DE2800567A1

DE2800567A1 - Vorrichtung zum fraesen eines zapfens

Info

Publication number: DE2800567A1
Application number: DE19782800567
Authority: DE
Inventors: Franciscus Jacobus Helmes
Original assignee: HELMES MASCHF BV; Helmes Machinefabriek BV
Current assignee: HELMES MASCHF BV; Helmes Machinefabriek BV
Priority date: 1977-01-06
Filing date: 1978-01-07
Publication date: 1978-07-13
Also published as: US4184525A; FR2376729A1; NL165401B; NL7700096A; FR2376729B1; IT7819033A0; JPS53107799A; ES465729A1; IT1091595B; GB1565917A; NL165401C

Description

HELMES MACHINEFABRIEK B.V. 1, Pater Petersstraat

Tegelen/Steyl/Niederlande Vorrichtung zum Fräsen eines Zapfens

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fräsen eines Zapfens am geraden Ende eines hölzernen Werkstücks, beispielsweise einer Leiste oder eines Balkens, wobei zwei beabstandete Werkstücke nacheinander mittels eines einzigen Fräsers bei einem Durchgang durch die Vorrichtung gefräst werden. Die Vorrichtung weist einen Tisch oder Schlitten für die Werkstücke auf, der sich zwischen Anschlägen hin- und herbewegt. Ferner ist sie mit einem angetriebenen Fräser versehen, dessen Halterung eine schrittweise erfolgende Schwenk- oder Schwingbewegung des Fräsers um 180 jedesmal dann gestattet, wenn der Fräser die Seitenfläche des Zapfens der beiden Werkstücke erreicht. Diese Schwenkbewegung wird

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von einem Signal in Abhängigkeit von der Position des Schlittens eingeleitet. Das Signal stammt von einem Signalgeber, der mit dem Schlitten zusammenarbeitet. Eine Vorrichtung dieser Art ist unter anderem in der holländischen Patentschrift 104 722 beschrieben.

Jedes Werkstück wird in einem einzigen Zyklus derart gefräst, daß ein Zapfen entsteht. Der Zyklus umfaßt vier Bewegungen, nämlich eine Hin- und eine Herbewegung des Schlittens sowie zwei Schwenkbewegungen des Fräsers. Die Drehrichtung des Fräsers ist derart, daß der Angriff am Holz in Richtung auf das Zentrum des Werkstücks erfolgt, um diejenigen Schwierigkeiten zu vermeiden, die sonst beim Schneiden oder Fräsen des geraden Endes eines hölzernen Werkstücks gegeben sein können.

Ir der Praxis ergeben sich jedoch ma"bhmal Schwierigkeiten aufgrund der Tatsache, daß beide Werkstücke immer in ein urd demselben Zyklus von aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten bearbeitet werden. Dies bedeutet, daß bei einem der Werkstücke eine erste Berührung oder Annäherung des Fräsers zu einem Ausbrechen des Holzes führt, und zwar aufgrund einer falschen Drehrichtung des Fräsers an dieser Stelle. Da derartige Fräsmaschinen bisher viele Vorteile mit sich brachten, hat man diese Komplikation insoweit in Kauf genommen.

Die Erfindung richtet sich auf eine Lösung dieses Problems, ohne irgendeine grundsätzliche Änderung in der Betriebsweise der Vorrichtung mit sich zu bringen. Es soll also der konstante Zyklus beibehalten werden, der sich zusammensetzt aus einer Folge der genannten Arbeitsschritte der Werkstückteile in ein und derselben Richtung bezüglich der translatorischen Bewegungen des Tisches sowie bezüglich der Schwenkbewegungen der Fräserhalterung.

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Zur Lösung diese-- Aufgabe ist die Vorrichtung nach der Erfindung gekennzeichnet durch einen zusatzlichen Impulsgeber im Schaltkreis für die schrittweise erfolgende Vorschwenkung der Halterung des Fräsers, und zwar in Kombination mit den Impulsgebern fur deren schrittweise erfolgende Verschwenkung, wobei der zusätzliche Impulsgeber eine Rückwärts-Verschwenkung des Fräsers um 180 nai schwenkjng der Halterung hervorruft.

