1) auf.
Dieses verfügt über einen zylindrischen Bereich (1 J), der in einen spitz zulaufenden, annähernd konischen Bereich (1.2) übergeht. Den Abschluß bildet schließlich ein flacher Bereich (1.3). Die Bereiche (1.2) und (1.3) bilden eine komplementär .zu der auszuformenden Kontur der Platte gestaltete Geometrie. Diese Bereiche können somit unterschiedlich ausgeführt werden. Das Profilwerkzeug (1) ist über einen Zapfen (1.4) in eine Aufhahmehülse (3J) eingesetzt. Zur Festlegung des Profilwerkzeuges (1) dient vorliegend ein zweigeteilter Ring (7), dessen Montage über eine Klemmschraubverbindung (7J) erfolgt. In das Profilwerkzeug (1) ist vorliegend ein Heizelement (2) eingesetzt. Das Heizelement ist dabei so weit wie möglich an den oberflächennahen Bereich des Profilwerkzeuges herangeführt, um eine schnellstmögliche Erwärmung zu gewährleisten.
Eine Vorschubeinheit (3) ermöglicht die Bewegungen des Profilwerkzeuges entlang und um mehrere Achsen eines gedachten Koordinatenachskreuzes im Raum. Die Vorschubeinheit (3) besteht insgesamt aus der zuvor bereits beschriebenen, in einem Gehäuse (4) aufgenommenen Aufhahmehülse (3J), in der das Profilwerkzeug (1) lösbar festgesetzt ist, einer die Aufnahmehülse umgebenden Kühlkammer (3.2) sowie einer Vortriebseinrichtung (3.3). Die Kühlkammer (3.2) ist ein mehrwandiges, mit Kühlmittel befülltes Kammersystem, das einen Kühlmittelzufluß (3.2J) und einen in den Figuren nicht dargestellten Kühlmittelabfluß aufweist. Eine Kühlung des beschriebenen Systems ist erforderlich, um eine unzulässige Erwärmung der umliegenden Bauteile zu vermeiden, denn durch die Erwärmung könnten sich beispielsweise in Folge der Ausdehnung der Maschinenelemente Maßabweichungen ergeben, die zu une.rwünschten Toleranzen bei der Plattenbearbeitung führen würden. Aus diesem Grund wird auch die Aufnahmehülse (3.1) aus Isolationsmaterial, wie zum Beispiel Glaspolyamid, hergestellt.
Als Vortriebseinrichtung (3.3) ist bei der gezeigten Ausführung eine doppelt wirkende Kolben-Zylindereinheit verwendet worden, die hydraulisch den notwendigen Anpressdruck des Profilwerkzeuges an die Plattenoberfläche erzeugt. Die in der Figur 1 dargestellte Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur finalen Oberflächenbearbeitung von Kunststoff-, Span- oder Faserplatten könnte beispielsweise Bestandteil einer numerisch gesteuerten Roboter-Anlage sein.
Bei der Darstellung in der Figur 2 ist auch eine Verwendung der Vorrichtung in einer CNC-Anlage möglich, wobei hierfür eine weitere Vorschubeinrichtung (5) eingesetzt wird, die mittelbar mit dem Gehäuse (4) zusammenwirkt.
Diese Vorschubeinrichtung (5) weist eine Vortriebseinrichtung (5J) sowie ein mit dem Gehäuse (4) verbundenes Führungsglied (5.2) auf, wobei das Führungsglied innerhalb einer von dem Gehäuse (4) durchsetzten Führung (6) begrenzt beweglich ist.
Die in der Figur 3 gezeigte Ausfülmmg einer erfindungsgemäßen Vorrichtung unterscheidet sich zu der in den Figuren 1 und 2 beschriebenen zunächst durch die ab eichende Gestaltung des Profilwerkzeuges (1). An dem flachen Bereich (1.3) ist hier zusätzlich eine Kugelontur (1.6) angeformt. Diese kann für einen speziellen Anwendungsfall genutzt werden, bei dem in die zu bearbeitende Platte eine komplementäre Geometrie eingearbeitet werden soll. Ein wesentlicher und vorteilhafter Unterschied zu den zuvor beschriebenen Ausführungen besteht jedoch in einer Feder-Kugel-Raste (8), die in die Aufnahmehülse (3J) eingesetzt ist und die mit der Kugel in eine Ausnehmung in dem Zapfen (1.4) des Profilwerkzeuges eingreift und dieses somit schnell lösbar festsetzt.
