DE10124084B4

DE10124084B4 - Bohrkopf für eine Maschine zum Bearbeiten von Tafeln aus Holz oder dergleichen

Info

Publication number: DE10124084B4
Application number: DE2001124084
Authority: DE
Inventors: Paolo Bernardi
Original assignee: Biesse SpA
Current assignee: Biesse SpA
Priority date: 2000-05-16
Filing date: 2001-05-16
Publication date: 2011-03-17
Anticipated expiration: 2021-05-17
Also published as: IT1321262B1; DE10124084A1; ITBO20000291A1

Abstract

Bohrkopf für Maschinen zum Bearbeiten von Tafeln aus Holz oder dergleichen, mit den folgenden Elementen:
1.1 wenigstens eine Bohreinheit (17);
1.2 die Bohreinheit (17) umfasst einen Elektromotor (19) mit einem Stator (20) und einem Rotor (28);
1.3 der Stator (20) besitzt eine Achse (22), die mit einer Mehrzahl von Sitzen (26) versehen ist, herumgruppiert um die Achse (22), um eine Statorwicklung (27) aufzunehmen;
1.4 der Rotor (28) ist koaxial zum Stator (20) angeordnet und mit einer ersten Abtriebswelle (32a) versehen, die um die Achse (22) umläuft und einen ersten Werkzeugträger (23) besitzt;
1.5 der Stator (20) ist mit wenigstens einem weiteren Sitz (35) versehen, zum wenigstens teilweisen Aufnehmen einer zur ersten Abtriebswelle (32a) im Wesentlichen parallelen zweiten Abtriebswelle (32b), die einen zweiten Werkzeugträger (33) bildet;
1.6 mit Mitteln (39) zum Übertragen von Drehmoment von der ersten Abtriebswelle (32a) zur zweiten Abtriebswelle (32b).

