DE10229775C1 - Kapp- und Kantenrundungs-Aggregat - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kapp- und Kantenrundungs-Aggregat zum Kappen von an plattenförmigen Werkstücken angeleimten, überstehenden Kantenstreifen und anschließendem Runden der Stoßstellen. Aufgabe der Erfindung ist es, ein derartiges Aggregat dahingehend zu verbessern, dass es bei Beibehaltung der Funktionalität einfacher aufgebaut und damit kostengünstiger ist sowie leichter und kompakter baut. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass eine Kappsäge (20) und ein Profil-Fräskopf (21) auf einer Abtriebswelle (17) sitzen, wobei der Profil-Fräskopf (21) außen sitzt und einen kleineren Durchmesser als die Kappsäge (20) aufweist, und beidseitig von Kappsäge (20) und Profil-Fräskopf (21) je eine Tasteinrichtung (22) vorgesehen ist, die von der Bearbeitungsebene der Kappsäge (20) auf die Bearbeitungsebene (31) des Profil-Fräskopfes (21) und umgekehrt umstellbar sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kapp- und Kantenrun­ dungs-Aggregat gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Bearbeitungs-Aggregat ist in DE 100 39 413 A1 beschrieben. Bei diesem Kombi-Aggregat sind zwei Kappsägen und ein Profil-Fräskopf als Werkzeuge vorgesehen, die an drei Seiten eines Werkzeug-Halteelements, also U-förmig zueinander, angeord­ net sind. Dabei sitzen die Kappsägen diametral gegenüberliegend auf einer Abtriebswelle. Über ein Kegelradpaar wird ein Drehmo­ ment von dieser Abtriebswelle auf eine weitere dazu senkrecht angeordnete Abtriebswelle übertragen, auf dem der Profil- Fräskopf sitzt. Für jedes Werkzeug ist am Werkzeug-Halteelement eine Tasteinrichtung in Form eines Anschlages so angebracht, dass die Werkzeuge mit ihren Bearbeitungskanten, d. h. mit ihren Bearbeitungsebenen, mit den Anschlägen fluchten. Während den Kappsägen jeweils ein Anschlag zugeordnet ist, besitzt der Pro­ fil-Fräskopf zwei Anschläge, deren Anschlagflächen senkrecht zu­ einander stehen. Zum Ausgleich von Toleranzen sind die die An­ schläge tragenden Bauteile des Werkzeug-Halteelements federnd gelagert, und zwar jeweils in Richtung der Abtriebswellen der Kappsägen und des Profil-Fräskopfes. Um die daraus resultieren­ den Justierbewegungen der jeweiligen Bauteile des Werkzeug- Halteelements bei der getasteten Bearbeitung auszugleichen, müs­ sen entsprechende, antriebsseitige Vorkehrungen getroffen wer­ den. Die Umlenkung des Drehmomentes von der Antriebsspindel des Kombi-Aggregates auf die Werkzeug-Achsrichtung erfolgt über Ke­ gelräder, die ein Stirnradpaar antreiben. Dabei sitzt ein Stirn­ rad auf einer Zwischenwelle im Anschlusselement und das andere Stirnrad auf der Abtriebswelle der Kappsägen. Das auf der Zwi­ schenwelle sitzende Stirnrad ist schmaler als das auf der Ab­ triebswelle sitzende Stirnrad. Aufgrund der unterschiedlichen Flankenlängen können die beiden Stirnräder im begrenzten Maße zueinander axial verschoben werden, ohne die erforderliche Drehmomenten-Übertragung aufzuheben. Durch diese getriebetechni­ sche Lösung werden Justierbewegungen des Werkzeug-Halteelements bei der getasteten Bearbeitung mit den Kappsägen ausgeglichen.

Ein ähnlicher Ausgleichsmechanismus ist auch für den Profil- Fräskopf vorgesehen. Hier erfolgt der Ausgleich der Justierbewe­ gung des Werkzeug-Halteelements bei der getasteten Bearbeitung durch eine zueinander verschiebliche Paarung bestehend aus einer Außenverzahnung und einer Innenverzahnung.

