DE19629742C1 - Holzdrehmaschine - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Holzdrehmaschine, mit einer Antriebseinheit, einem Spindelstock, einem Reitstock und einem zwischen Spindelstock und Reitstock bewegbaren Werk­ zeugsupport gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Maschinen sind bekannt und dienen der spanabhebenden Bearbeitung von sowohl rotationssymmetrischen als auch asymme­ trischen Holzwerkstücken. Hierzu wird das Werkstück zunächst zwischen einer Mitnehmerspitze des Spindelstockes und einer mitlaufenden (Körner-)Spitze des Reitstockes eingespannt. Bei der Bearbeitung rotiert das Werkstück um eine Drehachse, welche durch die Mitnehmerspitze des Spindelstockes und durch die mit­ laufende Spitze des Reitstocks definiert ist. Der Spanabhub er­ folgt durch die Verwendung von Dreh- und Formstahlwerkzeugen, die - im Gegensatz zu Schleif- oder Fräswerkzeugen - selbst keine Rotationsbewegung ausführen und auf dem zwischen Spindel­ stock und Reitstock bewegbaren Werkzeugsupport befestigt sind. Die Vorschubbewegung zum Erzeugen eines Spanabhubs erfolgt aus­ schließlich durch Bewegung des Werkzeugs parallel oder quer zur Drehachse des Werkstücks. Wird bei ansonsten unverändertem Grundprinzip der Drehstahl durch ein rotierendes Fräswerkzeug ersetzt, entsteht eine sogenannte "Drechselfräsmaschine". Bei nicht rotierendem Werkstück und unter Zuschaltung eines Zwi­ schengetriebes, das gleichzeitig eine Verbindung zwischen Vor­ schubspindel und Spindelstockwelle schafft, entsteht eine soge­ nannte Windungen- und Kannelierfräsmaschine, wodurch die Ein­ satzmöglichkeiten des vorstehenden Drehprinzips zusätzlich er­ weitert werden. Schließlich kann der Drehstahl auch durch ein Schleifwerkzeug ersetzt werden, das rotierend oder nicht-rotie­ rend einsetzbar ist. Der Werkzeugsupport kann sowohl ein reiner Längssupport sein, der in Richtung der Drehachse des Werkstücks verfahrbar ist, als auch eine Kombination aus einem solchen Längssupport mit einem Quersupport, wodurch das Werkzeug auch quer zur Werkstück-Drehachse verfahrbar ist. Für die industri­ elle Anwendung als Kopierdrehbank ist mit dem Quersupport eine Tasteinrichtung verbunden, die während der achsparallelen Bewe­ gung eine zweidimensionale Schablone oder ein körperliches Mu­ sterstück abgreift und das Werkzeug entsprechend der zu kopie­ renden Kontur steuert.

Bei einigen bekannten Holzdrehmaschinen verläuft die Werkstück- Drehachse horizontal, d. h. der Spindelstock und der Reitstock sind in horizontaler Ausrichtung zueinander angeordnet. Eine solche Holzdrehmaschine ist beispielsweise aus der DE 38 17 193 A1 bekannt. Wegen der bei der Holzbearbeitung auftretenden großen Rotations- und Zentrifugalkräfte, die ihre Ursache im wesentlichen in der Erdanziehungskraft und in der unterschied­ lichen Dichte des Werkstoffes Holz haben, und wegen der damit einhergehenden Schwingungen, die sich auf die gesamte Drehma­ schine übertragen, sind diese bekannten Drehmaschinen mit einem schweren Maschinenbett aus Gußstahl oder genormten Stahlprofi­ len versehen, um die Schwingungskräfte aufzunehmen. Die Nach­ teile einer solchen herkömmlichen Konstruktion liegen neben dem großen Gewicht der Maschine auch in dem verhältnismäßig großen Raumbedarf, der zunehmend ein wichtiges Kriterium bei der Ein­ richtung von Werkstätten ist. Schließlich ist es aufgrund des großen Raumbedarfs für eine solche Drehmaschine verhältnismäßig kostenaufwendig, eine effiziente emissionsfreie Staubkapselung vorzusehen.