Description

Die Erfindung betrifft einen Bohrkopf für eine Maschine zum Bearbeiten von Tafeln aus Holz oder dergleichen.
Auf dem Gebiet der Bearbeitung von Tafeln aus Holz oder dergleichen ist es bekannt, Bohrköpfe zu verwenden, die eine Mehrzahl von Werkzeugträgern (Dorne) aufweisen, mit zueinander parallel angeordneten Achsen. Die einzelnen Werkzeugträger sind gleichförmig entlang einer bestimmten Strecke verteilt angeordnet und zwar derart, daß die Achsen zwischen einander benachbarten Werkzeugträgerdornen gleich zueinander sind. Ferner sind Antriebe vorgesehen, um die einzelnen Werkzeugträger in Umlauf um die betreffenden Achsen zu versetzen.
Aus dem Stand der Technik sind Bohrköpfe für Maschinen zum Bearbeiten von Tafel aus Holz oder dergleichen bekannt geworden. Sie umfassen wenigstens eine Bohreinheit umfassend einen Elektromotor mit einem Stator und einem Rotor. Der Stator besitzt eine Achse, die mit einer Mehrzahl von Sitzen versehen ist, herumgruppiert um die Achse, um eine Statorwicklung aufzunehmen. Der Rotor ist koaxial zum Stator angeordnet und mit einer ersten Abtriebswelle versehen, die um die Achse läuft und einen ersten Werkzeugträger besitzt.
Die genannten Antriebe bei den bekannten Bohrköpfen der oben beschriebenen Art sind von zwei verschiedenen Bauarten.
Die erste Bauart umfaßt einen Elektromotor, dessen eine Abtriebswelle eine zweier Werkzeugträger bildet, ferner Mittel zum Übertragen, normalerweise in Gestalt eines Riementriebs oder eines Zahntriebs, um Drehmoment der Ausgangswelle des Elektromotors auf die Werkzeugträger zu übertragen. Sobald der Antrieb derart gestaltet ist, daß er gleichzeitig sämtliche Werkzeugträgerantreibt, besteht keine Möglichkeit, die anzutreibenden Werkzeugträger in Bezug auf die auszuführenden Arbeiten anzutreiben. Jeder Werkzeugträger wird während einer bestimmten Zeitspanne angetrieben. Dies führt dazu, daß die Zeitspannen des Stillstandes größer sind, als die Zeitspannen, in welcher die betreffenden Werkzeugträger Arbeit verrichten können.
Hieraus folgt, daß Bohrköpfe der bekannten Art, die einen Antrieb der beschriebenen Art benutzen, erhebliche Nachteile haben. Der Hauptnachteil besteht darin, daß der Verbrauch an elektrischer Energie hoch ist, daß der Verschleiß der umlaufenden Teile hoch ist, insbesondere der genannten Übertragungsmittel, und daß der Geräuschpegel hoch ist.
Bei der zweiten bekannten Bauart umfaßt der Antrieb eine Mehrzahl von Elektromotoren, die gleich der Anzahl der Werkzeugträger sind und die jeweils dazu dienen, einen der Werkzeugträger anzutreiben.
Hieraus folgt, daß die bekannten Bohrköpfe, die einen solchen Antrieb aufweisen, schwer, voluminös und zugleich teuer in der Anschaffung sind, und zwar im Hinblick auf die Mehrzahl der Elektromotoren.
Da der Achsabstand zwischen den einzelnen Werkzeugträgern der genannten zweiten Bauart relativ gering sein muß, um Standardmaße verwenden zu können, tritt bei dieser zweiten Bauart der weitere Nachteil hinzu, daß die Elektromotoren ein gedrängtes Bauvolumen haben müssen und damit nicht das notwendige Drehmoment aufbringen, um die Werkzeugträger bei jeglichen Arbeitsanforderungen anzutreiben, beziehungsweise die Zeitspanne des Betriebes des einzelnen Werkzeugträgers ist notwendigerweise gering.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bohrkopf für Maschinen zum Bearbeiten von Tafeln aus Holz oder dergleichen zu schaffen, der die genannten Nachteile nicht aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:
1 veranschaulicht schematisch in perspektivischer Ansicht eine bevorzugte Ausführungsform eines Bohrkopfes, montiert an einer Maschine zum Bearbeiten von Tafeln aus Holz oder dergleichen.
2 ist eine Seitenansicht in vergrößerter Darstellung mit zum Zwecke der Klarheit weggeschnittenen Teilen einer Einzelheit von 1.
3 ist eine zweite Schnittansicht gemäß der Linie III-III von 2.
4 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Einzelheit von 2.
Die in 1 in ihrer Gesamtheit gezeigte Maschine zum Bearbeiten von Tafeln 2 aus Holz oder dergleichen weist ein langgestrecktes Fundament 3 auf, das sich in einer Richtung 4 erstreckt. Fundament 3 ist im wesentlichen von U-förmigem Querschnitt mit zwei seitlichen Schenkeln 5, die sich parallel zur Richtung 4 erstrecken. Sie tragen ein Gleitband 6 bekannter Bauart, das zwischen den beiden Schenkeln 5 angeordnet ist, zum Abführen von Spänen und Bearbeitungsabfall.