Selbstverständlich können mehrere Feder-Kugel-Rasten (8) um den Umfang der Aufhahmehülse (3J) verteilt angeordnet werden. Mit einer derartigen Ausfülirung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, das Werkzeug durch einen halb- oder vollautomatischen Werkzeugwechsler innerhalb kürzester Taktzeiten auszutauschen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur finalen Oberflächenbearbeitung von rauhen Span- oder Faserplatten, Kunststoffplatten oder ähnlichen Bauteilen wird mit einer Vorrichtung entsprechend den Darstellungen der Figuren 1 und 2 wie folgt ausgeführt:
Das Profilwerkzeug (1) wird zunächst erhitzt.
Anschließend wird die mit einer grob eingearbeiteten, beispielsweie gefrästen, Struktur versehene Platte durch das erhitzte Profilwerkzeug, das eine zu der herzustellenden Kontur der Platte komplementär geformte Geometrie aufweist, nachbearbeitet.
Das Profilwerkzeug (1) fährt dabei die Kontur der Platte mit einem voreingestellten Druck sowie voreingestellter Temperatur und Vorschubgeschwindigkeit entlang. Druck, Temperatur und Vorschubgeschwindigkeit werden über Meßwertaufhehmer permanent erfaßt und an eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) übergeben. Die CPU führt laufende Soll-Istwertvergleiche durch und greift bei unzulässigen Wertabweichungen regelnd in die Strecke ein, sodaß beispielsweise die Vorschubgeschwindigkeit oder die Temperatur angepaßt werden. Zur Temperaturmessung ist an dem Profilwerkzeug (1) eine Temperatursensoraufnahme (1.5) vorhanden.
Die Erwärmung des oberflächennahen Bereiches der Plattenkontur erfolgt durch das Profilwerkzeug (1) bis zur lokalen Schmelztemperatur des Binders der Platte. Vorzugsweise werden Temperaturen des Profilwerkzeuges von circa 250 bis 350 °C, Vorschubbewegungsgeschwindigkeiten .zwischen 50 und 150 mm / s sowie Drücke von 30 bis 100 bar eingestellt und verwendet. Die Kühlkammer ist ein mehrwandiges, mit Kühlmittel befülltes Kammersystem ist, das einen Kühlmittelzufluß und einen in den Figuren nicht dargestellten Kühlmittelabfluß aufweist, wobei die Kühlleistung des Kühlsystems im Bereich von 1 bis 1,2 kW liegen kann.
10 Bezugszeichenliste:
1. Profilwerkzeug
1.1 .zylindrischer Bereich
1.2 verjüngter Bereich
1.3 flacher Bereich
1.4 Zapfen
1.5 Temperatursensoraufnahme
1.6 Kugelkontur
2. Heizelement
3. Vorschubeinheit
3.1 Aufhahmehülse
3.2 Kühlkammer
3.2.1 Kühlmittelzufluß
3.3 Vortriebseinrichtung
4 Gehäuse
5 Vorschubeinheit
5.1 Vortriebseinrichtung
5.2 Führungsglied
6 Führung
7 Ring
7.1 S ehr aub Verbindung
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8 Feder-Kugel-Raste
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Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur finalen Oberflächenbearbeitung von rauhen Span- oder Faserplatten, Kunststofϊplatten oder ähnlichen Bauteilen mit einer darin eingearbeiteten Struktur, bei dem ein erhitztes Profilwerkzeug (1), das eine zu der Form der zu bearbeitenden Kontur komplementäre Geometrie aufweist, unter voreingestelltem, permanent geregeltem Druck sowie voreingestellter, permanent geregelter Temperatur und Vorschubgeschwindigkeit entlang der zu glättenden, vorbearbeiteten Bereiche der Platte geführt wird, wobei die Temperatur am Profilwerkzeug 250 bis 350 °C, die Bewegungsgeschwindigkeit des Profilwerkzeuges zwischen 50 und 150 mm / s und der Druck auf das Profilwerkzeug 3 bis 10 bar beträgt.
2. Verfahren zur finalen Oberflächenbearbeitung von rauhen Span- oder Faserplatten, Kunststoffplatten oder ähnlichen Bauteilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung des oberflächennahen Bereiches der Plattenkontur bis zur lokalen
Schmelztemperatur des Werkstoffes erfolgt.
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3. Verfahren zur finalen Oberflächenbearbeitung von rauhen Span- oder Faserplatten, Kunststoffplatten oder ähnlichen Bauteilen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturwerte am Profilwerkzeug, die Kühlmitteltemperatur, der Druck sowie die Geschwindigkeit der Vorschubeinheit permanent erfaßt und einer zentralen Verarbeitungseinheit zugeführt werden, die diese Werte mit vorgegebenen Sollwerten vergleicht und bei Abweichungen zwischen Soll- und Istwerten über eine Regelungselektronik auf den Prozeß einwirkt.
