CH694911A5

CH694911A5 - Vorrichtung zum Bearbeiten eines Stabes aus Holz oder Kunststoff.

Info

Publication number: CH694911A5
Application number: CH24742000A
Authority: CH
Inventors: Eugen Rold
Original assignee: Eugen Rold
Priority date: 1999-12-21
Filing date: 2000-12-19
Publication date: 2005-09-15
Also published as: ATA21182000A; AT413087B; DE19961740C2; DE19961740A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines Stabes aus Holz oder Kunststoff nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Das Hauptgewicht der erfindungsgemässen Bearbeitungsvorrichtung liegt auf dem Bearbeiten von Holzstäben.

Eine bekannte Vorrichtung zum Bearbeiten von Metallwerkstücken sieht eine Einrichtung vor, welche das zu bearbeitende Metallwerkstück an seinen beiden Enden festhält. Weiterhin ist eine Einrichtung vorgesehen, mittels welcher die Umfangsfläche des Metallwerkstückes bearbeitet werden kann. Nachteilig bei dieser bekannten Bearbeitungsvorrichtung für Metallwerkstücke ist, dass die Bearbeitungsmöglichkeiten nur sehr eingeschränkt sind bzw. dass bestimmte Formgebungen des Metallwerkstückes nur mit einem grossen technischen Aufwand sowie handwerklichem Geschick möglich ist.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der Stäbe aus Holz oder Kunststoff mit universellen Strukturen geschaffen werden können, wobei insbesondere als Basis für die Bearbeitungsvorrichtung eine herkömmliche Holzfräsmaschine verwendet werden soll.

Die technische Lösung ist gekennzeichnet durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1.

Dadurch ist eine Vorrichtung, geschaffen, mit der in Verbindung mit einer herkömmlichen Holzfräsmaschine universell Stäbe aus Holz oder Kunststoff im Sinne einer Oberflächenstrukturierung bearbeitet werden können. Die Grundidee besteht in einer einfachen Umrüstung die sehr bekannten Holzfräsmaschine zur Nutzung als erfindungsgemässe Bearbeitungsvorrichtung für Stäbe. Das Grundprinzip der erfindungsgemässen Bearbeitungsvorrichtung besteht in einem Verschiebetisch. Im Bereich des Verschiebeweges dieses Verschiebetisches ist die Bearbeitungseinrichtung angeordnet. Mit dieser Bearbeitungseinrichtung können, je nach dem vorgegebenen Tischweg, lange, aber auch kurze Stäbe mit einem Durchmesser bzw. mit einem diagonalen Eckmass von beispielsweise 250 mm bearbeitet werden.

Wie nachfolgend noch auszuführen sein wird, kann der Stab zylindrisch, kegelig, 3-kantig, 4-kantig, 5-kantig usw., d.h. beliebig in jeder Winkellage innerhalb 360 DEG bearbeitet werden. Zudem können axiale sowie radiale Verzierungen am Umfang des Stabes gearbeitet werden. Selbst das Fräsen von Zahnrädern aus Holz oder Kunststoff in Gerade- und Schrägverzahnung ist möglich. Ausserdem können mit einer einfachen Zusatzeinrichtung die vorerwähnten Formen auch spiralförmig sowie zickzackförmig bearbeitet werden. Eine weitere einfache Zusatzeinrichtung stellt die Aufnahme einer Handfräsmaschine dar, mit der Schriften, Gravuren, Verzierungen etc. in die Oberfläche des Stabes eingefräst werden können.

Die Weiterbildung gemäss Anspruch 2 schlägt vor, dass die Bearbeitungseinrichtung eine Fräseinrichtung ist. Dabei kann es sich um einen Fräskopf mit Fräsmesser oder aber auch um einen Schaftfräser handeln. Diese Fräseinrichtungen stellen technisch einfache Möglichkeiten dar, um die Oberfläche der Stäbe zu bearbeiten.

