Stegkantenaggreαat
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Stegkantenaggregat zum automatischen Anbringen eines streifen- oder bandförmigen Kantenmaterials mit angeformtem Befestigungssteg an mit einer Nut für den Befestigungssteg versehene Schmalseiten eines plattenformigen Werkstoffs .
Stand der Technik
Maschinen zum Anleimen von streifen- oder bandförmigen
Kantenmaterialien an die Schmalseiten plattenförmiger Werkstücke sind seit längerem bekannt.
So ist in der DE 37 02 154 AI eine Kantenanleimmaschine offenbart, mit der ein flaches, bandförmiges Kantenmaterial an die Schmalseiten plattenförmiger Werkstücke anbringbar ist. Diese bekannte Kantenanleimmaschine ist dahingehend vorteilhaft, daß die zum Andrücken des Kantenmaterials dienende Druckrolle ganz oder zumindest teilweise entlang des Umfangs um das betreffende Werkstück herumgeführt werden kann. Dazu ist ein in Richtung zweier Achsen verfahrbarer Kreuzsupport vorgesehen, der die Andruckrolle entlang zweier Koordinatenachsen führt, die üblicherweise senkrecht aufeinander stehen. Zum Abschneiden des Kantenmaterials ist zudem an dieser Kantenanleimmaschine eine Kappeinrichtung vorgesehen.
Eine Kantenanleimeinrichtung, die einen ähnlichen Grundaufbau wie die Maschine aus der DE 37 02 154 AI hat, ist aus der EP 0 510 231 AI bekannt.
Diese bekannten Kantenanleimmaschinen ermöglichen zwar das Anleimen eines flachen, streifen- oder bandförmigen Kantenmaterials an die Schmalseiten plattenförmiger Werkstücke bei festgespanntem Werkstück, in dem die entsprechenden Einrichtungen um das Werkstück herum programmgesteuert verfahrbar sind, jedoch ist hiermit kein Kantenmaterial mit angeformtem Befestigungssteg anleimbar. Damit sind diese Maschinen auf sehr spezielle Einsatzgebiete beschränkt.
Die Kantenmaterialien, die bei den genannten Maschinen maschinell anleimbar sind, bestehen meistens aus PVC und werden zum Schutz der Schmalseiten der Werkstücke hieran angeklebt. Das Kantenmaterial ist ein Streifen mit flacher Anlegeseite, an dem mit einer darauf aufgebrachten Kleberschicht der Streifen mit der Werkstückschmalseite aufgelegt wird. Das Anbringen von Stegkantenmaterialien, d.h. Kanten mit einem Befestigungssteg, ist bisher nur mit ortsfesten Walzmaschinen möglich, wie sie beispielsweise von der Firma Heinrich Brandt Maschinenbau GmbH vertrieben werden. Bei diesen Einrichtungen mußte das Werkstück an den entsprechenden Einrichtungen zum Einbringen des Stegs des Kantenmaterials vorbeigeführt werden. Damit ist ein programmgesteuertes Anbringen von Stegmaterialien hiermit nicht möglich. Außerdem kann dieser Vorgang nur manuell durchgeführt werden und nicht automatisch.
Schließlich ist auf dem Markt eine Stationärmaschine unter der Bezeichnung "top master" erhältlich, bei der das Werkstück auf einem drehbaren Werkstücktisch festgehalten und hierauf gedreht wird. Über eine federnde Lagerung werden die zum Eindrücken einer Stegkante notwendigen Einrichtungen an dieses rotierende Werkstück angelegt und dabei die Stegkante in eine entsprechende Nut in der Werkstückschmalseite eingedrückt. Aufgrund des sich drehenden Werkstücks ist diese Maschine nur für kleinere Werkstücke einsetzbar.
Darstellung der Erfindung
Das der Erfindung zugrundeliegende technische Problem besteht darin, ein Stegkantenaggregat bereitzustellen, mit dem ein streifen- oder bandförmiges Kantenmaterial mit einem angeformten Befestigungssteg an die Schmalseiten eines mit einer Nut zur Aufnahme des Befestigungsstegs versehenes Werkstück maschinell und programmgesteuert anbringbar ist .
