DE2448067C2 - Bohr- und Fräsmaschine für Profilstäbe aus Kunststoff oder Metall - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohr- und Fräsmaschine für Profilstäbe aus Kunststoff oder Metall, mit mehreren, an einem Maschinengestell angeordneten Vorschubeinheiten mit je einer axial gegen den TVofilstab vorschiebbaren, angetriebenen Bohr- bzw. Fräseinheit für gleichzeitige Bearbeitung eines Profil-Stabes.

Für die verschiedensten Einsatzbereiche, beispielsweise für Fenster- und Türrahmen, werden immer mehr Profilstäbe aus Kunststoff oder Metall verwendet, insbesondere Hohlprofilstäbe. Aus Gründen der wirtschaftlichen Fertigung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die erforderlichen Bohrungen und Einfräsungen bereits am Profilstab vorzunehmen, bevor die Profilstäbe zu einem Rahmen oder dergleichen zusammengesetzt werden.

Zu diesem Zweck sind Maschinen bekannt, die mit mehreren Bohreinheiten (Antriebsmotor mit Bohrspindel auf einer Vorschubeinheit) ausgerüstet sind, mittels deren an allen Seiten des Profilstabs Bohrungen ausgeführt werden können. In vielen Fällen sind auch Einfräsungen erforderlich, größtenteils in Längsrichtung des Profilstabes verlaufende Schlitzt, die mit einem Fingerfräser gefräst werden müssen. Zu diesem Zweck sind große stationäre Maschinen bekannt, die eine oder mehrere Fräseinheiten besitzen; diese Fräseinheiten sind einzeln geführt und werden seitlich mit Hilfe von Preßluft-Vorschubeinheiten oder dergleichen bewegt, um den erforderlichen Fräsvorschub in Stablängsrichtung zu erhalten. Diese einzeln seitlich geführten Fräseinheiten verursachen sehr grüße Herstellungskosten für diese Maschinen, weil die Fräseinheiten gesondert mit sehr aufwendigen Steuerungseinrichtungen gesteuert werden müssen. Derartige seitlich verschiebbare Bearbeitungseinheiten werden auch verwendet, wenn mehrere Bohrungen mit gleichem Durchmesser so dicht nebeneinander liegen, daß ein Mehrfachbohrkopf nicht verwendet werden kann.

Aus der DE-OS 16 27 020 ist eine aus einem Baukastensystem zusammengebaute Transferstraße bekannt, bei der ein Werkstück nacheinander in verschiedene Arbeitsstationen weiterbefördert wird, in denen jeweils nur eine ganz begrenzte Anzahl von Arbeitsgängen ausführbar ist. da die pro Station vorgesehenen wenigen Arbeitseinheiten eine im wesentlichen stationäre und starre Ausbildung aufweisen. Die Arbeitseinheiten sind außer in der Vorschubbewegung in Achsrichtung des Werkzeuges nur in einer weiteren Achsrichtung ohne Winkeländerungsmöglichkeit für das Einrichten auf ein anderes Werkstück verstellbar. Bei diesem bekannten System muß ein Werkstück nacheinander an unterschiedlichen räumlichen Orten von den einzelnen Arbeitseinheiten bearbeitet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine auch /.um Fräsen von Profilstäben geeignete Maschine zu schaffen, die einerseits gegenüber den herkömmlichen