Mit dem oben beschriebenen Kapp- und Kantenrundungs-Aggregat ist aufgrund der getasteten Bearbeitung eine maß- und formgenaue Bearbeitung möglich. Sie weist jedoch auch einige Nachteile auf. So wird das Aggregat aufgrund der erforderlichen zwei Abtriebs­ wellen relativ groß und damit auch schwer, was zur Folge hat, dass dieses Aggregat nicht oder nur mit einem erheblichen Auf­ wand in einem Werkzeugwechsler bevorratet werden kann. Des wei­ teren ist für jedes Werkzeug eine Tasteinrichtung erforderlich. Ein anderer Nachteil ist darin zu sehen, dass aufgrund der ge­ tasteten Bearbeitung in zwei aufeinander senkrecht stehenden Richtungen zwei federnde Lagerungen erforderlich sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kapp- und Kantenrundungs-Aggretat gattungsgemäßer Art zur Verfügung zu stellen, welches bei Beibehaltung der Funktionalität einfacher aufgebaut und damit kostengünstiger ist, sowie leichter und kom­ pakter baut.

Diese Aufgabe wird durch ein Aggregat gelöst, das die Merk­ male des Anspruchs 1 aufweist.

Bei dieser Lösung sitzen die Kappsäge und der Profil- Fräskopf als Multifunktions-Werkzeug auf einer Abtriebswelle. Dadurch ist nur noch eine in Achsrichtung dieser Abtriebswelle wirkende, federnde Lagerung des Werkzeug-Halteelements erforder­ lich. Des weiteren ist die Tasteinrichtung beiden Werkzeugen gleichzeitig zugeordnet. Schon allein durch den Wegfall einer Abtriebswelle, von Tasteinrichtungen und einer federnden Lage­ rung ist das erfindungsgemäße Aggregat wesentlich kompakter auf­ gebaut und leichter als das aus dem Stand der Technik bekannte Kapp- und Kantenrundungs-Aggregat. Es kann daher ohne weiteres in einem Werkzeugwechsler bevorratet, also als normales Wechsel­ aggregat betrieben werden. Es besitzt zudem eine einfachere Kon­ struktion, was sich in den Kosten niederschlägt und auch die Störanfälligkeit verringert. Gleichwohl bleibt die Funktionali­ tät voll erhalten, wie sich aus dem weiter unten beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung ergibt.

Kombinierte Werkzeuge mit einem Fräser und einer Kreissäge sind zwei bereits aus der DE 295 08 355 U1 bekannt, was bisher jedoch lediglich zum Bearbeiten von Baumstämmen bekannt war.

In Weitergestaltung der Erfindung ist die Aggregatspindel in einen antriebsseitigen, im Abschlusselement gelagerten und einen abtriebsseitigen, im Werkzeug-Halteelement gelagerten Bereich unterteilt, wobei beide Bereiche durch eine einen radialen Ver­ satz zwischen ihnen zulassende Ausgleichskupplung verbunden sind. Durch diese Lösung ist antriebsseitig auf einfache Weise eine Kompensation eines bei der Bearbeitung eines Werkstücks möglichen Versatzes zwischen dem Werkzeug-Halteelement und dem Anschlusselement realisiert. Eine derartige, zum Stand der Tech­ nik gehörende Ausgleichskupplung hat zudem den Vorteil, dass sie sich an ihrem Einbauort im Gegensatz zu dem bei dem eingangs diskutierten Stand der Technik erforderlichen Stirnradpaar nicht drehzahlbegrenzend auswirkt.

Aufgrund der Ausgleichskupplung ist es in vorteilhafter Wei­ se möglich, die Drehmomentenübertragung zwischen der Aggregat­ spindel und der Abtriebswelle über ein Kegelradgetriebe so vor­ zunehmen, dass eine Übersetzung in Schnelle erfolgt. Dadurch lassen sich höhere Abtriebs-Drehzahlen realisieren, und eine bessere Oberflächenqualität ist die Folge.