4. Vorrichtung zur finalen Oberflächenbearbeitung von Kunststoff-, Span- oder Faserplatten .zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mindestens ein Profilwerkzeug (1) mit einer zu der Form der zu bearbeitenden Kontur komplementären Geometrie aufweist, in das wenigstens ein Heizelement (2) eingesetzt ist und mindestens eine das Profilwerkzeug unmittelbar oder mittelbar beweglich führende Vorschubeinheit (3) entlang und um mehrere Achsen eines gedachten Koordinatenachskreuzes im Raum bewegbar ist.
5. Vorrichtung zur finalen Oberflächenbearbeitung von Kunststoff-, Span- oder Faserplatten nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubeinheit (3) insgesamt aus einer in einem Gehäuse (4) aufgenommenen Aufhahmehülse (3J), in der das Profilwerkzeug (1) lösbar festgesetzt ist, einer die Aufhahmehülse umgebenden Kühlkammer (3.2), die Bestandteil eines Kühlsystems ist, sowie einer Vortriebseinrichtung (3.3) besteht.
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6. Voirichtung zur finalen Oberflächenbearbeitung von Kunststoff-, Span- oder Faserplatten nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkammer (3.2) ein mehrwandiges, mit Kühlmittel befüUtes Kammersystem ist, das einen Kühlmittelzufluß (3.2.1) und einen Kühlmittelabfluß aufweist.
7. Vorrichtung zur finalen Oberflächenbearbeitung von Kunststoff-, Span- oder Faserplatten nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhahmehülse (3.1) aus Isolationsmaterial besteht.
8. Vorrichtung .zur finalen Oberflächenbearbeitung von Kunststoff-, Span- oder Faserplatten nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhahmehülse (3J) aus Glaspolyamid besteht.
9. Vorrichtung .zur finalen Oberflächenbearbeitung von Kunststoff-, Span- oder Faserplatten nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vortriebseinrichtung (3.3) eine doppelt wirkende Kolben-Zylindereinheit ist.
10. Vomchtung .zur finalen Oberflächenbearbeitung von Kunststoff-, Span- oder Faserplatten nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vortriebseinrichtung (3.3) eine doppeltwirkende, federunterstützte Mechanik ist.
11. Vorrichtung .zur finalen Oberflächenbearbeitung von Kunststoff-, Span- oder Faserplatten nach .Ansprach 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlleistung des Kühlsystems im Bereich zwischen 1 und 1,2 kW liegt.
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12. Vorrichtung zur finalen Oberflächenbearbeitung von Kunststoff-, Span- oder Faserplatten nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Profilwerkzeug (1) über ein Schnellspannsystem in der Aufnahmehülse (3J) festsetzbar ist.
13. Vorrichtung zur finalen Oberflächenbearbeitung von Kunststoff-, Span- oder Faserplatten nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mit einem halb- oder vollautomatischen Werkzeugwechsler zusammenwirkt.
14. Vorrichtung zur finalen Oberflächenbearbeitung von Kunststoff-, Span- oder Faserplatten nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung Bestandteil einer numerisch gesteuerten Roboter- Anlage ist.
15. Vorrichtung zur finalen Oberflächenbearbeitung von Kunststoff-, Span- oder Faserplatten nach einem der Ansprüche 4 bis 13, die Vorrichtung in einer CNC-Anlage verwendet wird, wobei eine weitere Vorschubeinrichtung (5) unmittelbar oder mittelbar mit dem Gehäuse (4) entlang und um mehrere Achsen eines gedachten Koordinatenachskreuzes im Raum zusammenwirkt.
15
16. Vorrichtung zur finalen Oberflächenbearbeitung von Kunststoff-, Span- oder Faserplatten nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubeinrichtung (5) eine Vortriebseinrichtung (5.1) sowie ein mit dem
Gehäuse (4) verbundenes Führungsglied (5.2) aufweist, wobei das Führungsglied innerhalb einer von dem Gehäuse (4) durchsetzten Führung (6) begrenzt beweglich ist.
17. Vorrichtung .zur finalen Oberflächenbearbeitung von Kunststoff-, Span- oder Faserplatten nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Vortriebseinrichtung (5J) eine doppelt wirkende Kolben-Zylindereinheit ist.
18. Vorrichtung zur finalen Oberflächenbearbeitung von Kunststoff-, Span- oder Faserplatten nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Vortriebseinrichtung (5.1) eine doppeltwirkende, federunterstützte Mechanik ist.
16
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