Dieses technische Problem wird durch ein Stegaggregat mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, erstmals ein in eine Spindeleinheit einer Bearbeitungsmaschine einwechselbares Stegkantenaggregat bereitzustellen, so daß das Aggregat auch gegen andere
Berarbeitungsaggregate, wie beispielsweise ein Fräsaggregat etc., austauschbar ist. Bei einer Bearbeitungsmaschine im Sinne der vorliegenden Erfindung kann es sich sowohl um eine Durchlaufmaschine mit integrierter Spindeleinheit oder um ein sogenanntes Bearbeitungszentrum mit zumindest einer
Spindeleinheit handeln. Erstere ist für im wesentlichen gerade und leicht gekrümmte Werkstückschmalseiten einsetzbar. Hierbei ist das Stegkantenaggregat ortsfest aber auswechselbar in der Durchlaufmaschine eingebaut . Letzteres kann auch für stärker gekrümmte und verschiedene Radien aufweisende Werkstückkonturen eingesetzt werden. Indem das erfindungsgemäße Aggregat nun eine Anschlußeinrichtung (Schnellwechseleinrichtung) aufweist, ist es optimalerweise für beide Maschinenarten verwendbar.
Es wird nun erstmals der Befestigungssteg des Kantenmaterials geführt, so daß dessen Einbringen in die entsprechende Nut und das Andrücken durchführbar ist . Darüber hinaus wird bei einem erfindungsgemäßen Aggregat optional Kleber auf den Befestigungssteg aufgetragen, so daß der vorzugsweise mit einem Widerhakenprofil versehene Befestigungssteg zusammen mit dem aushärtenden Kleber in der Nut einen Formschluß bildet und damit einwandfrei befestigt ist, ohne daß der Befestigungssteg mit sehr großer Kraft in die Nut eingepreßt werden muß, was bei
schmäleren Werkstücken, die keine größere Restwandstärke zur Ober- oder Unterseite des Werkstücks mehr haben, zu einem unerwünschten "Aufbeulen" durch das Eindrücken des Befestigungsstegs führen kann. Diese "Aufbeulen" wird aber mit der erfindungsgemäßen Technologie vermieden.
Ein erfindungsgemäßes Aggregat weist also eine in eine Spindeleinheit einer Bearbeitungsmaschine, insbesondere ein Bearbeitungszentrum, einwechselbare Anschlußeinrichtung auf. Optionalerweise ist diese Anschlußeinrichtung mit einer
Schnittstelle gemäß der EP 96 107 595 kompatibel. Durch die kompatible Ausbildung der Anschlußeinrichtung des Aggregats mit der Schnittstelle eines BearbeitungsZentrums kann ein automatischer Aggregatwechsel durchgeführt werden. Darüber hinaus sind auch die für den Betrieb des Aggregats notwendigen Betriebsmittel problemlos vom Bearbeitungszentrum in das Aggregat einbringbar, wie z.B. Strom, Druckluft etc.
Wie bereits erwähnt, weist ein erfindungsgemäßes Aggregat optional eine Kleberauftragseinrichtung auf, mit der der Kleber auf dem Befestigungssteg des Kantenmaterials entweder kontinuierlich oder auch abschnittsweise auftragbar ist. Das Aufbringen von Kleber ist je nahe dem verwendeten Material und dem Querschnitt des Steges notwendig bzw. zweckmäßig.
Darüber hinaus ist eine Kantenmaterial-Zuführeinrichtung vorgesehen, mit der das Kantenmaterial zu der Schmalseite des plattenformigen Werkstücks oder zur optional vorhandenen Kleberauftragseinrichtung geführt werden kann und in der eine Führungseinrichtung integriert ist, die zur Führung des
Befestigungsstegs dient . Diese ist aber optimalerweise auch so ausgebildet, daß auch ein bandförmiges Kantenmaterial ohne Befestigungssteg mit dem Aggregat anbringbar ist. Hierzu sind einfach seitliche Führungskanten an der Führungseinrichtung vorgesehen, zwischen denen das Kantenmaterial seitlich geführt vorbeigeführt wird. Bei einem Profil mit Befestigungssteg wird dieser in einem Zwischenraum in der Führungseinrichtung geführt.
Eine optimale Ausführung wird später noch im Einzelnen erläutert .