Die Weiterbildung gemäss Anspruch 3 schlägt vor, dass die Bearbeitungseinrichtung fest stehend ist. Dies bedeutet, dass die Bearbeitungseinrichtung bezüglich des Maschinengestells nicht in ihrer Position verändert werden kann, so dass eventuelle Verstellungen in Radialrichtung des Stabes durch eine Positionsveränderung dieses Stabes durchgeführt werden.

Eine Alternative hierzu schlägt Anspruch 4 vor. Die Grundidee hier besteht darin, dass die Bearbeitungseinrichtung in einem gewissen Bereich in Radialrichtung des Stabes verstellt werden kann. In der Bearbeitungsposition ist die Bearbeitungseinrichtung jedoch fest bezüglich des Maschinengestells angeordnet. Indem die Bearbeitungseinrichtung in ihrer Position veränderbar ist, kann zusätzlich aber auch -wie vorstehend beschrieben - der Stab quer zur Längserstreckung verstellbar sein.

Wie zuvor bereits erwähnt, schlägt die Weiterbildung des Anspruchs 5 vor, dass die jeweilige Halteeinrichtung für den Stab in ihrer Position quer zur Längserstreckung des Stabes verstellbar ist. Dadurch ist eine einfache Möglichkeit geschaffen, um den Stab auf einen gewünschten Durchmesser zu bearbeiten. Um die jeweilige Halteeinrichtung in ihrer gewünschten Position zu fixieren, ist eine Verstelleinrichtung vorgesehen.

Die Weiterbildung gemäss Anspruch 6 hat den Vorteil, dass dadurch kegelig ausgebildete Stäbe auf einfache Weise geschaffen werden können.

Vorzugsweise ist gemäss der Weiterbildung in Anspruch 7 der Stab um seine Mittelachse herum in eine Drehbewegung versetzbar. Diese Drehbewegung kann mittels eines Antriebsmotors erzielt werden. Es kann sich dabei um einen speziellen Elektromotor, aber auch um den Antrieb einer herkömmlichen Bohrmaschine handeln. Als Drehantrieb kann - wie noch auszuführen sein wird - eine Zahnstange dienen.

Die Weiterbildung gemäss Anspruch 8 hat den Vorteil, dass dadurch zylindrische Stäbe geschaffen werden können. Der Elektromotor versetzt dabei den zu bearbeitenden Stab in eine dauernde Umlaufbewegung, so dass die Bearbeitungseinrichtung das überschüssige Holz oder den überschüssigen Kunststoff abtragen kann.

Eine weitere bevorzugte Weiterbildung schlägt gemäss Anspruch 9 vor, dass die Drehbewegung des Stabes mit der Längsbewegung des Verschiebetisches zwangsgekoppelt ist. Die Grundidee besteht dabei darin, dass bei der Vorwärtsbewegung des Verschiebetisches der Stab gleichzeitig eine vordefinierte Drehbewegung ausführt. Die Drehbewegung kann dabei in die eine Richtung oder in die andere Richtung erfolgen. Auch ist es möglich und denkbar, dass für eine gewisse Wegstrecke keine Drehbewegung durchgeführt wird. Durch diese Bewegungskopplung mittels einer einfachen Zusatzeinrichtung können die Stäbe wendelförmig sowie zickzackförmig oder mit anderen Formen bearbeitet werden.

Eine konkrete technische Lösung dieser Zwangskopplung schlägt die Weiterbildung gemäss Anspruch 10 vor. Die Grundidee besteht darin, dass sich in Richtung des Verschiebeweges des Verschiebetisches eine Führungsschiene erstreckt, welche entsprechend der gewünschten Oberflächenbearbeitung einen vorbestimmten Verlauf besitzt. Beispielsweise wird bei einer wendelförmigen Oberflächenbearbeitung des Stabes die Führungsschiene bezüglich des Verschiebeweges des Verschiebetisches einen spitzen Winkel aufweisen. Bei einer zickzackförmigen Oberflächenstruktur ist die Führungsschiene ebenfalls zickzackförmig ausgebildet. Die so ausgebildete und ausgerichtete Führungsschiene steht in Wirkverbindung mit einem Führungselement, welches wiederum in Wirkverbindung mit dem Drehantrieb für den Stab steht.