Aus der US-A-1,350,840 ist eine Holzdrehmaschine bekannt, die einen Spindelstock und einen Reitstock aufweist, die in verti­ kaler Ausrichtung übereinander angeordnet sind. Diese bekannte Holzdrehmaschine enthält einen Werkzeugsupport, der zwischen dem Spindelstock und dem Reitstock bewegbar ist. Sowohl der Reitstock als auch der Werkzeugsupport sind jeweils auf einer parallel zur Drehachse der Holzdrehmaschine angeordneten Füh­ rung bewegbar. Diese Führungen bestehen jeweils aus einem Paar vertikaler Stangen. Auf der Höhe des Reitstocks ist eine An­ triebseinheit angeordnet, die über eines der Paare von Stangen vertikal bewegbar ist und zum Drehen eines zu bearbeitenden Holzstammes verwendet wird.

Ausgehend von der Lehre der US-A-1,350,840 der vorliegenden Er­ findung die Aufgabe zugrunde, die Zuverlässigkeit der Funkti­ onsweise der Antriebseinheit zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Holzdrehmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Somit sind die Führungen zur Bewegung des Reitstocks und Werkzeugsupports als Hohlrohrführungen ausgestaltet, auf denen der Reitstock und der Werkzeugsupport gleitend bewegbar geführt sind. Des weiteren wird die Antriebseinheit staubdicht gekapselt unterhalb des Spindelstocks angeordnet. Dies hat den Vorteil, daß die An­ triebseinheit störungsfreier arbeitet und insgesamt wartungsär­ mer betrieben werden kann, da sich der bei der Bearbeitung des Holzstammes erzeugte Holzstaub in der Antriebseinheit nicht festsetzen kann. Um die im Betrieb der Antriebseinheit erzeugte Wärme abzuführen, wird die Antriebseinheit belüftet. Diese Be­ lüftung der Antriebseinheit wird vorteilhafterweise mittels der Hohlrohrführungen durchgeführt. Die Hohlrohrführungen erfüllen daher gleichzeitig zwei Funktionen, nämlich die Führung des Reitstocks und des Werkzeugsupports und ebenfalls die Belüftung der Antriebseinheit. Dadurch kann vorteilhafterweise auf die Verwendung weiterer zusätzlicher Einrichtungen für die Belüf­ tung der Antriebseinheit verzichtet werden.

Die weiteren Vorteile der erfindungsgemäßen Vertikal-Holzdreh­ maschine liegen insbesondere darin, daß eine wesentlich leich­ tere und damit kostengünstigere Maschinenkonstruktion einge­ setzt werden kann, die darüber hinaus wegen des vertikalen Ar­ beitsprinzips mit einem minimalen Platzbedarf auskommt. Außer­ dem ist das schwere Maschinenbett aus Gußstahl oder dergleichen entbehrlich, da die Erdanziehungskraft das rotierende Werkstück nicht mehr in jenem Maße negativ beeinflußt, wie dies bei einem horizontal eingespannten Werkstück geschieht.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen angegeben.

Für die Belüftung der Antriebseinheit ist in vorteilhafter Weise ein Gebläse innerhalb der Kapselung vorgesehen, welches durch eine Hohlrohrführung Frischluft in den Antriebsraum ein­ saugt und durch eine andere Hohlrohrführung wieder abführt.

