DE10238983B4

DE10238983B4 - Bearbeitungsaggregat für eine Durchlaufmaschine

Info

Publication number: DE10238983B4
Application number: DE10238983A
Authority: DE
Inventors: Peter Rathgeber; Kurt Kalmbach
Original assignee: Homag Holzbearbeitungssysteme GmbH
Current assignee: Homag GmbH
Priority date: 2002-08-20
Filing date: 2002-08-20
Publication date: 2009-07-16
Anticipated expiration: 2022-08-21
Also published as: DE10238983A1

Abstract

Aggregat zum Fräsen oder Schleifen der Kanten von plattenförmigen Werkstücken aus Holz und/oder Holzersatzstoffen im Vorbeilauf in einer Durchlaufmaschine mit einem axial zustellbaren Bearbeitungsmotor (4) mit einer Motorspindel (5, 6), auf deren freiem Abschnitt ein Satz (7) aus mehreren Fräs- oder Schleifwerkzeugen mit entsprechender Nabe miteinander koaxial aufnehmbar ist, wobei die Motorspindel (5, 6) des Bearbeitungsmotors (4) aus einer Motorwelle (5) und aus jeweils einer von zwei oder mehreren Werkzeugwellen (6) zur Aufnahme je eines Werkzeugsatzes (7) besteht, wobei die Motorwelle (5) und die Werkzeugwellen (6) mittels einer Hohlschaftkegel-Kupplung (8) miteinander verbindbar sind, wobei am Aggregatgestell (1) eine hilfskraftbetätigte Aushubvorrichtung (9) zur Trennung der Motorwelle (5) und der jeweiligen Werkzeugwelle (6) angeordnet ist und diese Aushubvorrichtung (9) einen Auslegerarm (10) aufweist, der entlang einer mit der Motorwelle (5) parallelen Führung (11) verschieblich sowie um die Längsachse dieser Führung (11) schwenkbar ist und an seinem freien Ende ein Kupplungselement (14) in...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Aggregat zum Fräsen oder Schleifen der Kanten von plattenförmigen Werkstücken aus Holz und/oder Holzersatzstoffen im Vorbeilauf in einer Durchlaufmaschine mit einem axial zustellbaren Bearbeitungsmotor mit einer Motorspindel, auf deren freiem Abschnitt ein Satz aus mehreren Fräs- oder Schleifwerkzeugen mit entsprechender Nabe miteinander koaxial aufnehmbar ist nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Druckschrift JP 05111901 zeigt eine Holzbearbeitungsmaschine mit einer Werkzeugwechselvorrichtung. Diese Werkzeugwechselvorrichtung hat einen Auslegerarm, der eine translatorische und eine rotatorische Bewegung ausführen kann und mit einem gabelartigen Greifer am Ende des Auslegearms ausgerüstet ist.
Entsprechende Aggregate haben eine einstückige Motorspindel, die aus dem Motor herausgeführt ist, wobei auf dem freien Abschnitt der Motorspindel die Fräs- oder Schleifwerkzeuge mittels einer Nabenaufnahme in koaxialer Ausrichtung miteinander drehfest aufgenommen sind. Es handelt sich jeweils um einen Satz von mehreren Werkzeugen, die gleich oder unterschiedlich sein können. Weil der Bearbeitungsmotor axial zustellbar ist, kann jedes der einzelnen Werkzeuge des kompletten Werkzeugsatzes für den ihm zugeordneten Bearbeitungsvorgang genutzt werden. Gleiche Werkzeuge sieht man vor, um bei einem Verschleiß des ersten Werkzeuges auf das nächstfolgende Werkzeug übergehen zu können. Ungleiche Werkzeuge dienen dazu, verschiedene Bearbeitungsvorgänge ausführen zu können, indem beispielsweise an den Kanten der Werkstücke Rundungen mit unterschiedlichen Radien angebracht werden.
Ist die Verschleißgrenze des jeweiligen Werkzeugsatzes erreicht, erfolgt der Austausch des Werkzeugsatzes auf dem freien Abschnitt der Motorspindel. Der Austausch des Werkzeugsatzes ist mit einem erheblichen Zeitaufwand verbunden, denn die einzelnen Werkzeuge müssen von der Motorspindel abgenommen und die neuen Werkzeuge einzeln nacheinander auf die Motorspindel aufgesetzt, darauf ausgerichtet und fixiert werden. Der Wechsel eines Werkzeugsatzes führt somit zu einer hohen Maschinenstillstandszeit, wodurch die Produktivität der Durchlaufmaschine reduziert wird. Besteht der Werkzeugsatz aus Schleifscheiben, so ist deren Standzeit noch geringer als die von Fräsern, weswegen hier die Werkzeugwechsel noch häufiger vorgenommen werden müssen und die Maschinenstillstandszeiten noch höher sind.