Verschwenkung des Fräsers um 180 nach jeder zweiten Ver-

Durch diese Schwenk- oder Schwingbewegung des Fräsers in Gegenrichtung direkt im Anschluß an die fertige Bearbeitung des einen Werkstücks wird nicht nur dafür gesorgt, daß die Drehrichtung des Fräsers während des Fräsvorganges imrrer auf das Zentrum des Werkstücks weist, sondern es wird außerdem verhindert, daß eine Stillstandsperiode des Fräsers zweimal an der gleichen Stelle des Werkstücks auftritt, nämlich an der ersten Frässtelle. Ein solches Phänomen führt häufig zu einem tieferen Einfrdsen der "Brust" des Zapfens an der Stelle des Stillstands.

Die erfindungsgemäSe Verbesserung läßt sich an bereits bestehenden Fräsmaschinen vornehmen, welche mit einem einzigen Tisch oder Schlitten für die beiden Werkstücke arbeiten. Dies gilt auch für die Fräsmaschine nach der obenerwähnten holländischen Patentschrift.

Wesentliche weitere Vorteile werden erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß ein gesonderter Tisch oder Schlitten für jeces der beiden Werkstücke vorgesehen wird, wobei diese Schlitten einen verschiebbaren Anschlagnocken aufweisen, während ein dritter Hilfsschlitten verwendet wird, welcher zwei einstellbare Anschläge zum Zusammenwirken mit den vorher erwannten Anschlagnocken aufweist.

Bei einer solchen Anordnung hängt eine Einstellung der

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Zapfenbreite nicht langer von der Lageorientierung des Zapfens ab. Man gelangt also zu schnelleren und einfac¹ »ran Einstellvorgängen. Auch kann man mit größeren Interval jr für die Zuführung der Werkstücke von einem Speicherplatz und die Abgabe der Werkstücke an einen Speicherplatz arbeiten.

Vorzugsweise ist jeder Tisch oder Schlitten mit einem pneumatischen Antrieb unter Verwendung eines Plungers oder KoLbens versehen, wobei die Fläche des Kolbens für den Hil.fsschlitten größer ist als die Fläche des Kolbens für den Schlitten der Werkstücke. Auf diese Weise kann wahrend des Fräsens des Zapfens eine exakte Lageausrichtung und eine gesteuerte Bewegung des Schlittens sichergestellt wercen.

Dio Erfindung richtet sich ferner auf ein Verfahren zum Betreiben der vorstehend beschriebenen Vorrichtung, wobei jeder Werkzeugschlitten einen Vorwärtshub gegen den Fräser und einen Rückwärtshub fort vom Fräser durchführt. Dabei wird erfindungsgemdß ein Impuls zum Verschwenken der Fraserhaiterung α·η Ende des Vorwärtshubes jedes Werkstückschli^tens gegeben, und es wird ein weiterer Impuls am Ende des Hubes de> Hilfsschlittens erzeugt. Schließlich arbeitet man mit einem zusätzlichen Impuls für eine Rückwarts-Schwenkbew^gung um 180 .nach jeder zweiten Schwenkbewegung der Halterung.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung. Die Zeichnung zeigt in den Figuren 1 bis 11 elf aufeinanderfolgenden Phasen des gesamten Arbeitszyklus der Vorrichtung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt eine Abwandlungsform und eine Verbesserung einer Maschine dar, wie sie in tier holländischen Patentschrift 104 722 beschrieben ist. Im folgenden soll also lediglich eine schematische Dar-

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stellung gegeben werden.

Die Vorrichtung umfaßt zwei Schlitten 1 und 2, wobei auf jedem Schlitten ein Werkstück 3, nämlich eine Latte oder ein Balken, befestigt ist. Jeder Schlitten 1 und 2 weist einen verschiebbaren Anschlagnocken 4 auf, dessen Position mittels eir.es Einstellelements 5 justiert werden kann. ^r? rner verfügt jeder Schlitten über einen pneumatischen Antri b unter Verwendung eines Plungers oder Kolbens 6, welcher sich innerhalb eines Zylinders 7 hin- und herbewegen kann. Ci= Schlitten 1 und 2 befinden sich zu beiden Seiten einer zentralen Halterung 8 für einen angetriebenen Fräser 9. Mittels seiner Halterung 8 kann der Fräser 9 eine schrittweise erfolgende Schwing- oder Schwenkbewegung um 180 du-chführen. Im Mittelbereich A zwischen den Schlitten 1 unc 2 befinden sich zwei Anschläge 10 und 11 zum Zusammenwi-ken mit den Schlitten.