Schließlich ist zumindest eine Andruckrolle zum Eindrücken des Befestigungsstegs in die Nut des Werkstücks und Andrücken des Kantenmaterials an die Werkstückschmalseite vorhanden. Optimalerweise wird mit einer Andruckrolle der Steg zuerst nicht vollständig in die dafür vorgesehene Nut eingepreßt, sondern beispielsweise nur bis zur halben Steghöhe. Mit einer oder mehreren Nachdruckrollen erfolgt dann das vollständige Eindrücken des Stegs. Alternativ hierzu ist es aber auch denkbar, daß nur eine Andruckrolle vorgesehen ist, mit der in einem ersten Durchgang den Steg, wie zuvor beschrieben, nur halb in die Nut eingedrückt wird. In einem zweiten Durchgang wird dann mit der gleichen Rolle der Steg vollständig eingedrückt; d.h., die Werkstückkontur wird zweimal abgefahren. Mit beiden Alternativen wird erreicht, daß das Kantenmaterial nicht einer zu großen "Walkarbeit" unterliegt, wodurch es in dem Material zeitlich versetzt noch zu Längenveränderungen kommen kann, die bei einer 360°-Umleimung möglicherweise zu einer Aufweitung der Stoßfuge führen könnten, was unerwünscht wäre und sogar zum Ausschuß des Werkstücks führen könnte.
Eine technisch einfache und robuste Ausbildung besteht darin, daß die Kantenmaterial-Zuführeinrichtung zumindest eine angetriebene Transportrolle umfaßt, die entweder über die Anschlußeinrichtung von der Spindeleinheit antreibbar ist oder einen eigenen Elektroantrieb besitzt. Die Transportrolle transportiert das Kantenmaterial durch Reibschluß mit dem Befestigungssteg des Kantenmaterials. Damit ist das Führen und Transportieren des Kantenmaterials an dem Befestigungssteg ermöglicht. Überdies wird der vorhandene Befestigungssteg in optimaler Weise für das Einbringen im Aggregat genutzt, indem ihm eine Doppelfunktion zukommt. Der Befestigungsteg wird nämlich zur Führung wie auch zum Transport des Kantenmaterials genutzt .
Der Reibschluß mit dem Befestigungssteg läßt sich mit einer der Transportrolle gegenüberliegenden Gegendruckrolle noch verbessern, die optimalerweise zur Transportrolle hin bzw. hiervon wegbewegbar ist . So kann die Befestigungsstegdicke und auch der Reibschluß zwischen der Transportrolle, der Gegendruckrolle und dem hierzwischen eingeklemmten Befestigungssteg eingestellt werden.
Optimalerweise ist die Gegendruckrolle pneumatisch bewegbar. Denn eine Druckluftversorgung ist ja über die Schnittstelle des Bearbeitungszentrums gegeben und auch für andere Einrichtungen am Aggregat zweckdienlich.
Eine sehr effektive und robuste, wie auch technisch relativ einfache Lösung besteht darin, daß die Kantenmaterial-
Zuführeinrichtung mehrere Führungsleisten umfaßt, die eine Gleitauflage für die Kantenmaterialinnenseite bilden und zwischen denen der Befestigungssteg geführt ist. Damit wird das Kantenmaterial im Aggregat sowohl seitlich, wie auch in einer senkrechten Richtung hierzu genau geführt. Damit ist, wie bereits zuvor ausgeführt, ein Kantenmaterial sowohl mit wie auch ohne Befestigungssteg mit ein und demselben Aggregat gemäß der Erfindung anleimbar.
Für eine optimale Anpassung an unterschiedliche Querschnitte einzubringender Kantenmaterialien mit Befestigungsstegen sind eine oder mehrere Führungsleisten verstellbar. Damit ist der Abstand zwischen den Führungsleisten einstellbar. Wiederum ist eine optimale technische Lösung darin zu sehen, daß die Verstellung der Führungsleisten durch eine Pneumatik erfolgt, da die Druckluft, wie bereits erwähnt, über die Schnittstelle des BearbeitungsZentrums bereitgestellt ist.
Ein optimales Arbeitsergebnis ist dann erzielbar, wenn ein oder mehrere Nachdruckrollen der zumindest einen Andruckrolle nachgeschaltet sind. Durch die Nachdruckrollen wird das bereits auf die Schmalseite angebrachte Kantenmaterial nochmals
angedrückt, so daß auch mögliche Unregelmäßigkeiten des eingebrachten Kantenmaterials behoben werden.
Durch eine schwenkbare Lagerung der Nachdruckrollen ist eine optimale Anpassung auch an gekrümmte und mit Radien versehene Werkstückschmalseite möglich.
Der Kleberauftrag auf den Befestigungssteg erfolgt optimalerweise mit einer oder mehreren Kleberauftragsdüsen. In einer bevorzugten Ausfuhrungsform sind die Düsen auf einer oder beiden Seiten des Befestigungsstegs angeordnet, so daß der Befestigungssteg auf beiden voneinander abgewandten Seiten, die mit den Nutenwänden in Anlage gelangen, wie auch die Kanteninnen- oder anlageseiten mit einer Kleber, insbesondere Schmelzkleberschicht umhüllt werden.