Fräsmaschinen mit Kreuzschlitten einen wesentlich einfacheren und billigeren Aufbau gestattet, mit der es andererseits aber auch möglich ist, eine Vielzahl von Arbeitseinheiten in möglichst beliebiger Lage in Beziehung zu dem zu bearbeitenden Profilstab positionieren zu können, wobei es u, a. auch möglich sein soll, eine ausreichende Anzahl von Arbeitseinheiten vorzusehen, um unter Umständen in zeitlicher Aufeinanderfolge zwei oder mehr Gruppen von Arbeitsgängen ausführen zu körmen, ohne daß der Profilstab deswegen von einer Arbeitsstation in eine andere überführt werden müßte.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst Mit dieser erfindungsgemäßen Lösung lassen sich einfache, lediglieh für einen axialen Vorschub vorgesehene Arbeitseinheiten mit Bohr- bzw. Fräswerkzeugen verwenden, die durch bloßes Festklemmen am Maschinengestell in nahezu unbegrenzter Anordnungsvielfalt um den zu bearbeitenden Profilstab herum und entlang dessen Längserstreckung angeordnet werden können. Dies ist insbesondere dadurch möglich, daß ein Quervorschub der Arbeitseinheiten entfällt, welcher erfindungsgemäß in den Werkstückträger verlegt wird. Um dennoch eine praktisch allseitige Zugänglichkeit des zu bearbeitenden ^ Profilstabes zu ermöglichen, erhält der Werkstückschlitten bei einer bevorzugten Ausführungsform eine speziell hierfür geeignete Ausbildung.

Ein besonders einfacher Maschinenaufbau in diesem Zusammenhang ergibt sich dadurch, daß das fviaschi- » nengestell durch Längsträger zur Aufnahme der Vorschubeinheiten verbundene Wangen aufweist, in denen seinerseits wieder der Werkstückschlitten verschiebbar geführt ist. Da an jeden einzelnen Längsträger mehrere Bearbeitungseinheiten angeklemmt sein a können, und da eine größere Anzahl von Längsträgern zwischen den beiden Wangen vorgesehen werden kann, lassen sich ohne erhebliche Vergrößerung des Bauaufwandes und mit leichter Umrüstmöglichkeit sehr viele Bearbeitungseinheiten vorsehen, wenn dies erforderlich ⁴" sein sollte. Indem sich die Längsträger unter verschiedenen Drehwinkeln zwischen den Wangen einspannen lassen, kann auch den Bearbeitungseinheiten eine entsprechende Richtung in ihrer Vorschubbewegung gegeben werden.

Der Werkstückschlitten selbst besteht zweckmäßigerweise aus einem Rechteckprofilträger, der an seinen Enden mittels Führungszapfen in den Wagen verschiebbar gelagert ist, und an dem mit Spanneinrichtungen versehene Konsolen zur Aufnahme des Profil-Stabes längsverstellbar angebracht sind. Außer den Führungszapfen an den Wangen sind keine besonderen Führungen für den so ausgebildeten Werkstückschlitten erforderlich. Insbesondere ist keine von der einen /ur anderen Wange durchlaufenden Führung für den Werkstückschlitten nötig; gleichwohl kann die Maschine für sehr lange Werkstücke gebaut werden, wobei es nur erforderlich ist. zwischen den beiden Wangen entsprechend lange Längsträger einzusetzen, was auch bei einem nachträglichen Umbau der Maschine mit geringem Aufwand geschehen kann.

In weiterer Ausführung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß die Konsolen den Profilstab in einem Bereich halten, der außerhalb der horizontalen und vertikalen Projektion des den Schlitten bildenden ^fc5 Rechteckprofilträgers hegt. Dadurch ist der zu bearbeitende Profilstab, beispielsweise ein Hohlprofilstab, von allen Seiten für die Bearbeiiuig zugänglich.

Zur Steuerung und Betätigung der einzelnen Bewegungen der Maschinenteile ist bei einer speziellen Ausführungsform zur Begrenzung des Verschiebeweges des Werkstückschlittens ein drehbarer Revolverkopf mit unterschiedlichen Anschlägen vorgesehen, der drehfest mit Steuernocken zur drehwinkelabhängigen Betätigung von Schaltern für die Vorschubbewegung der Vorschubeinheiten verbunden ist !n jeder Drehstellung des Anschlagrevolverkopfes werden die jeweils benötigten Bohr- bzw, Fräseinheiten vorgeschoben; dann wird der zu bearbeitende Profilstab in Längsrichtung verschoben, bis der am Revolverkopf vorgesehene Anschlag zur Anlage kommt, wodurch die Länge des zu fräsenden Schlitzes festgelegt ist