In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Tasteinrich­ tungen als mechanische Tastkufen ausgeführt, die über Pneumatik­ zylinder in die Bearbeitungsebenen der Kappsäge oder des Profil- Fräskopfes verstellbar sind. Erfindungsgemäß wird also ein und dieselbe Tasteinrichtung sowohl für die Kappsäge als auch für den Profil-Fräskopf genutzt. Über den pneumatischen Antrieb sind die Tastkufen automatisch in die jeweilige Bearbeitungsebene des Profil-Fräskopfes bzw. der Kappsäge verstellbar. Dabei ist durch verstellbare Endanschläge der Tastkufen bei einem Wechsel der Werkzeuge eine problemlose Anpassung an die jeweiligen Bearbei­ tungsebenen möglich.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spiels näher erläutert. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Kapp- und Kanten­ rundungs-Aggregat (nachfolgend abkürzend Aggregat genannt),

Fig. 2 einen perspektivischen Blick auf das Aggre­ gat,

Fig. 3 einen Teilschnitt durch die Tasteinrichtung des Aggregats,

Fig. 4 eine Draufsicht auf das Aggregat beim Kap­ pen eines zuerst angeleimten, überstehenden Kantenstreifens,

Fig. 5 eine Ansicht A gemäß Fig. 4,

Fig. 6 eine Draufsicht auf das Aggregat beim Kap­ pen eines anschließend angeleimten, über­ stehenden Kantenstreifens,

Fig. 7 eine Ansicht B gemäß Fig. 6,

Fig. 8 eine Draufsicht auf das Aggregat beim Run­ den der Stoßstellen der beiden aufgeleimten Kantenstreifen,

Fig. 9 eine Draufsicht auf einen Eckbereich eines Werkstücks mit unter einem stumpfen Winkel zueinander stehenden Kanten bei der Bear­ beitung mit dem Profil-Fräskopf in einer ersten Arbeitsbewegung, und

Fig. 10 eine Darstellung gemäß Fig. 9 bei der Aus­ führung einer zweiten Arbeitsbewegung.

Das in der Zeichnung gezeigte Aggregat 1 ist kompakt aufge­ baut und in einem Werkzeugwechsler eines Bearbeitungszentrums bevorratet. Bei Bedarf wird es in die Arbeitsspindel des Bear­ beitungszentrums eingewechselt. Dazu besitzt es als Schnittstel­ le ein Anschlusselement 2 mit einem Antriebsadapter 3, welcher ein von einer mit einer Strichpunktlinie 4 nur symbolisch darge­ stellten Arbeitsspindel des Bearbeitungszentrums aufgebrachtes Drehmoment an eine Aggregatspindel 5 weiterleitet. Das An­ schlusselement 2 weist weiterhin eine Drehmomentenstütze 6 und zwei Pneumatik-Anschluss-Stutzen 7 auf, von denen in der zeich­ nerischen Darstellung nur einer sichtbar ist.

An dem Anschlusselement 2 ist ein Werkzeug-Halteelement 8 in horizontal und parallel zur Zeichnungsebene liegenden Führungen 38 in Grenzen verschiebbar und federnd gelagert. Dabei ist die federnde Anstellung des Werkzeug-Halteelements 8 durch eine bzw. mehrere Druckfedern 9 realisiert, deren Enden sich an entspre­ chenden Widerlagern 10 und 11 des Werkzeug-Halteelements 8 bzw. des Anschlusselements 2 abstützen.