Eine konkrete technische Lösung dieser Wirkverbindung schlägt die Weiterbildung gemäss Anspruch 11 vor. Die Verwendung einer Zahnstange stellt eine technisch einfache Möglichkeit dar, um die radialen Ausschläge des Führungselements auf den Drehantrieb zu übertragen.

Die Weiterbildung gemäss Anspruch 12 schafft die Voraussetzung dafür, dass durch die Veränderbarkeit der Grundwinkeleinstellung mehrkantige Stäbe geschaffen werden können. Es ist lediglich erforderlich, den Stab bei Beginn eines Bearbeitungsvorganges in die jeweilige Winkelposition überzuführen.

Schliesslich schlägt die Weiterbildung gemäss Anspruch 13 vor, dass der Verschiebetisch entweder von Hand oder motorisch verschiebbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Bearbeitung von Stäben wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt: Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf die Bearbeitungsvorrichtung mit einer schematischen Darstellung der wesentlichen Teile zur Verdeutlichung des Gesamtaufbaus; Fig. 2 eine detailliertere Draufsicht der Bearbeitungsvorrichtung in Fig. 1; Fig. 3 einen Querschnitt durch die Bearbeitungsvorrichtung im Bereich der Zahnstange der einen Halteeinrichtung (in Fig. 2 rechts).

Die Vorrichtung zum Bearbeiten von Stäben aus Holz oder Kunststoff weist einen Verschiebetisch 2 auf, welcher in Richtung des Pfeiles P entweder von Hand oder aber mittels eines Antriebsmotors verschiebbar ist. An beiden Enden des Verschiebetisches 2 befindet sich jeweils ein quer laufender Träger 3. Jeder der beiden Träger 3 weist jeweils eine Halteeinrichtung 4 für den bearbeitenden Stab 1 auf, wobei die beiden Halteeinrichtungen 4 die Mittelachse M des Holzstabes 1 definieren. Die beiden Träger 3 sind jeweils mittels eines Handrades 5 in Querrichtung des Verschiebetisches 2 verstellbar. Der einen (in Fig. 2 rechten) Halteeinrichtung 4 ist ein Elektroantrieb 15 zugeordnet. Dabei kann es sich um einen Elektromotor handeln oder aber um den Antrieb einer herkömmlichen Bohrmaschine. Dieser Elektroantrieb 15 wirkt auf die Welle der rechten Halteeinrichtung 4.

Eine Spindel 7 ist als gemeinsame Welle mit der in Fig. 2 rechten Halteeinrichtung 4 ausgebildet und steht in Wirkverbindung mit einer quer zur Verschieberichtung des Verschiebetisches 2 verlaufenden Zahnstange 8. Um die Spindel 7 mit der Zahnstange 8 zu koppeln, dient eine Verstellschraube 9. Diese wirkt am vorderen Ende auf radiale Verriegelungsstifte 10. Nach der Radialbewegung dieser Verriegelungsstifte 10 gelangt die Spindel 7 in Formschluss mit ei nem Zahnrad 11, welches mit der Zahnstange 8 kämmt. Dadurch ist ein Drehantrieb 6 geschaffen.

Die Zahnstange 8 trägt weiterhin ein Führungselement 12. Dieses ist gleitbar auf einer Führungsschiene 13 gelagert, wobei in Fig. 2 zwei Typen von Führungsschienen 13 dargestellt sind, nämlich eine gerade verlaufende Führungsschiene 3 (in drei Winkelpositionen) sowie eine zickzackförmige Führungsschiene 13.