Maschine 1 umfaßt eine fahrbare Brücke 7. Zu dieser gehört eine vertikale Stütze 8, die in bekannter Weise an das Fundament 3 angeschlossen ist, um entlang dem Fundament 3 und unter dem Schub eines hier nicht dargestellten Aktuators eine gradlinige Verschiebung in Richtung 4 zu bewirken. Stütze 8 trägt an ihrem einen Ende eine Traverse 9. Diese erstreckt sich über dem Fundament 3 in horizontaler Richtung 10, rechtwinklig zur Richtung 4.
Die fahrbare Brücke 7 trägt einen Bearbeitungskopf 11. Dieser ist in an sich bekannter Weise an die Traverse 9 angeschlossen, um entlang der Traverse 9 eine gradlinige Verschiebung in Richtung 10 auszuführen. Dabei ist wenigstens ein Bohrkopf 12 vorgesehen, der in bekannter Weise an Arbeitskopf 11 montiert ist, und sich in einer Richtung 13 verschieben kann, vertikal und rechtwinklig zu den Richtungen 4 und 10.
Maschine 1 weist unter anderem eine Mehrzahl von Traversen 14 auf. Jede dieser Traversen weist einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf und ist im folgenden mit ”Arbeitsebene” bezeichnet. Jede Arbeitsebene 14 erstreckt sich zwischen den Schenkeln 5 sowie in Richtung 10 und jede Arbeitsebene ist in bekannter Weise an die Schenkel 5 angeschlossen, um von Hand oder mittels eines bekannten, nicht dargestellten Aktuators entlang der Schenkel 5 verschiebbar zu sein.
Die Arbeitsebenen 14 tragen eine Mehrzahl von Verriegelungseinrichtungen 15, deren Anordnung auf den entsprechenden Arbeitsebenen im wesentlichen von den Abmessungen der zu bearbeitenden Tafeln 2 sowie von den an diesen Tafeln 2 auszuübenden Arbeitsvorgängen abhängt.
Die Vorrichtungen 15 sind oben durch entsprechende, im wesentlichen ebene Flächen 16 begrenzt, die untereinander koplanar sind, um eine Bezugsebene P zum Bearbeiten der Tafel 2 zu bilden. Sie sind an eine hier nicht dargestellte Saugeinrichtung angeschlossen, um die Tafel 2 an der Ebene P festzuhalten.
Wie man aus den 2 und 3 erkennt, umfaßt der Bohrkopf eine Mehrzahl von Bohreinheiten 17 (in 2 sind hiervon nur zwei dargestellt), die gleichmäßig über die Strecke P1 verteilt sind, und deren Verlauf von einer Mehrzahl von Faktoren abhängt, beispielsweise von den an der Tafel 2 auszuführenden Arbeiten.
Jede Einheit 17 umfaßt ein hülsenförmiges Außengehäuse 18, das in seinem Inneren einen Elektromotor 19 aufnimmt. Dieser kann ein bürstenloser Synchronmotor oder Asynchronmotor sein.
Motor 19 weist einen Stator 20 auf, der seinerseits ein hülsenförmiges Gehäuse 21 hat, mit einer Längsachse 22, die senkrecht zur Strecke P1 verläuft. Das Gehäuse 21 ist im Inneren von einer zylindrischen, zur Achse 22 koaxialen Fläche 23 begrenzt, und außen von einer Fläche 24. Die Fläche 24 umfaßt einen vorderen Frontalteil 24a und einen hinteren Frontalteil 24b, koaxial zur Achse 22, ferner zwei im wesentlichen ebene Seitenteile 24c, die zur Achse 22 parallel verlaufen und die sich an die Teile 24a, 24b entsprechend Kanten 25 anschließen.
Stator 20 ist unter anderem mit einer Mehrzahl von Sitzen 26 versehen, die sich durch das Gehäuse 21 parallel zur Achse 22 hindurch erstrecken und die sich nach außen hin entsprechend der Fläche 23 erweitern. Die Sitze dienen zum Aufnehmen der elektrischen Verdrahtung 27 des Stators.
Die Sitze 26 sind gleichförmig um die Achse 22 im Inneren der beiden Teile des Gehäuses 21 verteilt, die auf die einander gegenüberliegenden Seiten der Achse 22 im Bezug auf die Strecke P1 angeordnet sind und die sich um die Achse 22 erstrecken, entsprechend einem Öffnungswinkel von wesentlich kleiner als 180 Grad.
Motor 19 umfaßt unter anderem einen Rotor 28. Dieser ist koaxial zum Stator 20 angeordnet und sowohl drehfest als auch axialfest an eine Hülse 29 angeschlossen. Das Ende der Hülse ragt über den Rotor 28 hinaus, und ist in Lagern 30 gelagert, so daß der Rotor 28 um die Achse 22 umlaufen kann.
Hülse 29 stellt zusammen mit den Lagern 30 einen Teil der Bohrvorrichtung 31 dar, die unter anderem eine Abtriebswelle 32 aufweist. Die Abtriebswelle 32 ist mit der Hülse 29 drehfest verbunden. Die Weile 32 weist an ihrem freien Ende einen Werkzeugträger 33 auf, der unter dem Gehäuse 18 hervorragt und einen Sitz 34 zum Aufnehmen und Zentrieren eines hier nicht gezeigten Werkzeuges aufweist.