Um eine besonders einfache Möglichkeit zur Bewegung des Werkstückschlittens zu schaffen, ist in Weiterbildung der Erfindung vorgeshen, daß der Anschlagrevolverkopf an einem im Maschinengestell schwenkbar und drehbar gelagerten Handhebel angebracht ist, der an dem Werkstückschlitten angelenkt ist. Mit der Bewegung dieses einzigen oebels wird die Eintauchbewegung der Werkzeuge und de Vorschubbewegung des Werkstückes bewirkt die durch den jeweiligen Anschlag begrenzt ist.

Zweckmäßigerweise ist der Anschlagrevolverkopf drehfest .üit Steuernocken zur Betätigung von Schaltern für die Antriebsmotoren der Bohr- bzw. Fräseinheiten verbunden, so daß — falls gewünscht — nur jeweils diejenigen Einheiten eingeschaltet werden können, die zum Eingriff kommen sollen.

Der Bauaufwand und damit die Herstellungskosten für die erfindungsgemäße Maschine sind vergleichsweise sehr niedrig. Als Bohr- bzw. Fräseinheiten können handelsübliche Geräte verwendet werden, wobei der Antrieb durch elektrische oder Preßluftmotoren oder durch eine biegsame Welle erfolgen kann. Die Vorschubbewegung (Eintauchbewegung) des Bohrers bzw. Fräsers kann in an sich bekannter Weise mit pneumatischem oder elektrischem Antrieb erfolgen.

Um die Umrüstzeiten für unterschiedliche Werkstükke noch erheblich herabzusetzen, kann vorgesehen werden, daß die durch die Steuernocken betätigbaren Schalter für die Vorschubeinheiten mit jeweils einer Steckdose zum Anschluß von jeweils eir?r von mehreren auf der Maschine angeordneten Vorschubeinheiten verbunden sind. Dadurch ist es möglich, die für die Bearbeitung mehrerer unterschiedlicher Werkstükke erforderlichen Bearbeitungseinheiten an der Maschine anzubringen, aber jeweils nur diejenigen Bearbeitungseinheiten an die Steuereinrichtung mittels der Steckdosen anzuschließen, die für das jeweilige Werkstück erforderlich sind. Zum Umrüsten der Maschine genügt es dann in den meisten Fällen, andere Bea-bei.uiigseinheiten an die Steckdose anzuschließen. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend in der Beschreioung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. I eine Vordtransicht der Maschine.
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 11-11 in Fig. I. und F i g. 3 eine Draufsicht auf die Maschine von oben.
Die Maschine, die beispielsweise zur Bearbeitung eines Rechteck-Hohlprofilstabes I dient, weist zwei Ständer 2 auf, die einen Längsträger 3 tragen. An den Stirnseiten des Längsträgers 3 sind zwei Wangen 4 befestigt. Diese Wapgen oder Stirnplattcn weisen mehrere senkrechte und waagerechte Schlitze 5 auf. in denen seitlich bzw. in der Höhe verstellbar und in sich drehbar mehrere Längsträger 6 angeschraubt sind.

An den Längsträgern 6 sind beliebig viele und in Längsrichtung der Träger beliebig verstellbare Bohrbzw. Fräseinheiten 7 angeordtKM. die beim dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils einen Antriebsmotor und eine Vorschubeinheit 8 aufweisen, die einen Vorschub -, des Bohr- bzw. Fräswerkzeug 9 auf das Werkstück 1 zu und in dieses hinein ermöglichen.