Die Aggregatspindel 5 ist in einen in Wälzlagern 12 im An­ schlusselement 2 gelagerten Bereich 5.1 und in einen im Werk­ zeug-Halteelement 8 in Wälzlagern 13 gelagerten Bereich 5.2 un­ terteilt. Diese beiden Bereiche 5.1 und 5.2 der Aggregatspindel 5 sind über eine Ausgleichskupplung 14 miteinander verbunden, die einen radialen Versatz der beiden Bereiche 5.1 und 5.2 im Rahmen der erforderlichen Verschiebbarkeit des Werkzeug- Halteelements 8 am Anschlusselement 2 zulässt. Am abtriebsseiti­ gen Ende der Aggregatspindel 5 sitzt ein Kegelrad 15, das mit einem weiteren Kegelrad 16 kämmt, welches seinerseits auf einer im Werkzeug-Halteelement 8 gelagerten Abtriebswelle 17 sitzt. Die Zähnezahl der beiden Kegelräder 15, 16 ist so gewählt, dass die Drehzahl der Aggregatspindel 5 in Bezug auf die Abtriebswel­ le 17 in Schnelle übersetzt wird.

Die Abtriebswelle 17 ist mit einer Werkzeugaufnahme 18 aus­ gestattet, in der ein Multifunktions-Werkzeug 19 befestigt ist. Dieses besteht aus einer Kappsäge 20 und einem Profil-Fräskopf 21, die hintereinander angeordnet sind, wobei die Kappsäge 20 einen größeren Durchmesser als der Profil-Fräskopf 21 aufweist.

Seitlich des Multifunktions-Werkzeugs 19 ist jeweils eine am Werkzeug-Halteelement 8 gelagerte Tasteinrichtung 22 vorgesehen, die eine vertikal verlaufende Tastkufe 23 aufweist. Jeder Tast­ kufe 23 ist ein Pneumatikzylinder 24 zugeordnet, der jeweils ü­ ber eine in den Fig. 2 und 3 mit einer Strichpunktlinie 25 sym­ bolisch angedeuteten Druckluftleitung mit einem der beiden Pneu­ matik-Anschluss-Stutzen 7 verbunden ist, welche beim Betrieb des Aggregates 1 fest mit dem Bearbeitungszentrum in Verbindung ste­ hen, und somit die Pneumatikzylinder 24 mit gesteuerter Druck­ luft versorgen können.

Der Aufbau der Tasteinrichtung 22 geht am besten aus der Teilschnitt-Darstellung gemäß Fig. 3 hervor. Die Tastkufen 23 sind über obere und untere Führungsstangen 26 bzw. 27 im Werk­ zeug-Halteelement 8 geführt, die an ihrem einen Ende starr mit der Tastkufe 23 und an ihrem anderen Ende starr mit einer An­ schlagplatte 28 verbunden sind. Dieser Anschlagplatte 28 sind zwei Anschläge in Form von Schrauben 29, 30 zugeordnet. In der Darstellung gemäß Fig. 3 liegt die Anschlagplatte 28 am Kopf der Schraube 29 an. Diese Endlage des Arbeitshubes des Pneumatikzy­ linders 24 entspricht der Bearbeitungsebene der Kappsäge 20. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, dass in dieser Endlage die Anlagefläche der Tastkufe 23 exakt mit der Schneidkante 20.1 der Kappsäge 20 fluchtet. Um die Tastkufen 23 auf die Bearbeitungsebene des Pro­ fil-Fräskopfes 21 einzustellen, muss die Tastkufe 23, bezogen auf die Darstellung gemäß Fig. 3, nach links bewegt werden, was durch einen entsprechenden Arbeitshub des Pneumatikzylinders 24 erreicht wird. Diese Endlage ist durch den Anschlag der An­ schlagplatte 28 an die Schraube 30 bestimmt. In Fig. 3 ist die Bearbeitungsebene des Profil-Fräskopfes bzw. die dann vorliegen­ de Lage der Anlagefläche der Tastkufen 23 mit einer Strichpunkt­ linie 31 angedeutet.

Nachstehend wird die Arbeitsweise mit dem beschriebenen Ag­ gregat 1 anhand der Fig. 4 bis 10 erläutert.