Aus der Offenlegungsschrift DE 197 56 280 A1 ist es grundsätzlich bekannt, bei Aggregaten, die für die Fräsbearbeitung an Werkstücken aus Holz oder Holzersatzstoffen bestimmt sind, auswechselbare Werkzeuge vorzusehen. Dabei sind bei der in dem genannten Dokument beschriebenen Kehlmaschine die Werkzeuge mittels eines Spannkegels in einer Konusaufnahme einer Spindel aufgenommen, die als Hohlschaftkegel-Aufnahme zu bezeichnen ist. Anders als bei dem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 als bekannt vorausgesetzten Aggregat bestehen die einzelnen Werkzeuge nicht aus einem Werkzeugsatz, der auf einer Motorspindel angeordnet wäre. So benötigen die Fräswerkzeuge für die bekannte Fräsmaschine keine Nabe sondern werden mit ihrem Spannkegel selbst in der Hohlschaftkegel-Aufnahme der betreffenden Spindel aufgenommen.
Wie aus der Patentschrift DE 197 26 942 C2 hervorgeht, ist es weiter grundsätzlich bekannt, Werkzeugmaschinen mit einer hilfskraftbetätigten Werkzeugwechselvorrichtung auszustatten, um den Werkzeugwechsel automatisch durchführen zu können. Auch hierbei sind die einzelnen Werkzeuge mit einem Spannkegel versehen, um sie in einer Hohlkegelaufnahme einer Antriebsspindel spannen zu können.
Ausgehend von einem Aggregat der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Wechsel des jeweiligen gesamten Werkzeugsatzes schnell und bequem durchführen zu können.
Diese Aufgabe wird bei einem Aggregat der in Rede stehenden Art durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Für die Erfindung ist wesentlich, aufgrund der Teilung der Motorspindel in die Motorwelle und die Werkzeugwelle den kompletten Werkzeugsatz samt der zugehörigen Werkzeugwelle gegen einen neuen Werkzeugsatz mit Werkzeugwelle austauschen zu können, womit der eigentliche Werkzeugwechsel nicht an der Durchlaufmaschine selbst, sondern außerhalb in einer gesonderten Werkzeugaufbereitung an der jeweiligen Werkzeugwelle vorgenommen wird.
Zwar benötigt man entsprechend eine Mehr- oder Vielzahl von Werkzeugwellen, dieser Aufwand wird jedoch durch die bei weitem kürzeren Maschinentillstandszeiten mehr als aufgewogen. Die Hohlschaftkegel-Schnittstelle zwischen der Motorwelle und der Werkzeugwelle, deren Spannung mittels einer Hydrobüchse, Hydrowelle oder dergl. erfolgt, sichert eine hohe Rundlaufgenauigkeit der Werkzeugsätze, es kann sogar auf ein Gegenlager am vom Bearbeitungsmotor abliegenden Ende der an die Motorwelle angekuppelten Werkzeugwelle verzichtet werden. Ferner kann man Werkzeugwellen mit unterschiedlichen Durchmessern einsetzen, um Werkzeuge mit verschiedenen Bohrungsdurchmessern im Nabenbereich verwenden zu können. Die Aushubvorrichtung ermöglicht es, eine mögliche Verkeilung zwischen der Motorwelle und der Werkzeugwelle an der HSK-Schnittstelle ohne manuellen Einsatz lösen zu können. Auch schwere Werkzeugsätze können mit der hilfskraftbetätigten Aushubvorrichtung in kurzer Zeit gewechselt werden. Zudem entfällt ein Gefährdungspotential für die die Durchlaufmaschine bedienenden Personen, da die Aushubvorrichtung so ausgebildet werden kann, daß die Anreichung des verschlissenen Werkzeugsatzes und die Übernahme des neuen Werkzeugsatzes außerhalb der Gefahrenzone vorgenommen werden kann.
Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine Seitansicht des erfindungsgemäßen Aggregates mit zwei Bearbeitungsmotoren und
2 die Draufsicht auf das Aggregat gemäß 1.