An jeder Wange 4 sind jeweils zwei übereinanderliegende runde Führungszapfen 10 befestigt. Auf den Führungszapfen IO gleitet längsverschiebbar ein recht- m eckiger Profilstab 11, auf dem in der Längsrichtung beliebig verstellbare Konsolen 12 angeordnet sind, die eine beim dargestellten Ausführungsbeispiel mit Preßluftspannzylindern 13 arbeitende Spanneinrichtung 14 aufweist. Die Spanneinrichtungen 14 spannen den zu ι -, bearbeitenden Profilstab 1 aus Kunststoff oder Metall auf den Konsolen 12 fest, die am Werkstückschlitten 11 angebracht sind.

An einer Stirnseite der Maschine ist ein Kasten 15 angebracht, der die Schalter der Steuerungseinrichtung >ü enthält. Ein Handhebel 16 ist im Kasten 15 drehbar und schwenkbar gelagert. Der Handhebel 16 ist über ein Gelenk 17. das drehfest ist, jedoch eine Schwenkbewegung in jeder Richtung zuläßt, beispielsweise ein Kreuzgelenk, mit einem im Kasten 15 drehbar >-> gelagerten Wellenabschnitt verbunden. Über ein Kugelgelenk 19 und eine Stange 20 ist der Hebel 16 mit dem Werkstückschlitieii 11 gelenkig verbunden, so daß bei einer Schwenkbewegung des Hebels 16 in Längsrichtung der Maschine (gestrichelte Stellung in Fi g. 1) der _J0 Werkstückschlitten 11 verschoben wird.

Der Handhebel 16 ist drehbar und trägt einen Anschlagrevolverkopf 21 mit mehreren radial unterschiedlich weit vorragenden Anschlägen 22. In jeder Drehstellung des Revolverkopfes 21 begrenzen die _}=, Anschläge 22 die Schwenkbewegung des Hebels 16 und damit die Längsbewegung des Werkstückschlittens 11. Der am unterer Ende des Hebels 16 gelenkig, jedoch drehfest angebrachte Wellenabschnitt trägt Steuernokken 23 für die Betätigung von pneumatischen Schaltern 24 zur Steuerung der Eintauchbewegung der Vorschubeinheiten 8 mit den Bearbeitungseinheiten 7. Weitere Steuernocken 25 oder Mitnehmer sind mit dem Hebel 16 drehfest verbunden und betätigen elektrische Schalter 26 für die Antriebsmotoren der Bearbeitungseinheiten 7 in Abhängigkeit von der Drehwinkelstellung des Hebels 16.

Der einfacheren Darstellung halber sind in der Zeichnung die elektrischen Leitungen von den Schaltern 26 zu den Motoren der Einheiten 7 und die Pneumatikleitungen von den pneumatischen Schaltern (Ventilen) 24 zu den Vorschubeinheiten 8 weggelassen. Einer der Pneumatikschalter 24 kann mit den pneumatischen Zylindern 13 der Spanneinrichtungen 14 verbunden sein, um das Werkstück 1 zu Beginn des 5, Arbeitszyklus zu spannen und am Ende freizugeben. Wie in F i g. 1 angedeutet ist, können die pneumatischen und elektrischen Schalter 24 bzw. 26 mit Steckdosen 27 verbunden sein, an denen jeweils lösbar die zu schaltenden Einrichtungen (Bearbeitungseinheiten 7, _fco Vorschubeinheiten 8) wahlweise angeschlossen werden können, so daß es möglich ist, Einheiten, die für ein bestimmtes Werkstück nicht benötigt werden, durch Lösen der Steckverbindungen stillzulegen, während andere Einheiten an die Steckverbindung angeschlossen ·*=-, werden.

