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Vorrichtung zum Besäumen und Kantenprofilieren von metallischen, plattenförmigen
Werketücken Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Besäumen und Kantenprofilieren
von metallischen, plattenförmigen Werkstücken mit einem Aufnahmetisch für das zu
bearbeitende Werkstück und einer Fräseinrichtung, die ein seitlich neben dem Werkstück
angeordnetes Fräswerkzeug mit etwa normal zur Tischebene verlaufender Rotationsachse
besitzt und einerseits in einem entlang einer zuc erkstück randparallelen Führung
verfahrbaren Schlitten mit quer zur Führung verschiebbarem Schlittenbock schwenkbar
gelagert und anderseits über auf der Werkstückoberflache abrollenden Führungsrollen
abgestützt ist, wobei die Schwenkachse der Frässinrichtung parallel zur Schlittenführung
verläuft und vorzugsweise im Bereich der Tischebene liegt.
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Da bei diesen bekannten Vorrichtungen die Präseinrichtung einerseits
in dem verfahrbaren Schlitten schwenkbar gelagert und anderseits über die Führungsrollen
am Werkstück selbst abgestützt ist, wird die Präseinriohtung beim Verschieben des
Schlittens entsprechend etwaigen normal zur Blechebene verlaufenden Wellen des Werkstückes
verschwenkt, 90 daB das Präswerkzeug stets parallel zur Werkstückoberfläche geführt
wird.
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Eine solche zur Werkstückoberfläche parallele Führung des Fräswerkzeuges
ist unbedingt nötig, wenn ein metallisohes, plattenförmiges Werkstück zum anschlieenden
Schweißen mit konstanter Fasenbreite kantenprofiliert werden muß.
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Das Werkstück wird bei einer derartigen Vorrichtung mittels eines
Hydraulikzylinders, der zwischen der schwenkbar im Schlitten gelagerten Fräseinrichtung
und dem Schlitten angeordnet ist, über die Führungsrollen gegen eine feste Auflage
gedrückt. Dies hat gegenüber anderen bekannten Fräseinrichtungen den Vorteil, daß
schwere Spannträger zum Niederspannen des Werkstückes entbehrlich sind. Es genagt,
das Werkstüok beispielsweise an zwei Stirnseiten auf dem Aufnahme tisch zu befestigen,
da mit Hilfe der schwenkbaren Fraseinrichtung das Werkstück stets im Eingriffsbereich
des Fräswerkzeuges gespannt wird. Abgesehen davon, ist der Aufnahmetisch durch das
Fehlen der Spannträger oben völlig frei zugänglich1 was das Zufördern bzw. den Abtransport
des Werketückes begünstig. Nachteilig ist Jedoch, daß bei dicken Blechen die Führungsrollen
das Werkstück im Wellenbereich nicht immer satt gegen die Unterlage anpressen können,
da der vergleichsweise geringe Druck der Führungsrollen bei größeren Wandstärken
nicht ausreicht, um die Wellen durchzudrücken.
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Bei Hochleistungsfräsmaschinen ist nämlich das Spannen des Werkstückes
schwieriger zu lösen, weil man
nicht nur das Werkstück fixieren,
sondern auch frästechnisch beruhigen muß. Dieser Notwendigkeit kommt bei den Vorrichtungen
der eingangs geschilderten Art deshalb besondere Bedeutung zu, weil das Fräswerkzeug
als Schwingungserreger zu betrachten ist, besonders wsnn jeweils nur eine einzelne
Schneide des Fräswerkzeuges im Eingriff mit dem Werkstüok iat, so daß die Sohnittkraft
zwischen Null und einem Höchstwert schwankt. Um die Kanten eines plattenförmigen
Werkstückes genau bearbeiten zu können, muß danach getrachtet werden, die Vibrationen
des Werkatückes so klein als möglich zu halten.