Wie man aus den 3 und 4 erkennt, ist Stator 20 unter anderem mit zwei Längsrillen 35 versehen. Diese erstrecken sich parallel zur Achse 22 und sind in gleichen gegenseitigen Abständen in Bezug zueinander angeordnet. Sie befinden sich zwischen den beiden Teilen des Gehäuses 21, die die Sitze 26 aufweisen und erweitern sich nach außen entsprechend der beiden Teile 24c. Jede Rille 35 ist im wesentlichen von halbzylindrischer Gestalt. Sie bildet einen Sitz, um wenigstens einen Teil einer Bohrvorrichtung 31 aufzunehmen (im folgenden mit 31b bezeichnet), die im wesentlichen identisch mit jener Bohrvorrichtung 31 ist (im folgenden mit 31a bezeichnet), die dem Rotor 28 zugeordnet ist. Die Hülsen 29 einer jeden Vorrichtung 31a und 31b sind mittels zweier Platten 36 drehbar und axial fixiert an das Gehäuse 18 angeschlossen. Die beiden Platten begrenzen oben beziehungsweise unten das Gehäuse 18. Sie dienen zum Aufnehmen der Lager 30 und sind miteinander durch eine Mehrzahl von Verriegelungsschrauben 37 verbunden, die sich über das Gehäuse 18 parallel zur Achse 22 erstrecken.
Die Abtriebswelle 32 (im folgenden mit 32b bezeichnet) einer jeden der beiden Vorrichtungen 31b ist an die Abtriebswelle 32 (im folgenden mit 32a bezeichnet) der Vorrichtung 31a angeschlossen, um um eine eigene Achse 38 umzulaufen, die im wesentlichen parallel zur Achse 22 verläuft, und zwar mittels einer Übertragungsvorrichtung 39, umfassend einen endlosen Riemen 40, der zwei Riemenscheiben 41 umschlingt, die ihrerseits auf den entsprechenden Hülsen 29 sitzen.
Gemäß einer hier nicht dargestellten Ausführungsform kann die Übertragungsvorrichtung 39 auch ein Paar Zahnräder aufweisen, deren jedes auf der betreffenden Hülse sitzt.
Die Strecke P1 kann jeglichen Verlauf aufweisen. Sie kann parallel oder nicht parallel zu jeder der genannten Richtungen 4, 10, 13 verlaufen.
Die Achsen 22 und 38 der Einheit 17 sind jeweils in der betreffenden der genannten Richtungen 4, 10, 13 angeordnet. Sie weisen einen gegenseitigen Abstand auf, der eine bestimmte Größe hat – im vorliegenden Falle ein Standardwert von 30 oder 32 mm.
Jede Vorrichtung 31a, 31b ist außerdem mit einem Aktuator 42 ausgestattet, um die betreffende Welle 32a, 32b gradlinig entlang der betreffenden Hülse 39 zu verschieben, und zwar zwischen einer Arbeitsposition, in welcher das betreffende, hier nicht dargestellte Werkzeug die zu bearbeitende Tafel 2 erfaßt, und einer Ruheposition.
Vorrichtung 42 umfaßt einen Betätigungszylinder 43. Dieser ist auf der gegenüberliegenden Seite des Werkzeugträgers 33 koaxial zur betreffenden Achse 22, 38 angeordnet und mit einem Kolben 44 zum pneumatischen Verschieben ausgestattet. Der Kolben ist seinerseits im Inneren des Zylinders 43 gleitbar. Er ist durch Zwischenfügen eines Wälzlagers 45 am Ende der betreffenden Welle 32a, 32b fixiert, aber drehbar.
Kolben 44 dient dazu, die betreffende Welle 32a, 32b aus der genannten Ruheposition in die Arbeitsposition zu verschieben, und zwar unter dem Schub einer hier nicht gezeigten pneumatischen Vorrichtung, und entgegen der Wirkung einer Rückholfeder 46. Die Feder 46 ist zwischen dem Kolben 44 und dem Zylinder 43 angeordnet, koaxial zur betreffenden Achse 22, 38.
Gemäß einer hier nicht gezeigten Variante sind die Vorrichtungen 31a, 31b mit entsprechenden Vorrichtungen 42 versehen, und die betreffenden, hier nicht gezeigten Werkzeuge gelangen zum Eingriff an der betreffenden zu bearbeitenden Tafel 2, wobei das Verschieben der Brücke 7 in Richtung 4, des Arbeitskopfes 11 in Richtung 10 und des Bohrkopfes 12 in Richtung 13 selektiv gesteuert werden.
Die Arbeitsweise des Bohrkopfes 12 ist aus dem oben beschriebenen leicht erkennbar und bedarf keiner Erläuterung.
Der Bohrkopf 12 hat den Vorteil, daß er selektiv die Wirkung der Bohreinheit 17 in Bezug auf die auszuführende Arbeit sowie in Bezug auf die Abmessungen der Tafel 2 steuert.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß der Verbrauch an elektrischer Energie, der Verschleiß der umlaufenden Teile, insbesondere der Übertragungsvorrichtungen 39 sowie die Geräuscherzeugung durch die Erfindung minimiert werden.
Da jeder Motor 19 dazu dient, drei Ausgangswellen 32a, 32b anzutreiben, läßt sich der Bohrkopf 12 relativ einfach und wirtschaftlich und damit kostengünstig gestalten. Der Motor 19 weist eine Abmessung auf, parallel zur Strecke P1 gesehen, die ausreicht, um das erforderliche Paar in Umlauf zu versetzen, sowie die drei Abtriebswellen 32a, 32b.