Bearbeitet wird eine Holz- bzw. Spanplatte 32, nachfolgend Werkstück genannt, an die Kantenstreifen 33 bzw. 34 senkrecht aufeinanderstehend angeleimt werden. Dieses Anleimen geschieht so, dass zunächst auf zwei gegenüberliegenden Seiten Kanten­ streifen 33 angeleimt werden, und zwar derart, dass die Kanten­ streifen 33 gegenüber dem Werkstück 32 einen Überstand 35 auf beiden Seiten haben. Diese Überstände 35 werden mittels der Kappsäge 20 maßgenau abgeschnitten, indem das Aggregat 1 nach­ einander alle vier Ecken des Werkstücks 32 anfährt. In Fig. 4 ist das Abschneiden des Überstandes 35 an einer Ecke des Werk­ stücks 32 exemplarisch dargestellt. Um diesen Bearbeitungsgang auszuführen, wird das Aggregat 1 zunächst über eine CNC- Positionierungseinrichtung des Bearbeitungszentrums an das Werk­ zeug 32 gefahren, so dass die, bezogen auf Fig. 4, rechte Tast­ kufe 23 in Anlage an die noch nicht mit einem Kantenstreifen 34 versehene Stirnfläche 36 des Werkstücks 32 gelangt. Etwaige To­ leranzen werden dabei aufgrund der verschiebbaren und federnden Lagerung des Werkzeug-Halteelements 8 ausgeglichen. Die Schneid­ kante 20.1 der Kappsäge 20 ist somit maßgenau fluchtend mit der Stirnfläche 36 des Werkstücks 32 ausgerichtet. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, dreht sich das Multifunktions-Werkzeug 19 in Gegen- Uhrzeigerrichtung. Die Schnittkraft-Richtung der Kappsäge 20 muss gegen das Werkstück 32 gerichtet sein, damit der kurz zuvor aufgeleimte Kantenstreifen 33 durch die Bearbeitung nicht wieder gelöst wird. Um diese gewünschte Schnittkraft-Richtung zu errei­ chen, muss das Aggregat 1 beim Abschneiden des Überstandes 35 eine Vorschubbewegung 37 von oben nach unten ausführen. Das ist in Fig. 5 dargestellt. Nach dem Abschneiden des Überstandes 35 wird das Aggregat 1 nacheinander an die restlichen drei Ecken des Werkstücks 32 gefahren, wobei dann wechselseitig jeweils ei­ ne andere Tastkufe 23 zum Einsatz kommt und die Vorschubbewegung 37 jeweils umgekehrt wird, um die erforderliche Schnittkraft- Richtung zu realisieren.

Nach dem Abschneiden der Überstände 35 der aufgeleimten Kan­ tenstreifen 33 werden die beiden anderen Kantenstreifen 34 auf die noch nicht belegten Stirnflächen 36 des Werkstücks 32 aufge­ leimt, ebenfalls wieder mit Überständen 35. Diese werden mit der Kappsäge 20 in analoger Weise wie oben beschrieben abgesägt.

Fig. 6 zeigt in Verbindung mit Fig. 7 eine entsprechende Bear­ beitung an einer Ecke des Werkstücks 32.

In einem nachfolgenden Arbeitsgang werden die Stoßstellen der abgeschnittenen Kantenstreifen 33, 34 gerundet. Diese Bear­ beitung wird mit dem Profil-Fräskopf 21 vorgenommen. Dazu müssen zunächst, bezogen auf Fig. 8, die Tasteinrichtungen 22, d. h. ih­ re Tastkufen 23, nach rechts so weit ausgefahren werden, bis de­ ren Anlageflächen in der Bearbeitungsebene 31 (Fig. 3) des Pro­ fil-Fräskopfes 21 liegen.