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Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
der eingangs geswhilderten Art so nu verbessern, daß die Fräseinrichtung ohne Verwendung
schwerer Spannvorrichtungen für das Werkstück möglichst sohwingungsarm gegenüber
dem Werkstück geführt wird und eine Anpassung der Vorrichtung an Werkstücke mit
großen Abmessungsunterschieden in einfacher Weise möglich ist.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mit der Fräseinrichtung
eine gegenüber der Fräseinrichtung um eine zu deren Schwenkachse parallele Achse
drehbare Schwinge verbunden ist, die gegen die Werkstückunterseite geriohtete Führungsrollen
aufweist, und daß die Schwinge und die Fräseinrichtung mittels eines zwischen ihnen
angelenkten Hydraulikzylindere od.dgl. entweder das Werkstück allein oder das Werkstück
zusammen mit dem das Werkstück aufnehmenden Tischteil zwischen ihren 3?hrungsrollen
zangenartig festhalten. Duroh das erfindungsgemäße zangenartige Festhalten des Werkstückes
bzw. des Werkstückes und des das Werkstück aufnehmenden Tischteiles wird nicht nur
das Werkstück gegenüber der Fräseinrichtung in frästechnisch günstiger Weise verspannt,
sondern auch erreicht, daß die Spannkräfte lediglich das die Führungsrollen tragende
Gehäuse der Fräseinrichtung und die Schwinge auf Biegung
beanspruchen,
nicht aber andere Konstruktionsteile, so daß die Spannkräfte nur bei der Auslegung
des Gehäuses für die Präseinrichtung und bei der Bemessung der Schwinge berücksichtigt
werden müssen. Dies hat den Vorteil, daß sowohl der Aufnahmetisch als auch der Schlitten
für die Fräseinrichtung mit seiner Rührung wesentlich leichter als bei bekannten
Vorrichtungen gebaut werden können.
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Es sind zwar bereits Vorrichtungen bekannt, mit deren Hilfe die Oberflache
von Blechplatten im Kantenbereich bearbeitet werden sollen, wobei die Blechplatte
innerhalb der Vorrichtung an seiner oberen und unterea Seite mittels federbelasteter
Rollen od. dgl. geführt wird, doch dienen diese Rollen lediglich zur oberflächenparallelen
Führung der Vorrichtungen, die vertikal frei verschiebbar gelagert sind und sich
ausschließlich am Werkstück abstützen. Ein frästechnisches Spannen des Werkstückes
ist mit Hilfe dieser Führungsrollen nicht möglich. Das Spannen des Werkstückes ohne
schwere Spannvorrichtungen ist aber gerade Aufgabe der Erfindung.
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Gemäß der erfindung kann die Schwinge auf der S¢hwenkachse für die
Fräseinriohtung gelagert sein oder aus zwei zu einem Gelenkparallelogramm verbundenen
Lenkern bestehen, die am Gehäuse der Fräseinrichtung angelenkt sind. Besteht die
Schwinge aus zwei zu einem Gelenkparallelogramm verbundenen Lenkern, so ergibt sich
der Vorteil, daß die Führungsrollen stets parallel zu sich selbst verschoben werden.
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Ist die Fräseinriohtung in an sich bekannter Weise mit dem Schlitten
bzw. dem Sohlittenbock über einen Hydraulikzylinder od. dgl. verbunden, so wird
über die Filhrungsrollen der Fräseinriohtung ein Druck auf das Werkstück ausgeübt,
-wobei sich aber auch eine Belastung des Aufnahmetisches und des Schlittens mit
seiner Führung ergibt. Dadurch wird das Werkstüek unabhängig vom frästechnischen
Spannen
gegen den Aufnahme tisch gedrückt, was vor allem dann wesentlich ist, wenn das Werkstück
nur durch die Führungsrollen gespannt wird. In einem solchen Pall können erfindungsgemäß
neben den die Fräseinrichtung auf der Werkstückoberfläche abstützenden Führungsrollen
federbelastete Druckrollen vorgesehen sein, die mit der Fräseinrichtung in Verbindung
stehen und im Bereich des das Werkstüok aufnehmenden Tischteiles auf dem Werkstück
abrollen, so daß zusätzlich ein Druck auf das Werkstück im Bereich des das Werkstück
aufnehmenden Tischteiles ausgeübt wird.
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Dabei ist es günstig, wenn die Druckrollen über ein federbelastetes
Gelenkparallelogramm mit der Fräseinrichtung verbunden sind, da die Gelenkparallelogrammführung
der Druckrollen stets deren richtige Lage gewährleistet.
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Um ein gleich gutes Spannen von Werkstücken unterschiedlicher Breite
zu gewährleisten, ist schließlich nach der Erfindung vorgesehen, daß der Aufnahmetisch
einen vom übrigen Tischgestell getrennten, zur Schlittenführung parallelen Randteil
besitzt, der zusammen mit der Schlitten führung auf quer zur Schlittenführung verschiebbaren
Trägern befestigt ist. Diese Maßnahme ist besonders wichtig bei erfindungsgemäßen
Vorrichtungen, die das Werkstück zusammen mit dem das Werkstück aufnehmenden Tischteil
zwischen den Führungsrollen festhalten, da ein ungeteilter, fester Tisch nur eine
begrenzte Anpassungsmo'glichkeit an verschiedene Werkstückbreiten bieten würde.