Schliesslich weist die Anlage noch eine Bearbeitungseinrichtung 14 in Form eines Fräskopfes mit Fräsmesser (links) oder einem Schaftfräser (rechts) auf.

Die Funktionsweise der Bearbeitungsvorrichtung für Stäbe 1 ist wie folgt, wobei verschiedene Bearbeitungsvorgänge beschrieben werden sollen:

1) Zur Rundbearbeitung des Stabes 1 wird dieser zwischen die Spitzen der Halteeinrichtungen 4 eingespannt. Der Stab 1 wird mittels des Elektroantriebs 15 in eine Drehbewegung versetzt. Die Spindel 7 ist dabei von der Zahnstange 8 entkoppelt. Der Fräs-kopf der Bearbeitungseinrichtung 14 ist ebenfalls in Betrieb, und der Verschiebetisch 2 wird in Richtung des Pfeiles P langsam an diesem laufenden Fräs-kopf der Bearbeitungseinrichtung 14 entlanggeschoben. Der Spantiefenabtrag erfolgt durch Verschieben der quer verlaufenden Träger 3 gegen die Bearbeitungseinrichtung 14.

Bei einer einseitigen Verstellung der Träger 3 erfolgt eine konische Bearbeitung des Stabes 1.

2) Beim Einfräsen von Kehlen wird der Stab 1 auf der entsprechenden Längsposition festgestellt und die Träger 3 in Richtung Bearbeitungseinrichtung 14 verschoben.

3) Bei einer Mehrkantbearbeitung des Stabes 1 wird der Stab 1 in entsprechender radialer Lage festgesetzt, beispielsweise bei einer 4-Kant-Bearbeitung in Winkelschritten von 90 DEG . Das Werkstück wird dabei jeweils in der entsprechenden Winkellage längs an der Bearbeitungseinrichtung 14 entlangbewegt. In diesem Fall ist der Elektroantrieb 15 ausgekoppelt.

4) Bei einer wendelförmigen Bearbeitung des Stabes 1 wird wiederum der Stab 1 zwischen den beiden Halteeinrichtungen 4 eingespannt. Der Elektroantrieb 15 ist ausgekoppelt. Allerdings ist die Spindel 7 ist mit der Zahnstange 8 gekoppelt und somit der Drehantrieb 6 aktiviert. Als Führungsschiene 13 dient die gerade verlaufende Führungsschiene 13 (in Fig. 2 unten), allerdings mit einer Schrägstellung dieser Führungsschiene 13 bezüglich der Verschieberichtung des Verschiebetisches 2.

Bei einer Längsbewegung des Verschiebetisches 2 erfährt somit die Zahnstange 8 eine Bewegung. Dadurch wird die Spindel 7 und damit die rechte Halteeinrichtung 4 in eine Drehbewegung versetzt, so dass zwangsläufig am Umfang des Stabes 1 eine Wendelform entsteht. Die Steigung der Wendel richtet sich nach der Winkellage der Führungsschiene 13. Somit können in jeder radialen Winkellage an zylindrischen oder konischen Stäben 1 wendelförmige Fräsungen vorgenommen werden.

5) Soll statt der Wendelform eine Zickzackform auf der Oberfläche des Stabes 1 eingefräst werden, wird als Führungschiene 13 die in Fig. 2 obere, zickzackförmige Führungsschiene 13 verwendet.

6) Schliesslich kann durch eine Zusatzeinrichtung auch eine Schriften- und Gravurbearbeitung mittels Aufnahme einer Handfräsmaschine durchgeführt werden. Diese Zusatzeinrichtung ist allerdings in den Zeichnungen nicht dargestellt.