Für dünne Drehteile ist es bekannt, eine Lünetteneinheit vorzu­ sehen, die das Werkstück in der Nähe der Schnittstellen ab­ stützt. Bei der erfindungsgemäßen Holzdrehmaschine ist vorzugs­ weise vorgesehen, eine solche Lünetteneinheit konzentrisch zur Drehachse auf den Hohlrohrführungen gleitend anzuordnen. Die Lünetteneinheit kann aber auch auf dem Werkzeugsupport befe­ stigt sein. Da diese auch mittels der Hohlrohrführungen geführt ist, kann die Lünetteneinheit in jedem Fall mit dem Bearbei­ tungswerkzeug mitlaufen, ohne daß Fluchtungsfehler auftreten.

Die Anzahl der Hohlrohrführungen ist nahezu beliebig. Bei­ spielsweise können für verschiedenartige Werkzeugsupporte, bei­ spielsweise zum Drehen, Fräsen oder Schleifen, mehrere Hohl­ rohrführungen vorgesehen sein.

Üblicherweise wird der Werkzeugsupport mittels einer Vorschub­ spindel in axialer Richtung verfahren. Gemäß einer Weiterbil­ dung der Erfindung ist hierzu vorgesehen, daß der Reitstock mittels einer Schnappvorrichtung wahlweise durch die Vorschub­ spindel mitnehmbar oder aber arretierbar ist. Darüber hinaus kann durch Zuschalten eines entsprechenden Zwischengetriebes, das mit der Vorschubspindel gekoppelt wird, ein Fräsen von Win­ dungen oder Längsnuten ("Kannelieren") durchgeführt werden.

Schließlich ist vorzugsweise vorgesehen, daß die gesamte Holzdrehmaschine mittels eines Gehäuses staubdicht gekapselt ist. Diese Weiterbildung der Erfindung ist in sinnvoller Weise überhaupt erst durch die vertikale Ausrichtung der erfindungs­ gemäßen Drehmaschine möglich.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Er­ findung anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Vertikal- Drehmaschine;

Fig. 2 eine schematische Vorderansicht der Vertikal-Drehma­ schine gemäß Fig. 1 (ohne Treppe 12); und

Fig. 3 eine Daraufsicht auf die Vertikal-Drehmaschine gemäß den Fig. 1 und 2 (ohne Treppe 12).

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Holzdrehmaschine mit einer An­ triebseinheit 1, einem Spindelstock 3, einem Reitstock 5 und einem zwischen Spindelstock 3 und Reitstock 5 mittels einer Vorschubspindel 13 verfahrbaren Werkzeugsupport 7. Der Spindel­ stock 3 und der Reitstock 5 sind in vertikaler Ausrichtung übereinander angeordnet, wobei die Drehachse 31 durch eine Mit­ nehmerspitze 23 des Spindelstockes 3 und eine in Fig. 1 ver­ deckte und daher nicht sichtbare mitlaufende Körnerspitze 25 definiert wird. Diese Drehachse 31 verläuft somit bei dieser Holzdrehmaschine in vertikaler Richtung.

Zum Spindelstock 3 gehört ein unteres Halteschild 6, das den Arbeitsbereich 24 nach unten hin begrenzt, und am oberen Ende der Holzdrehmaschine ist ein oberes Halteschild 9 vorgesehen, welches den Arbeitsbereich 24 nach oben hin begrenzt. Zwischen dem oberen Halteschild 9 und dem unteren Halteschild 6 sind zwei vertikal und damit parallel zur Drehachse 31 verlaufende Hohlrohrführungen 2, 4 angeordnet, von denen in dieser Darstel­ lung nur eine, die Hohlrohrführung 4 zu sehen ist. Diese Hohl­ rohrführungen 2, 4 sind fest mit dem oberen und dem unteren Halteschild 9, 6 verbunden und dienen der Führung des Reit­ stocks 5 und des Werkzeugsupports 7 bei ihrer Bewegung in ver­ tikaler Richtung. Unterhalb des unteren Halteschildes 6 befin­ det sich der Antriebsraum 34, der mit einer staubdichten Kapse­ lung 10 gegen die Umgebung abgedichtet ist. Der gesamte Ar­ beitsbereich 24 der Vertikal-Drehmaschine ist von einem Gehäuse 32 umgeben, welches beispielsweise aus Aluminiumprofilen und Plexiglaswänden bestehen kann. Das "Rückgrat" der Holzdrehma­ schine bildet ein Doppel-T-Träger 16, der an der Rückwand 35 des Gehäuses 32 angeordnet ist und sich in vertikaler Richtung durch den gesamten Arbeitsbereich 24 erstreckt. An der gegen­ überliegenden Vorderseite des Gehäuses 32 ist eine Vordertür 20 vorgesehen, durch welche der Arbeitsbereich 24 zugänglich ist. Ferner ist an der Vorderseite ein Bedienpult 14 angeordnet, so­ wie eine zweistufig Treppe 12, über welche der Arbeitsbereich 24 trotz seiner antriebsbedingten Erhebung ohne weiteres zu­ gänglich ist.