Eine Unterteilung des Aufnahmetisches ist aber nur bei erfindungsgemäßem Spannen
des We rk stückes moglich, da die Teilung des Aufnahmetisches eine Verminderung
der Steifigkeit zur Folge hat, wenn nicht die einzelnen Tischteile unverhältnismäßig
massiver gestaltet werden sollen. Da die Hauptspannkräfte für das Werkstück jedoch
nicht auf den Aufnahmetisch bzw.
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dessen Fundament wirken, spielt im Gegensatz zu den bekannten
Vorrichtungen
die Verminderung der steifigkeit des Tisches durch die Teilung keine wesentliche
Rolle.
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Ob das Werkstück nur gegenüber der Fräseinrichtung verspannt werden
soll oder zusammen mit dem das Werkstück aufnehmenden Tischteil, hängt vor allem
von der Art der zu bearbeitenden w'erkstücke ab. H;Rt man es mit Blechen von großer
Welligkeit zu tun, dann ist es zweckmäßiger, das frästechnische Spannen des werkstückes
vom Niederspannen des Werkstückes auf den Aufnahmetisch zu trennen. Bei geringerer
Welligkeit bzw. dünneren Werkstücken ist es hingegen günstiger, die Fräseinrichtung
zusammen mit dem Werkstück und dem Teil des Aufnahmetisches zu verspannen, auf dem
das werkstück aufliegt. Es genügt bei den in der Praxis vorkommenden relativ flachen
Wellen, dem Werkstück durch die obere Bandführung eine ausreichend bemessene Vorspannung
zu geben, um den Schnitt ruhig zu halten.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt,
und zwar zeigen die Fig. 1 - 5 eweils ein anderes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zum Besäumen und Kantenprofilieren von metallischen, plattenförmigen
Iferkstücken in Seitenansicht.
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Ber Erfindungsgegenstand besteht im wesentlichen aus einem sufnahmetisch
1 für das plattenförmige Werkstück 2 und einer Fräseinrichtung 3, die ein seitlich
neben dem Werkstück 2 angeordnetes Fräswerkzeug 4 mit etwa normal zur Tischebene
verlaufender Rotationsachse besitzt. Der nur zum Teil dargestellte ;ufnahmetisch
1 ist gemäß den in den Fig. 1 - 3 dargestellten Ausführungsbeispielen aus mehreren
Längsträgern zusammengesetzt.
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Die Fräseinrichtung 3 ist einerseits in einem entlang einer zum Werkstück
2 randparallelen Führung 5 verfahrbaren Schlitten 6 mit quer zur Führung verschiebbarem
Schlittenbook 7 schwenkbar gelagert und anderseits über auf
der
Werkstückoberfläche abrollenden Führungsrollen 8 abgestützt, wobei die Schwenkachse
9 der Präseinrichtung 3 im Schlittenbock 7 gehalten ist, parallel zur Schlittenführung
5 verläuft und im Bereich der Tischebene liegt. Dies hat den Vorteil, daß die Führungsrollen
8 etwa senkrecht auf die Werkstäckober£läche aufgesetzt werden.
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Auf der Schwenkachse 9 ist gemäß den Fig. 1 und 2 eine Schwinge 10
drahbar gelagert, die gegen die Werkstückunterseite gerichtete Führungsrollen 11
allfweist. Nach Fig. 3 werden diese Führungsrollen 11 von zwei zu einen Gelenkparallelogramm
verbundenen Lenkern 12 getragen, die am Gehäuse der Fräseinrichtung 3 angelenkt
sind. Zwischen der Präseinrichtung 3 und der Schwinge 10 bzw. den Lenkern 12 ist
jeweils ein Hydraulikzylinder 13 angelenkt, mit deasen Hilfe entweder das Werkstück
2 allein (Fig. 2) oder dao Werkstück 2 zusammen mit dem das Werkstück aufnehmenden
Tischteil 14 (?ig. 1 und 3) zwischen den Führungsrollen 8 und 11 zangenartig festgehalten
werden, so daß die Fräseinriohtung in günstiger Weise mit dem werkstück 2 und gegebenenfalls
mit dem Tischteil 14 verspannt wird.
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Ein besonders ruhiger Schnitt ergibt sich, wenn, wie fn Fig. 2 dargestellt,
die Führungsrollen 8 und 11 das Werkstück nur mit der Fräseinrichtung verspannen.
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Eine solche Ausführung ist Jedoch nur bei besonders welligen Blechen
erforderlich, da es, wie die Praxis gezeigt hat, üblicherweise genügt, dem Werkstück
2 beim Auf treten von Wellen im Bereich der Bearbeitungsstelle durch die Führungsrollen
8 und 11 eine genügende Vorspannung zu erteilen. Das Verspannen des Werkstückes
mit der Fräseinrichtung und die Fixierung des Werkstüokes auf dem Aufnahmetisch
erfolgt dabei durch die Führungsrollen gemeinsam, die, wie aus Fig. 1 und 3 zu ersehen
ist, das
Werkstück zusammen mit dem das Werkstüok aufnehmenden Tischteil
zangenartig festhalten.