Im einzelnen zeigt die Zeichnung ein Gestell 1, mit welchem das gesamte Aggregat an einer Kantenbearbeitungsstation einer im Durchlauf arbeitenden Maschine zur Bearbeitung plattenförmiger Werkstücke angeordnet wird. Das Gestell 1 weist zwei miteinander parallele Führungen 2 mit daran gelagerten Supporten 3 auf, die in der Regel senkrecht zur Durchlaufrichtung der Werkstücke in der Funktionslage angeordnet sind. Jeder der Supporte 3 trägt einen Bearbeitungsmotor 4, der eine Motorwelle 5 aufweist. An dem aus dem Motor 4 herausgeführten Ende der Motorwelle 5 schließt koaxial eine Werkzeugwelle 6 an, auf der ein Satz 7 von Fräs- oder Schleifwerkzeugen sitzt. Die Werkzeugwelle 6 und der Werkzeugsatz 7 stellen eine vormontierte Einheit dar, die an die Motorwelle 5 der Bearbeitungsmotore 4 angesetzt werden kann. Dazu ist eine Hohlschaftkegel-Kupplung 8 vorgesehen, über welche die Motorwelle 5 und die Werkzeugwelle 6 in koaxialer Ausrichtung miteinander verspannt werden können. So kann die Mehr- oder Vielzahl vorhandener Werkzeugwellen 6, auf denen jeweils ein Werkzeugsatz 7 montiert ist, in freikragender Anordnung an die jeweilige Motorwelle 5 angesetzt werden.
Nach Lösung der Hohlschaftkegel-Kupplung 8 an der Schnittstelle zwischen der Motorwelle 5 und der jeweiligen Werkzeugwelle 6 kann die Werkzeugwelle 6 mit dem daran sitzenden Werkzeugsatz über eine hilfskraftbetätigte Aushubvorrichtung 9 von dem betreffenden Bearbeitungsmotor 4 bzw. von dessen Motorwelle 5 abgehoben werden. Dazu weist die Aushubvorrichtung 9 einen Ausleger 10 auf, der mittels einer Verschiebekonsole 12 an einer mit den Führungen 2 für die Bearbeitungsmotore 4 parallelen Führung 11 so angeordnet ist, daß er in axialer Richtung der Motorwellen 5 bzw. der Werkzeugwellen 6 verfahren sowie in dazu senkrechten Ebenen verschwenkt werden kann. Dies geschieht unter Mitnahme der jeweiligen Werkzeugwelle 6 einschließlich dem darin sitzenden Werkzeugsatz 7, wozu am freien Ende des Auslegerarms 10 Kupplungselemente 14 in Gestalt seitlicher gabelartiger Greifer vorgesehen sind. Der Auslegerarm 10 ist derart an der Verschiebekonsole 12 angelenkt, das er um die Längsachse der Führung 11 geschwenkt werden kann, wie es der in 2 wiedergegebene Kreis A andeutet. So können durch einen Schwenk des Auslegerarms 10 dessen endseitige Kupplungselemente 14 in radialer Richtung zur jeweils an der Motorwelle 5 aufgenommenen Werkzeugwelle 6 gegen ein Kupplungsteil 15 am freien Ende der Werkzeugwelle 6 geschwenkt werden. Hierbei handelt es sich um einen am Ende der Werkzeugwellen 6 sitzenden, hinterschnittenen Kopf, der von dem Maul des betreffenden Kupplungselementes 14 am Auslegerarm 10 untergriffen wird. Sodann kann bei Lösung von der Motorwelle 5 durch Verfahren des Auslegerarms 10 vom jeweiligen Bearbeitungsmotor 4 weg die Werkzeugwelle 6 mit dem daran sitzenden Werkzeugsatz 7 abgehoben werden und durch Verschwenken des Auslegerarms 10 an eine Stelle befördert werden, an der der Werkzeugsatz 7 mit der Werkzeugwelle 6 gegen einen anderen, neuen Werkzeugsatz 7 mit einer eigenen Werkzeugwelle 6 ausgetauscht wird. Die Rückführung dieses neuen Werkzeugsatzes 7 zur Kupplung dessen Werkzeugwelle 6 mit der Motorwelle 5 des jeweiligen Bearbeitungsmotors 4 erfolgt in umgekehrter Bewegungsfolge der Aushubvorrichtung 9
Die Verschiebung des Auslegerarms 10 in axialer Richtung der Bearbeitungsmotore 4 erfolgt mittels eines pneumatischen oder hydraulischen Zylinders 13, der an der Verschiebekonsole 12 angreift und der mit seiner Achse parallel zu der Führung 11 der Verschiebekonsole 12 angeordnet ist.
Bei zwei vorhandenen Bearbeitungsmotoren 4 in zueinander spiegelsymmetrischer Anordnung ist die Führung 11, an der die Verschiebehülse mitsamt dem Auslegerarm 10 verfahrbar ist, in der Symmetrieebene angeordnet. Bei einer solchen Anordnung ist es zweckmäßig, wenn mittels des Auslegerarms 10 beide Bearbeitungsmotore 4 bedient werden können. Anders als in der Zeichnung dargestellt, läßt sich die Aushubvorrichtung 9 aber auch dann schon vorteilhaft einsetzen, wenn lediglich ein einziger Bearbeitungsmotor 4 an dem Aggregat vorhanden ist.