Da die Vertikal-Holzdrehmaschine nicht nur zum Drehen im eigentlichen Sinne, d. h. nicht nur zur Bearbeitung eines rotie­ renden Holzwerkstückes bei stehendem Werkzeug, geeignet ist, sondern beispielsweise auch zum Fräsen oder Schleifen mit einem rotierenden Werkzeug bei drehendem Holzwerkstück, ist in Fig. 1 ferner beispielhaft ein Werkzeug-Antriebsmotor 21 dargestellt, der ein Werkzeug 15 antreibt. Dieses Werkzeug 15 kann ein Fräs- oder ein Schleifwerkzeug oder aber auch ein Drehstahl sein. Der Werkzeug-Antriebsmotor 21 ist mit dem Werkzeug 15 quer zur Drehachse 31 (Fig. 2) verfahrbar entweder auf dem Werkzeugsup­ port 7 oder aber auf einem gesonderten Support, in jedem Fall aber auch auf eine der Hohlrohrführungen 2, 4 geführt, angeord­ net.

Fig. 2 zeigt eine schematische Vorderansicht der Vertikal-Dreh­ maschine gemäß Fig. 1, wobei hier die zweistufige Treppe 12 weggelassen wurde, um einen frontalen Einblick in den Antriebs­ raum 34 zu gewähren. Anhand dieser Darstellung ist ersichtlich, daß die Antriebseinheit 1 konzentrisch zur Drehachse 31 unter­ halb des Spindelstockes 3 angeordnet ist. Innerhalb des Spindelstockes 3 ist ferner ein auf die Drehwelle 36 aufklapp­ barer Getriebevorschub 30 vorgesehen, welcher sowohl im Rechts- als auch im Linkslauf betrieben werden kann. Mit diesem Getriebevorschub 30 ist ein Fräsen oder Schleifen von Windungen möglich. Ferner birgt der Antriebsraum 34 ein Gebläse 8, das der Belüftung des Antriebsraums 34, und damit der Kühlung der Antriebseinheit 1 dient. Die Hohlrohrführungen 2, 4 sind innen hohl ausgebildet, und das Gebläse 8 saugt durch die Hohlrohr­ führung 2 in Richtung des Pfeils 29 Frischluft in den Antriebs­ raum 34 ein und bläst diese durch die Hohlrohrführung 4 in Richtung des Pfeils 27 wieder heraus. Somit ist für eine konti­ nuierliche Kühlung der Antriebseinheit 1 gesorgt.