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Wird jedoch das frästechnisohe Verspannen des Werkstückes mit der
Fräseinrichtung allein durch die auf das Werkstück wirkenden Führungsrollen 8 und
11 durchgeführt, so muß das Werkstück gesondert mit dem hufnahmetisch verspannt
werden, wozu gemäß der Erfindung Druckrollen 15 vorgesehen sind, die über ein durch
eine Feder 16 belastetes Gelenkparallelogramm 17 mit der Fräseinrichtung 3 in Veruindung
stehen und im Bereich des das Werkstück 2 aufnehmenden Tischteiles 14 auf dem Werkstück
abrollen. Der Anpreßdruck wird durch einen Hydraulikzylinder 18 erzeugt, der zwischen
der Frkseinrichtung und dem chlittenbock 7 angelenkt ist. Mit Hilfe dieses Zylinders
18 kann das Werkstück unabhängig vom frästechnischen Verspannen mit der Fräseinrichtung
auf dem Aufnahme tisch fixiert werden, was auch bei den übrigen Ausführungen gemäß
den Fig. 1 und 3 möglich ist.
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Das erfindungsgemäße Verspannen des Werkstüokes bietet vor allem
den Vorteil, daß die Spannkräfte sich über die Fräseinrichtung 3 und die Schwinge
10 bzw. das aus den Lenkern 12 gebildete Lenkerparallelogramm schließen können,
so daß lediglich diese Konstruktionsteile durch die Spannkräfte auf Biegung bzw.
Torsion belastet werden. Sowohl der Aufnahmetisch als auch der Schlitten und dessen
Führung können daher vergleichsweise leicht gebaut werden.
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Durch die quer zur Führung 5 verschiebbare Lagerung des Schlittenbockes
7 ist eine Anpassung an verschiedene Werkstiickabmessungen möglich. Eine Anpassung
an Werkstücke mit großen Abmessungsuntersohieden ist Jedoch insbesondere bei Ausführungsformen
nach fig. 1 und 3 mit diesen Maßnahmen nicht möglich, da bei zu großen Werkstücken
ein zu großer überstand über die Tischteile 14 auftreten würde. Um nun eine Anpassung
au große Abmessungsunterschiede der Werkstücke
erreichen zu kbnnen,
ist nach der Erfindung vorgesehen, daß der Aufnahmetisch 1 einen vom übrigen Tischgestell
getrennten, zur schlittenführung 5 parallelen Randteil 19 besitzt, der zusammen
mit der Schlittenführung 5 auf quer zur Schlittenführung verschiebbaren Trägern
20 befestigt ist, so daß die Fräseinrichtung gemeinsam mit dem Randteil 19 des Tisches
quer zur Bearbeitungsrichtung verschoben werden kann. Die verschiebbare Lagerung
des Sohlittenbookes 7 im Schlitten 6 dient in diesem Pall hauptsächlich zum Anstellen
des Fräswerkzeuges 4.
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Die Teilung des Tisches in mehrere Träger und damit die verschiebbare
Lagerung eines dieser Träger ist jedoch nur auf Grund der erfindungsgemäßen Spannung
des Werkstückes möglich, da der durch die Teilung des Tisches bedingte Verlust an
Steifigkeit keine wesentliohe Rolle spielt.
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Um die Schwenkbewegungen zwischen der Fräseinrichtung 3 und dem Schlittenbock
7 bzw. der Schwinge 10 und der Fräseinrichtung begrenzen zu können, sind Anschläge
21 bzw. 22 vorgesehen.
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Die Anpassung an verschiedene Werkstückstärken wird durch eine höhenverstellbare
Lagerung der Führungsrollen 8 in der Fräseinrichtung 5 erreicht. Diese Höhenverstellung
kann beispielsweise durch Schraubenspindeln erreicht werden.
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Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele begrenzt.
So kanten beispielsweise die Hydraulikzylinder 13 und 18 durch Druckluftzylinder
oder Schraubentriebe ersetzt werden, oder verschiedene Tisobkonstruktionen Verwendung
finden. Das wesentliche der Erfindung liegt darin begründet, daß das Werkstück mit
Hilfe der Führungsrollen 8 und 11 in frästechnisch günstiger Weise gegenüber dem
Fräswerkzeug verspannt wird, ohne daß schwere Spannvorrichtungen notwendig wären.
Die erfindungsgemäße Lösung erlaubt sogar eine leiohtere Bauweise, obwohl das Werkstück
besser verspannt ist.