De~ zentrale Bereich A der Vorrichtung weist ferner einen dritten Hilfsschlitten 12 auf, der sich ebenfalls unter der Wirkung eines pneumatischen Antriebs bewegen kann. Letzterer besteht aus einem Kolben 13, der hin- und hergehende E3ewejuncen innerhalb eines Zylinders 14 auszuführen vermag. De*- Hilfsschlitten 12 trägt nahe seinen beiden Enden je einen verstellbaren Anschlag 15 bzw. 16 zum Zusammenwirken mit den Anschlagnocken 4 der Schlitten 1 und 2. Die Fläche des Kolbens 13 ist größer als die Fläche des Kolbens 6, so daß der Hilfsschlitten 12 die Schlitten 1 und 2 für die Werkstücke entgegen der Kraft des Kolbens 6 bewegen kann.

Im Wege jedes Anschlagnockens 4 bezüglich der Anschläge und 11 befindet sich ein Impulsgeber 17 bzw. 18. Ein weiterer Impulsgeber 19 befindet sich jeweils am Ende des Hin- und Herhubes des Hilfsschlittens 12. Diese Impulsgeoer leiten ein Signal an eine nicht dargestellte Betätigungsvorrichtung für die Halterung 8. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Halterung 8 nach Empfang jedes

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^!^AL INSPECTED

Signals von einem der Impulsgeber 17,18 und 19 eine Schwenkbewegung um 180 durchführt. Diese Schwenkbewegungen vollziehen sich im Uhrzeigersinn, sie entsprechen im wesentlichen den Bewegungen, wie sie in der obenerwähnten hollandischen Patentschrift 104 722 beschrieben sind.

ϋϊ·3 erf ".nd-jngsce.Ti -'3^- Verrichtung arbeitet f olgender^-ore-,. Fi.gur 1 zeigt die Stellung, in der die beiden Werkstücks 3 noch nicht gefräst sind, wobei jedoch der rechte Sen:, it ten 2 mit seiner^ darauf befestigten Werkstück 3 einen Vor'ftC-tshuo in dichtung auf den Fräser 9 durchführt. Die Halterung 8 "»at gerade eine Schwenkbewegung hinter sich, so daß oe^r" "raser 9 seine obere La~e einnimmt. Der pneumatische Antrieb 6, 7 bewegt den Schlitten 2 solange, bis die Anacnlac;-no^ke 4 mit dem Anschlag 11 in Berührung tritt. Diese öteJlung ist in Figur 2 dargestellt. Dabei hat der Fräser 9 die coere geradlinige Seite des in Bearbeitung befindlichen Zacf^-s geschnitten. Bei Erreichendes Anschlags 11 berührt dor Aiscnlagnocken 4 außerdem den Jmpulsgebfr 18, so daß die Halterung ihre erste Schwenkbewegung um 1SO durchführt. Di·: so Bewegung ergibt sich aus Figur 3. Da der Fräser 9 kontinuierlich umläuft, wird eine runde Seite des in Bearbeitung befindlichen Zapfens gefräst.

Nach Beendigung des Arbeitsschrittes gemäß Figur 3 bewegt der pneumatische Antrieb 13,14 den Hilfsschlitten 12 nach rechts, so daß der Anschlag 16 an dem Anschlagnocken 4 angreift und der Schlitten 2 auf diese Weise nach rechts bewegt wird (siehe Figur 4). Dieses rückwärtige Verschiebendes Schlittens 2 gegen die Kraft des pneumatischen Antriebs 6,7 ist deshalb möglich, weil die Fläche des Kolbens 13 größer ist als diejenige des Kolbens 6. Während der Rückwärtsbewegung wird die zweite geradlinige Seite des Zapfens gefräst. Am Ende des Hubes des Hilfsschlittens 12 berührt dieser SchLit-