Es wurde vorstehend bereits beschrieben, daß das Werkzeug 15 mittels des Werkzeug-Antriebsmotors 21 in Rotation versetzt werden kann, wodurch die Holzdrehmaschine bei ansonsten unver­ ändertem Grundprinzip als Drechsel- oder Windungsfräsmaschine eingesetzt werden kann. Für den Einsatz zum Kopierfräsen oder Kopierdrehen ist das Werkzeug 15 und der Werkzeug-Antriebsmotor 21 quer zur Drehachse 31 verfahrbar auf einem (nicht darge­ stellten) Quersupport angeordnet, und dieser Quersupport ist mit einer Tasteinrichtung verbunden, die während des achsparal­ lelen Vorschubs eine zweidimensionale Schablone oder aber ein körperliches Musterstück abgreift und das Werkzeug 15 entspre­ chend der zu kopierenden Kontur steuert. Zum Halten der Scha­ blone oder des körperlichen Musterstücks ist eine Halteschiene 18 (Fig. 3) vorgesehen, die ihrerseits an einem Haltearm 33 be­ festigt ist.

Anhand Fig. 2 wird nochmals deutlich, daß das Holzwerkstück 17 zwischen der Mitnehmerspitze 23 des Spindelstockes 3 und der mitlaufenden Körnerspitze 25 des Reitstockes 5 vertikal einge­ spannt ist, wobei für das Einspannen ein zum Reitstock 5 gehö­ render Andruckzylinder 19 vorgesehen ist.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf die Vertikal-Holzdrehmaschine gemäß den Fig. 2 und 3. Anhand dieser Darstellung ist ersicht­ lich, daß die Hohlrohrführungen 2, 4 jeweils einen hohlen In­ nenraum 26, 28 aufweisen, durch welchen die Belüftung der An­ triebseinheit 1 erfolgt. Ferner ist der Doppel-T-Träger 16 er­ kennbar, welcher an der Rückwand des Gehäuses 32 angeordnet ist und sozusagen das "Rückgrat" der Holzdrehmaschine bildet. Schließlich wird anhand dieser Darstellung nochmals deutlich, daß die gesamte Holzdrehmaschine von einem Gehäuse 32 umgeben ist, und daß eine Seitentür 22 und eine Vordertür 20 vorgesehen sind, durch welche der Arbeitsbereich 24 bequem zugänglich ist.

Claims (6)

1. Holzdrehmaschine, mit einer Antriebseinheit (1), einem Spindelstock (3), einem Reitstock (5) und einem zwischen Spindelstock (3) und Reitstock (5) bewegbaren Werkzeugsupport (7), wobei der Spindelstock (3) und der Reitstock (5) in vertikaler Ausrichtung übereinander angeordnet sind, und wobei die Holzdrehmaschine wenigstens zwei vertikale und damit parallel zur Drehachse (31) zwischen dem Spindelstock (3) und einem oberen Halteschild (9) angeordnete Führungen aufweist, auf denen der Reitstock (5) und der Werkzeugsupport (7) gleitend bewegbar geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen als Hohlrohrführungen (2, 4) ausgebildet sind und daß die Antriebseinheit (1) staubdicht gekapselt unterhalb des Spindelstocks (3) angeordnet und mittels der Hohlrohrführungen (2, 4) belüftet ist.

2. Holzdrehmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Gebläse (8) innerhalb der Kapselung (10), welches durch eine Hohlrohrführung (2) Frischluft in den Antriebsraum (34) einsaugt und durch eine andere Hohlrohrführung (4) wieder abführt.

3. Holzdrehmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Lünetteneinheit (11), die konzentrisch zur Drehachse (31) gleitend auf den Hohlrohrführungen (2, 4) sitzt.

4. Holzdrehmaschine nach einem der Ansprüche 2-3, gekennzeichnet durch mehrere Hohlrohrführungen (2, 4), die der Aufnahme mehrerer Werkzeugsupporte (7) dienen.

5. Holzdrehmaschine nach einem der Ansprüche 1-4, bei der der Werkzeugsupport (7) mittels einer Vorschubspindel (13) in axialer Richtung verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Reitstock (5) mittels einer Schnappvorrichtung wahlweise durch die Vorschubspindel (13) mitnehmbar oder arretierbar ist.

6. Holzdrehmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Holzdrehmaschine mittels eines Gehäuses (32) staubdicht gekapselt ist.