Die Maschine arbeitet wie folgt Der zu bearbeitende Profilstab 1 wird auf die Konsolen 12 gelegt. Der Handgriff des Handhebels 16 wird um den für die Betätigung der elektrischen bzw. pneumatischen Schalter 26 bzw. 24 erforderlichen Winkel gedreht. Über einen der Pneumatikschalter 24 erhalten die pneumatischen Spannzylinder 13 Preßluft und spannen den Profilstab 1 fcM. Gleichzeitig wird über den elektrischen Schalter 26 der Antriebsmotor einer oder mehrerer Bohr- bzw. Fräseinheiten 7 eingeschaltet. Bei der weiteren Drehung des Handhebels 16 um seine Längsachse wird über einen Pneumatikschalter 24 die Preßluftzufuhr zu der Vorschubeinheit 8 der entsprechenden Bohr- bzw. Fräseinheit 7 eingeschaltet; diese Bearbeitungseinheit oder mehrere Bearbeitungseinheiten tauchen mit ihrem Bohr- und Fräswerkzeug 9, beispielsweise einem Fingerfräser, in den Profilstab 1 ein.

Durch Verschwenken des Handhebels 16 um den Winkel /% (F i g. I) wird der Profilstab 1 in Längsrichtung verschoben, wobei die Werkzeuge 9 einen oder mehrere Längsschlitze fräsen können.

Durch radial unterschiedlich weit herausragende Anschläge 22, die beispielsweise von Einstellschrauben im Revolverkopf 21 gebildet werden und die in ihrer Winkelstellung genau den Schaltwinkeln der elektrischen und pneumatischen Schalter 26 bzw. 24 zugeordnet sind, können mehrere beliebig lange Einfräsi'ngen bzw. Schlitze hergestellt werden. Wenn nur gebohrt werden soll, ist der Schwenkwinkel λ Null; der entsprechende Anschlag 22 ragt dann sehr weit aus dem Revolverkopf 21 heraus. Soll ein sehr langer Schlitz gefräst werden, so ragt der Anschlag 22 nur wenig aus dem Revolverkopf 21 heraus. Wenn dicht nebeneinanderliegende Bohrungen gebohrt werden sollen, so wird die entsprechende Bohreinheit 7 zweimal nacheinander mit einer dazwischenliegenden kurzen Längsverschiebung des Werkstücks 1 vorgeschoben. Der radiale Abstand der beiden zugehörigen Anschläge 22 ist entsprechend dem gewünschten Bohrungsabstand nur gering.

Da die Konsolen 12 auf dem Werkstückschlitten 11 in Längsrichtung verstellbar sind, kann das Werkstück 1 jeweils an den Stellen gespannt werden, wo keine Bearbeitung notwendig ist. Da im übrigen alle Seiten des Werkstücks gut zugänglich sind, sind Bohrungen und zu fräsende Schlitze in nahezu jeder beliebigen Anzahl und Anordnung möglich. Die einfache Befestigung der Längsträger 6 an den Wangen 4 ermöglicht jede beliebige Einstellung der Bearbeitungseinheiten 7 horizontal, vertikal und im Winkel.

Außer der beschriebenen Antriebs- und Vorschubart der Einheiten 7 können auch andere Antriebs und Vorschubarten Verwendung finden. Beispielsweise kann mit Preßluftmotoren, Elektromotoren und biegsamen Wellen für den Antrieb der Fräser bzw. Bohrer gearbeitet werden. Der Vorschub der Einheiten 8 kann statt mit Pneumatikzylindern auch durch elektrische Antriebe erfolgen. Wenn die Werkzeuge 9 mit Preßluftmotoren angetrieben werden, so ist selbstverständlich statt der elektrischen Schalter 26 ein oder mehrere pneumatische Schalter bzw. Ventile vorzusehen, die in gleicher Weise gesteuert werden, wie die Pneumatikschalter 24 beim gezeigten Ausführungsbeispiel.