Claims

Aggregat zum Fräsen oder Schleifen der Kanten von plattenförmigen Werkstücken aus Holz und/oder Holzersatzstoffen im Vorbeilauf in einer Durchlaufmaschine mit einem axial zustellbaren Bearbeitungsmotor (4) mit einer Motorspindel (5, 6), auf deren freiem Abschnitt ein Satz (7) aus mehreren Fräs- oder Schleifwerkzeugen mit entsprechender Nabe miteinander koaxial aufnehmbar ist, wobei die Motorspindel (5, 6) des Bearbeitungsmotors (4) aus einer Motorwelle (5) und aus jeweils einer von zwei oder mehreren Werkzeugwellen (6) zur Aufnahme je eines Werkzeugsatzes (7) besteht, wobei die Motorwelle (5) und die Werkzeugwellen (6) mittels einer Hohlschaftkegel-Kupplung (8) miteinander verbindbar sind, wobei am Aggregatgestell (1) eine hilfskraftbetätigte Aushubvorrichtung (9) zur Trennung der Motorwelle (5) und der jeweiligen Werkzeugwelle (6) angeordnet ist und diese Aushubvorrichtung (9) einen Auslegerarm (10) aufweist, der entlang einer mit der Motorwelle (5) parallelen Führung (11) verschieblich sowie um die Längsachse dieser Führung (11) schwenkbar ist und an seinem freien Ende ein Kupplungselement (14) in Gestalt eines gabelartigen Greifers aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem vom Bearbeitungsmotor (4) abgelegen anzuordnenden Ende der Werkzeugwellen (6) ein Kupplungsteil (15) in Form eines vorstehenden, hinterschnittenen Kopfes vorgesehen ist.
Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Aggregatgestell (1) zwei Bearbeitungsmotore (4) miteinander achsparallel angeordnet sind, zu deren Achsen die Führung (11) für den Auslegerarm (10) symmetrisch angeordnet ist, wobei der Auslegerarm (10) mit jeder der beiden mit den jeweiligen Motorwellen (5) gekuppelten Werkzeugwellen (6) in Eingriff bringbar ist.
Aggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, der Auslegerarm (10) an einer auf der Führung (11) gelagerten Verschiebekonsole (12) schwenkbar angelenkt ist.
Aggregat nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Hilfskraftbetätigung des Auslegerarms (10) ein hydraulischer oder pneumatischer Zylinder (13) vorgesehen ist.
Aggregat nach Anspruch 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (13) parallel mit der Führung (11) für den Auslegerarm (10) angeordnet ist und an der Verschiebekonsole (12) angreift.