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ten den Impulsgeber 19, so da3 die Halterung 8 erneut eine Bev/egung um 180 durchführt. Dadurch wird die zweite runde Seite des Zapfens erzeugt (siehe Figur 5). Direkt im Anschluö daran wird ein zusätzlicher Impulsgeber im Schaltkreis der Halterung aktiv, so da3 die Halterung 8 eine Rückwärtsverschwenkung um 180 durchführt und der Fräser 9 erneut seine untere Stellung einnimmt. Gleichzeitig wird der pneumatische Antrieb 6, 7 für den Rückwärtshub des Schlittens 2 betätigt, während gleichzeitig der Antrieb 6,7 des Schlittens 1 dessen Vorwärtshub in Richtung auf den Fräser einleitet. Zu diesem Zeitpunkt bildet sich ein freier Raum A zwischen den V/· -k-

Die Zusatzbewegung des Fräsers 9 aus seiner oberen in seine untere Stellung entsprechend der obigen Beschreibung hängt mit der Drehrichtung des Fräsers und mit seiner ersten Eerührung bzw. mit seinem ersten Angriff am linken Werkstück 3 zusammen. Ohne diost» zwischengeschaltete Schwenkbewegung der halterung 8 könnte das Holz des Werkstücks an der Stelle der ersten 3r-ührung ausbrechen, da nämlich der Fräser unter diesen Bedingungen fort vom Zentrum des Werkstücks schneiden würde. Dies ist nicht der Fall bei der Stellung nach Figur

Bei Fortsetzung des Hubes des Schlittens 1 wird die erste geradlinige Seite des in Bearbeitung befindlichen Zapfens hergestellt, und zwar erfolgt der gleiche Arbeitsablauf, wit er bereits im Zusammenhang mit den Figuren 2 bis 5 beschrieben wurde.

Dia Figuren 7 bis 10 zeigen in Verbindung mit dem Schlitten 1 und dessen Werkstück 3 die gleichen Arbeitsabläufe wie die Figuren 2 bis 5 im Zusammenhang mit dem Schlitten 2 und deiisen Werkstück 3. Figur 10 zeigt den fertigen Zapfen 20 nach Beendigung der zweiten Schwenkbewegung der Halterung 8.

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Der zusätzliche Impulsgeber des Schaltkreises für die Schwenkbewegung der Halterung 8 ruft sofort eine Rückwärtsbewegung um 180 hervor, so daß der Fräser 9 seine obere Stellung einnimmt, wie es in Figur 11 gezeigt ist. In der Zwischenzeit hat der Schlitten 1 seinen Rückhub begonnen, während der Schlitten 2 seinen Vorwärtshub einleitet. Dann entsteht eine Situation, wie sie in Figur 1 dargestellt ist, wobei nämlich das rechte Werkstück, welches nun mit einen Zapfen versehen werden soll, von seiner Oberseite her in Angriff genommen wird, so daß die Drehung des Fräsers 9 nicht die Gefahr eines Ausbrechens des Holzes hervorruft.

Aufgrund des beschriebenen zusätzlichen Impulsgebers erhält der Fräser 9 während seines Übergangs von einem Werkstv k zum anderen eine derartige Stellung, daß bei vorgegeber ?r Drehrichtung des Fräsers keine Gefahr für ein Ausbrechen des Holzes an der Stelle der ersten Berührung zwischen den umlaufenden Fräser und dem Werkstück besteht. Ein weiterer erfindungsgemäßer Vorteil liegt darin, daß zwei gesonderte Schlitten 1 und 2 verwendet werden, von denen jeder einen eirstellbaren Anschlagnocken 4 trägt, mittels dessen sich die- Lage der kurvenförmigen Seite des Zapfens 20 bestimmen läßt. Der Hilfsschlitten 12 mit seinen Anschlägen 15 und ermöglicht eine einfache Festlegung und Änderung der Position der zweiten abgerundeten Seite des Zapfens 20.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß der Kolben 13 des Zylinders 14 immer einen vollständigen Hub durchführt und daß durch Einstellung der Anschläge 15 und 16 die Lage der einen abgerundeten Seite des Zapfens 20 definiert wird. Die Kolben 6 hingegen bewegen sich rückwärts bis zur Stirnseite der Zylinder 7, wobei jedoch die Länge des Vorwärtshubes durch Einstellung der Anschlagnocken 4 bestimmt wird. Auf diese

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Weise Iä3t sich die Position der ersten abgerundeten Seite des Zapfens 2.Q festlegen.