Es ist zum einen möglich, einen Klebervorratsbehälter, mit dem die Kleberauftragseinrichtung im Aggregat angeschlossen ist, im Bearbeitungszentrum im wesentlichen stationär anzuordnen. Dies hat den Vorteil, daß das Aggregat leichtgewichtiger zu bauen ist und damit die zu bewegenden Massen verringert werden können; was für die Verfahrgenauigkeit wichtig ist. Um zu verhindern, daß bei einer 360°-Umleimung eines Werkstücks sich Versorgungsleitungen verheddern, ist es aber optimal, daß der Klebervorratsbehälter am Aggregat angeordnet ist. Optimalerweise ist der am Aggregat vorgesehene Klebervorratsbehälter derart dimensioniert, daß der Klebstoff für ein oder mehrere aufgespannte Werkstücke ausreicht. Ein weiterer Klebervorratsbehalter ist zusätzlich an der Berabeitungsmaschine vorhanden, über den der am Aggregat angeordnete Behälter beim Zurückstellen des Aggregates in ein spezielles Speichermagazin der Berabeitungsmaschine wieder aufgefüllt wird.
Um die Versorgung der Kleberauftragsdüsen mit Kleber sicherzustellen und einzustellen, ist der Klebervorratsbehalter optimalerweise mit Druckluft beaufschlagbar. Damit kann der Kleber in vorbestimmter Menge zu den Kleberauftragdüsen ausgepreßt werden.
Mit einem Stegaggregat der vorgenannten Art ist es möglich, abgelenktes Kantenmaterial anzubringen. Ist das Kantenmaterial aber nicht bereits abgelängt oder ist eine 360°-Umleimung vorzunehmen, bei der ein Stoß der Enden des Kantenmaterials erfolgt, so ist eine Kantenmaterial-Kappeinrichtung am Aggregat vorteilhaft.
Optimalerweise ist die Kantenmaterial-Kappeinrichtung mit einem pneumatisch betätigten Kappmesser oder einer Kappsäge ausgestattet. Hierbei ist es vorteilhaft, daß eine Kantenmaterial-Klemmeinrichtung vorhanden ist, mit der das Kantenmaterial im Aggregat absolut festklemmbar ist, so daß es beim Kappen des Kantenmaterials zu keinem Versatz oder Verrutschen des Kantenmaterials kommt.
Bei einer 360°-Umleimung wird optimalerweise die Anfertigung des Stoßes folgendermaßen vorgenommen. Das Kantenmaterial wird eingebracht und in einem vorbestimmten Abstand zum bereits eingelegten Kantenmaterialstirnende, was durch die CNC-Steuerung ermittelbar ist, nicht oder nur unvollständig eingepreßt. Dann wird mit der Kappeinrichtung das Kantenmaterial mit einer geringfügigen Über- oder Unterlänge zum Stoß abgeschnitten. Dann wird die Druckrolle abgehoben und kurz vor der Stoßfuge wieder angedrückt. Somit wird eine Art "Schlaufe" geschaffen. Es wird nun die Kontur im Stoßbereich nochmals mit angedrückter Druckrolle abgefahren. Damit wird das bisher nicht oder nur unvollständig eingepreßte Kantenmaterial zum Stoß hin verpreßt. Das Zurücksetzen des Aggregates kann unterbleiben, wenn zumindest eine Nachdruckrolle vorhanden ist, die die "Schlaufe" dann eindrückt .
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im folgenden ist zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert . Es zeigt :
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Stegkantenaggregats,
Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf ein Stegkantenaggregat gemäß der Fig. 1, und
Fig. 3 einen Querschnitt eines an die Schmalseiten eines Werkstücks anzubringenden Kantenmaterials mit Befestigungssteg.
Beschreibung einer bevorzugten Ausfuhrungsform
Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, weist das Stegkantenaggregat gemäß der Erfindung eine Anschlußeinrichtung 6 auf, die einen Kegel umfaßt, der in eine entsprechende Schnittstelle einer Spindel eines BearbeitungsZentrums einsetzbar ist. Hier ist zugleich noch der entsprechende Anschluß 7 für die Druckluft vorhanden.