Das Grundprinzip ist dabei Folgendes:

Die Spindel 7 ist wiederum mit der Zahnstange 8 gekoppelt. Statt des Führungselements 12 ist ein Taststift vorgesehen, welcher längs einer Schablone oder einer Zeichnung geführt wird, welche auf dem fest stehenden Fräsmaschinentisch befestigt ist. Bei manueller Bewegung dieses Taststiftes auf der Schablone oder der Zeichnung wird der Stab 1 entsprechend längs sowie, radial an einem Fräser (Schaftfräser, Stiftfräser) entlanggeführt, wobei die Kontur auf dem Stab 1 entsteht. Die Gravurtiefe wird über die beiden Träger 3 oder über die Führung der Handfräsmaschine manuell eingestellt.

Ausserdem ist es mittels der erfindungsgemässen Vorrichtung möglich, Zahnräder zu fräsen, deren Bearbeitung in Gerade- und Schrägverzahnung erfolgen kann. Hierbei ist es erforderlich, einen Schaftformfräser mittels Handoberfräsmaschine zu verwenden.

Weiterhin können mittels Schaftfräsern Bearbeitungen an den Stirnflächen von Werkstücken vorgenommen werden. Dies trifft insbesondere bei Planbearbeitungen und kurzen Kegelformen zu. Bezugszeichenliste

1 Stab

2 Verschiebetisch

3 Träger

4 Halteeinrichtung

5 Handrad

6 Drehantrieb

7 Spindel

8 Zahnstange

9 Verstellschraube

10 Verriegelungsstift

11 Zahnrad

12 Führungselement

13 Führungsschiene

14 Bearbeitungseinrichtung

15 Elektroantrieb

P Pfeil

M Mittelachse

Claims

1. Vorrichtung zum Bearbeiten eines Stabes (1) aus Holz oder Kunststoff mit an den beiden Enden des Stabes (1) angreifenden Halteeinrichtungen (4) sowie mit einer auf die Umfangsfläche des Stabes (1) wirkenden Bearbeitungseinrichtung (14), dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtungen (4) für den Stab (1) auf einem Verschiebetisch (2) angeordnet sind und dieser Verschiebetisch (2) im Wesentlichen in Längsrichtung des Stabes (1) relativ zur Bearbeitungseinrichtung (14) verschiebbar ist.

2. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinrichtung (14) eine Fräseinrichtung ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinrichtung (14) fest stehend angeordnet ist.

4.

Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinrichtung (14) in ihrer Position bezüglich des Verschiebe-tisches (2) im Wesentlichen quer zur Verschieberichtung des Verschiebetisches (2) verstellbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Halteeinrichtung (4) in ihrer Position bezüglich des Verschiebe-tisches (2) im Wesentlichen quer zum Verschiebeweg des Verschiebetisches (2) verstellbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtungen (4) derart angeordnet sind, dass die Mittelachse (M) des Stabes (1) einen spitzen Winkel bezüglich der Verschieberichtung des Verschiebetisches (2) einschliesst.

7.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vor-richtung derart ausgebildet ist, dass der Stab (1) um seine Mittelachse (M) herum in eine Drehbewegung versetzbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass die Drehbewegung des Stabes (1) eine Umlaufbewegung ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass die Drehbewegung des Stabes (1) mit der Längsbewegung des Verschiebetisches (2) zwangsgekoppelt ist.

10.

Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Halteeinrichtung (4) einen Drehantrieb (6) aufweist und dass zwischen dem Verschiebetisch (2) und einer fest stehenden Führungsschiene (13) ein Führungselement (12) zwangsgeführt ist, wobei das Führungselement (12) mit dem Drehantrieb (6) verbunden ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb (6) eine Spindel (7) sowie eine mit dieser Spindel (7) kämmende, quer verlaufende Zahnstange (8) aufweist und dass das Führungselement (12) mit der Zahnstange (8) verbunden ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schaffen eines mehrkantigen Stabes (1) die Grunddrehwinkeleinstellung des Stabes (1) bezüglich seiner durch die Halteeinrichtungen (4) definierten Mittelachse (M) einstellbar ist.

13.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschiebetisch (2) entweder von Hand oder motorisch verschiebbar ist.