Claims

Bohrkopf für Maschinen zum Bearbeiten von Tafeln aus Holz oder dergleichen, mit den folgenden Elementen: 1.1 wenigstens eine Bohreinheit (17); 1.2 die Bohreinheit (17) umfasst einen Elektromotor (19) mit einem Stator (20) und einem Rotor (28); 1.3 der Stator (20) besitzt eine Achse (22), die mit einer Mehrzahl von Sitzen (26) versehen ist, herumgruppiert um die Achse (22), um eine Statorwicklung (27) aufzunehmen; 1.4 der Rotor (28) ist koaxial zum Stator (20) angeordnet und mit einer ersten Abtriebswelle (32a) versehen, die um die Achse (22) umläuft und einen ersten Werkzeugträger (23) besitzt; 1.5 der Stator (20) ist mit wenigstens einem weiteren Sitz (35) versehen, zum wenigstens teilweisen Aufnehmen einer zur ersten Abtriebswelle (32a) im Wesentlichen parallelen zweiten Abtriebswelle (32b), die einen zweiten Werkzeugträger (33) bildet; 1.6 mit Mitteln (39) zum Übertragen von Drehmoment von der ersten Abtriebswelle (32a) zur zweiten Abtriebswelle (32b).
Bohrkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (20) ein hülsenförmiges Gehäuse (21) umfasst, das seinerseits zwei sich um die Achse (22) herum erstreckende Teile aufweist, dass die Sitze (26) für die Statorwicklung (27) im wesentlichen entsprechend einem ersten der Teile angeordnet sind, und dass der weitere Sitz (35) im wesentlichen entsprechend einem zweiten Teil angeordnet ist.
Bohrkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (21) innen und außen von einer Innenfläche (23) beziehungsweise von einer Außenfläche (24) begrenzt ist, dass sich die Sitze (26) für die Statorwicklung (27) entsprechend der Innenfläche (23) nach außen erweitern, und dass sich der weitere Sitz (35) entsprechend der Außenfläche (24) nach außen erweitert.
Bohrkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Sitz (35) im wesentlichen halbzylindrisch ist und sich parallel zur Achse (22) erstreckt.
Bohrkopf nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil die Sitze (26) für die Statorwicklung (27) aufweist, die gleichmäßig um die Achse (22) herumgruppiert sind und sich um die Achse (22) in Winkelabständen von weniger als 180 Grad erstrecken, dass der Stator (20) mit zwei weiteren Sitzen (35) versehen ist, die im wesentlichen zwischen den beiden Teilen des Gehäuses (21) angeordnet sind, um entsprechend den zweiten Abtriebswellen (32b) zugeordnet zu werden, und daß die Mittel (39) zum Übertragen von Drehmoment von der ersten Abtriebswelle (32a) zu jeder der zweiten Abtriebswellen (32b) dienen.
Bohrkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (39) zum Übertragen von Drehmoment aus Riementrieben bestehen.
Bohrkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (39) zum Übertragen von Drehmoment aus Zahnradgetrieben bestehen.
Bohrkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Abtriebswellen (32a, 32b) gleitend, aber drehfest mit einer Hülse (29) in Verbindung stehen, und daß die Hülse (29) der ersten Abtriebswelle (32a) drehfest und verschiebefest an den Rotor (28) angeschlossen ist.
Bohrkopf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sämtlichen Abtriebswellen (32a, 32b) Aktuatoren (42) zum Verschieben der einzelnen Abtriebswelle (32a, 32b) entlang der betreffenden Hülse (29) zugeordnet sind, und zwar zwischen einer Ruheposition und einer Arbeitsposition, wobei ein auf der Abtriebswelle (32a, 32b) montiertes Werkzeug die zu bearbeitende Tafel (2) erfasst.
Bohrkopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der einzelne Aktuator (42) erste Schubmittel (46) aufweist, um die betreffende Abtriebswelle (32a, 32b) aus der Arbeitsposition in die Ruheposition zu verschieben, sowie zweite Schubmittel (43, 44), um die jeweilige Abtriebswelle (32a, 32b) aus der Ruheposition in die Arbeitsposition zu verbringen.
Bohrkopf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Schubmittel (46) elastische Schubmittel sind, und dass die zweiten Schubmittel (43, 44) einen zylindrischen Aktuator (43) umfassen, der einen zur Achse (22) parallel beweglichen Kolben (44) aufweist, um die betreffende Abtriebswelle (32a, 32b) entgegen der Wirkung des elastischen Schubmittels zu verschieben.