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Claims

HEuMES MACHlNEFA3rtIEK B.V.
1, Pater Petersstraat
Tegelen/Steyl/Niederlande

PATENTANSPRÜCHE

1 ..' Vorrichtung zum Fräsen eines Zapfens am ;eraden Ende eines hölzernen Werkstücks, beispielsweise einer Leiste oder eines Balkens, wobei zwei beabstanaete .»erxstücke nacheinander bei einem Durchgang durch die Vorrichtung von einem einzigen Fräser gefräst wercen, mit einem Tisch oder Schlitten für die Werkstücke, der sich zwischen Anschlägen hin- und herbewegt, und mit einem angetriebenen Fräser, dessen Halterung eine konstante, schrittweise erfolgende Verschwenkung des Fräsers um 180 jedesmal dann gestattet, wenn der Fräser

beiden die Seitenfläche des Zapfens der Werkstücke erreicht,

wobei die Scr.wankoewegu-.s in Abhängigkeit vcn der Position des Schlittens rr.ixtels eines Signals eingeleitet wird, welches von einem mit dem Schlitten zusarnri^narDeitenden Impulsgeber ausgeht,

gekennzeichnet durch

einen zusätzlichen Impulsgeber im .schaltkreis für die

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sohrittweise erfolgende Verschwenkung der Halterung (β) des Frcsers (9), und zwar in Kombination mit den Impu 3-g^bern (17 bis 1?) ?ν eieren schrittweise e-rfolgenc'e ' er-Schwenkung, wobei der zusätzliche Impulsgeber eine 3ückwarts-Verschwenkung des Fräsers um 180 nach jeder zweitein Verschwenkung der Haltercrg hervorruft.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch

einen gesonderten Tisch oder Schlitten (1,2) für jedes der beiden Werkstücke (3), wobei diese Schlitten einen verschiebbaren Anschlagnocken (4) aufweisen, wahrend ein d-itter Hilfsschlitten (12), der mit zwei verstellbaren Anschlägen (15,16) versehen ist, mit den Anschlagnocken zusammenarbeitet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß jeder Schlitten (1,2,12) einen pneuTatischen Antrieb unter Verwendung eines Plungers oder Kolbens (6,13) aufweist, wobei die Fläche des Kolbens (13) für den Hilfsschlitten (12) größer ist als die Fläche des Kolbens (6) fjr jeden der anderen Werkstückschlitten (1,2).
4. Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei jeder Werkstückschlitten einen Vorwärtshub in Richtung auf den Fräser und einen Rückwdrtshub fort vom Fräser durchführt,

dadurch gekennzeichnet,

daß zu Beginn des Vorwärtshubes jedes Werkstückschlittens anfänglich die Halterung des Fräsers eine Rückwärts-Vers~hwenkung um 180 durchführt, wobei dann während der letzten Piase dieses Hubes die erste gerade Seite des Zapfens gefräst wird, daß dann die Halterung des Fräsers eine Schwenkbewegung um 180 durchführt, um eine runde Seite des Zapfens zu f-äsen, daß anschließend die zweite geradlinige Seite d-3S

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Zasfens durch einen Hub des Hilfsschlittens entgegen de- Kraft des Werkstückschlittens erzeugt wird, woraufhin ei.? andere runde Seite des Zapfens durch eine zweite Vc-warts-Schwenkuns der Halterung gefräst wird, und da3 sofc -t in Anschluß caran ein zusätzlicher Impuls erzeugt wi"d, UT- oine Rücklau f bewegung der Halterung um 1SO zu for .- ;e; -_-n , unc zvv'a·" alf-i r.hz?;i t ig int einem kontinuierlichen ri-^ -.kwctshuD des ochiittens, bevor der nachfolgende Beta liguncszyklus des Fräsers eingeleitet wird.

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