Bei der Bearbeitung der Stoßstelle liegt immer nur eine Tastkufe 23 an der Stirnfläche des Werkstücks 32 an, wie das Fig. 8 zu entnehmen ist. Daher sind für die Bearbeitung der Stoßstelle zwei Arbeitsbewegungen erforderlich. Bei der ersten Arbeitsbewegung fährt das Aggregat 1 in der in Fig. 8 gezeigten Situation von oben nach unten und nimmt eine erste Kantenbear­ beitung vor. Danach wird es um 90°, bezogen auf Fig. 8, im Uhr­ zeigersinn geschwenkt, so dass die, bezogen auf Fig. 8, obere Tastkufe 23 am angeleimten Kantenstreifen 34 zur Anlage kommt. Das Aggregat 1 wird dann von unten nach oben verfahren und nimmt mit dieser zweiten Arbeitsbewegung eine weitere Kantenbearbei­ tung vor, die die erforderliche Kantenrundung komplettiert. Der geschilderte Bewegungsablauf wiederholen sich an allen vier E­ cken des Werkstücks 32. Diese Bearbeitungsweise hat den erhebli­ chen Vorteil, dass aufgrund der nur jeweils einen anliegenden Tastkufe 23 unterschiedlichste Winkel am Werkstück 32 bearbeit­ bar sind. Dies ist in den Fig. 9 und 10 schematisch an einem Werkstück 32 mit in einem stumpfen Winkel aufeinanderstoßenden Kanten dargestellt.

Claims (5)

1. Kapp- und Kantenrundungs-Aggregat zum Kappen von an plat­ tenförmigen Werkstücken angeleimten, überstehenden Kan­ tenstreifen und anschließendem Runden der Stoßstellen, aufweisend ein Anschlusselement zu einer Arbeitsspindel eines Bearbeitungszentrums mit einem Antriebsadapter, der ein von der Arbeitsspindel aufgebrachtes Drehmoment an eine Aggregatspindel überträgt, ein senkrecht zur Achse der Aggregatspindel am Anschlusselement federnd gelager­ tes Werkzeug-Halteelement, wobei das Werkzeug- Halteelement eine Kappsäge und einen Profil-Fräskopf antreibbar aufnimmt und mit einer Tasteinrichtung verse­ hen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappsäge (20) und der Profil-Fräskopf (21) auf einer Abtriebswelle (17) sitzen, wobei der Profil-Fräskopf (21) außen sitzt und einen kleineren Durchmesser als die Kappsäge (20) auf­ weist, und beidseitig von Kappsäge (20) und Profil- Fräskopf (21) je eine Tasteinrichtung (22) vorgesehen ist, die von der Bearbeitungsebene der Kappsäge (20) auf die Bearbeitungsebene (31) des Profil-Fräskopfes (21) und umgekehrt umstellbar sind.

2. Kapp- und Kantenrundungs-Aggregat nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, dass die Aggregatspindel (5) in ei­ nen antriebsseitigen, im Anschlusselement (2) gelagerten Bereich (5.1) und einen abtriebsseitigen, im Werkzeug- Halteelement (8) gelagerten Bereich (5.2) unterteilt ist, und beide Bereiche (5.1, 5.2) durch eine, einen radialen Versatz beider Bereiche (5.1, 5.2) zulassende Ausgleichs­ kupplung (14) verbunden sind.

3. Kapp- und Kantenrundungs-Aggregat nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, dass die Drehmomenten-Übertragung vom abtriebsseitigen Bereich (5.2) der Aggregatspindel (5) auf die Abtriebswelle (17) über ein Kegelradgetriebe (15, 16) in einer Übersetzung erfolgt.

4. Kapp- und Kantenrundungs-Aggregat nach einem der vorste­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tast­ einrichtung (22) eine mechanische Tastkufe (23) aufweist, die über einen elektrischen, hydraulischen oder pneumati­ schen Antrieb (24) in die Bearbeitungsebene der Kappsäge (20) oder in die Bearbeitungsebene (31) des Profil- Fräskopfes (21) verstellbar ist.

5. Kapp- und Kantenrundungs-Aggregat nach Anspruch 4, da­ durch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsebenen von Kappsäge (20) und Profil-Fräskopf (21) durch verstellbare Endanschläge (29, 30) der Tastkufen (23) festgelegt sind.