Anstelle der beschriebenen Arbeitsweise ist es auch möglich, beim ersten Schaltvorgang, bei dem das Werkstück gespannt wird, bereits sämiliche Antnebsmotore einzuschalten und dann beim Weiterschalten lediglich diese Motore bzw. die von ihnen angetriebenen

Werkzeuge in das Werkstück einzutauchen. Bei Verwendung von biegsamen Wellen als Antrieb wird beim ersten Einschalten der zentrale Antriebsmotor, der beispielsweise bis tu acht biegsame Wellen antreiben kann, eingeschaltet, so daß alle weiteren Einschaltstufen am elektrischen Schalter 26 entfallen bzw. dieser zentrale Antriebsmotor kann bei jedem Schaltvorgang erneut e^;n- und ausgeschaltet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Bohr- und Fräsmaschine für ProfilstSbe aus Kunststoff oder Metall, mit mehreren, an einem Maschinengestell angeordneten Vorschubeinheiten mit je einer axial gegen den Profilstab vorschiebbaren, angetriebenen Bohr- bzw. Fräseinheit für gleichzeitige Bearbeitung eines Profilstabes, dadurch gekennzeichnet, daß eine wählbare Mehrzahl von Vorschubeinheiten (8) in im wesentlichen beliebiger Anordnung um den Profilstab (1) herum und entlang des Profilstabes (1) positionierbar und am Maschinengestell (2, 3,4) festlegbar ist, daß im Maschinengestell (2,3, 4) ein mit Spanneinrichtungen (13,14) für die Aufnahme des Profilstabes is (1) versehener Werkstückschlitten (11) quer zu den Achsen der Bohr- bzw. Fräseinheiten (7) verschiebbar geführt ist, und daß eine Steuer- und Betätigungseinrichtung (15, 16) vorgesehen ist. mittels derer der Werkstückschlitten (11) nach erfolgtem V «.irschub einer ausgewählten Anzahl von Bohr- bzw. Fräseinheiten (7) gegen den Profilstab (1) und Eintauchen der entsprechenden Werkzeuge in den Profilstab (1) um eine vorwählbare Strecke gegenüber dem Maschinengestell (2,3,4) verschiebbar ist

2. Maschine nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtungen (13, 14) des Werkstückschlittens (11) in Längsrichtung des einzuspannenden Profilstabes (1) gegenüber dem Werkstückschlitten (11) verstellbar sind.

3. Maschin nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Maschinengestell (2) durch Längsträger (6) zur Aufnahme der Vorschubeinheiten (8) verbundene Wangen (4) aufweist, an denen der Werkstückschlitten (11) verschiebbar gelagert ist

4. Maschine nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückschlitten (U) aus einem Rechteckprofilträger besteht, der an seinen Enden mittels Führungszapfen (10) in den Wangen (4) verschiebbar gelagert ist, und daß die Spanneinrichtungen (13, 14) an Konsolen (12) vorgesehen sind.di? ihrerseits längsverstellbar an dem Rechteckprofilträger angebracht sind.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Konsole (12) den Profilstab (1) in einem Bereich halten, der außerhalb der horizontalen und vertikalen Projektion des den Werkzeugschlitten (11) bildenden Rechteckprofilträgers liegt.

6. Maschine nach einem der Ansprüche t bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur jeweiligen Begrenzung des Verschiebeweges des Werkstückschlittens (11) ein mit Anschlägen (22) versehener, drehbarer Revolverkopf (21) vorgesehen ist, der drehfest mit Steuernocken (23) zur drehwinkelabhängigen Betätigung von Schaltern (24) für die Vorschubbewegung der Vorschubeinheiten (8) verbunden ist.

7. Maschine nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagrevolverkopf (21) an einem im Maschinengestell schwenkbar und drehbar gelagerten Handhebel (16) angebracht ist, der an dem Werkstückschlitten (11) angelenkt ist.

8. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagrevolverkopf (21) drehfest mit Steuernocken (25) zur Betätigung von Schaltern (26) für die Antriebsmotoren der Bohrbzw. Fräseinheiten (7) verbunden ist.

9. Maschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Steuernocken (23) betätigbaren Schalter (24) für die Vorschubeinheiten (8) mit jeweils einer Steckdose (27) zum Anschluß von jeweils einer von mehreren auf der Maschine angeordneten Vorschubeinheiten (8) verbunden sind.