Der Kegel der Anschlußeinrichtung 6 ist drehbar gelagert und auf der zugehörigen Welle ist ein Rad 8 drehfest angeordnet, das über einen Riemen oder Zahnriemen 9 mit einem weiteren Rad 10 einen Riementrieb bilde . Das Rad 10 ist wiederum über eine Welle 11 mit einem Kegelrad 12 verbunden, das mit einem entsprechenden Kegelrad einer Transportrolle 2 kämmt. Der Transportrolle 2 ist eine Gegendruckrolle 3 gegenüberliegend angeordnet. Die Gegendruckrolle 3 ist nicht angetrieben, jedoch verschieblich gelagert, so daß sie zur Transportrolle 2 hin bzw.
hiervon weg bewegbar ist. Die Verschiebung der Gegendruckrolle 3 erfolgt vorteilhafterweise pneumatisch.
Vor der Transportrolle 2 und der Gegendruckrolle 3 ist eine Festklemmeinrichtung vorhanden, die aus einer Curry-Klemme 1 und einem ortsfesten Gegenhalter besteht. Die Curry-Klemme 1 ist wiederum pneumatisch zum Gegenhalter hin bewegbar.
Auf der anderen Seite der Transportrolle 2 und der Gegenrolle 3 sind Führungsleisten 4, 13 zur Führung des Befestigungsstegs und zur Auflage der Innenseiten des Kantenmaterials vorhanden. In einer Leiste ist eine Kleberauftragsdüse 15 integriert. Diese Düse 15 ist mit einem Klebstoffbehälter 14 verbunden, in dem mittels Drucklufteinblasung der Kleber in die Düse 15 auspreßbar ist.
Die in der Fig. 1 dargestellten Führungsleisten 4 und 13 sind in der Höhe einstellbar, so daß die Dicke des Befestigungsstegs eingestellt werden kann. An die Führungsleisten 13 und 4 schließt sich eine Druckrolle 16 an, die gefedert gelagert ist. Die Federung wird über einen Zylinder 18 eingestellt. Auf die Andrückrolle 16 folgen Nachdruckrollen 17, die gegenüber der Druckrolle 16 über eine Halterung 19 schwenkbar gelagert sind.
Wie insbesondere aus der Fig. 2 ersichtlich ist, ist nach der Transportrolle 2 und der Gegendruckrolle 3 ein Kappmesser 5 angeordnet, mit dem das auf und zwischen den Führungen 4 hindurchlaufende Kantenmaterial abgeschnitten werden kann. Hierzu ist das Kappmesser 5 pneumatisch (Pneumatikzylinder 20) betätigbar.
In der Fig. 3 ist ein beispielhafter Querschnitt eines einzubringenden Kantenmaterials mit Befestigungssteg gezeigt. Das hierin gezeigte Kantenmaterial 30 weist eine Sichtseite 31 und eine zur Anlage an die Werkstückschmalseite bestimmte Innenseite 33 auf. Hiervon erstreckt sich ein mit Widerhakenprofil versehener Befestigungssteg 32, der in eine
entsprechend ausgebildete Nut in der Werkstückschmalseite einzubringen ist .
Es wird nun die Funktionsweise des Stegkantenaggregats beschrieben. Über die Spindeleinheit des Bearbeitungszentrums, in das das Stegkantenaggregat der vorgenannten Art eingewechselt ist, wird die Transportrolle 2 über die Anschlußeinrichtung 6 betrieben. Durch entsprechende Einstellung der Gegendruckrolle 3 erfolgt ein Reibschluß zwischen der Transportrolle 2 und der Gegendruckrolle 3 mit dem Befestigungssteg 32 des
Kantenmaterials 30. Durch den Antrieb der Transportrolle 2 wird das Kantenmaterial 30 zwischen den Führungen 4, 13 eingeführt und auf einer Seite (zumindest auf einer Seite) über die Kleberauftragsdüsen 15 mit Kleber versehen. Das derart vorbereitete Kantenmaterial wird nun über die Führungen 4 und 13 zu der Druckrolle 16 geführt, die durch entsprechendes Verfahren der Spindeleinheit des BearbeitungsZentrums den Befestigungssteg 32 in die dafür vorgesehene Nut an der Schmalseite des Werkstücks eindrückt . Über die Nachdruckrollen 17 wird auf der Außenseite des Kantenmaterials dieses an die Werkstückschmalseite nochmals angedrückt.
Bei einer 360°-Umleimung eines Werkstücks wird dann bis auf einen vorbestimmten Abstand zur Vorderkante des bereits eingebrachten Kantenmaterials das Aggregat verfahren und mit dem Kappmesser 5 mit einem geringen Übermaß abgeschnitten. Dann wird die Druckrolle 16 abgehoben und das geringe Übermaß nochmals nachgefahren, um dieses auf den bereits vorhandenen Stoß aufzudrücken. Hiermit ist ein sehr sauberer und fast unsichtbarer Stoß automatisch herstellbar.