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Vorrichtung zur flerstellung von konvex
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gekrümmten Schnittkonturen an plattenförmigen Werkstücken aus Holz,
wie Seitenwangen von Kabeltrommeln od. dgl.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von konvex
bzw. kreisförmig konvex gekrümmten Schnittkonturen an im wesentlichen plattenförmigen
Werkstücken, wie Seitenwangen von Kabeltrommeln od. dgl., welche aus Holz oder aus
einem Werkstoff mit etwa im wesentlichen oder angenähert holzähnlichen Zerspanungseigenschaften
bestehen, mit einem umlaufend angetriebenen Sägeblatt und einer das Werkstück rotierbar
haltenden Zentriereinheit.
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Wie durch offenkundige Vorbenutzung bekanntgeworden, werden Seitenwangen
von Kabeltrommeln derzeit so hergestellt, daß der aus polygonförmig zusammengesetzten
Brettabschnitten bestehende Werkstück-Rohling - je nach Größe - sogar mit mindestens
zwei Bedienungspersonen auf den Werktisch einer Bandsäge angehoben und sodann ein
Einschnitt bis zum Ansatz der beabsichtigten kreisförmigen Schnittkontur hergestellt
wird. Nach
Herstellung des Einschnittes wird das Werkstück mit einer
mittleren Bohrung auf einen Zentrierdorn gesetzt und von Hand um 3600 gedreht, so
daß das Bandsägeblatt eine kreisförmig konvex gekrümmte Schnittkontur erzeugen kann.
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Die vorbeschriebene bekannte Vorrichtung wird als nachteilig empfunden.
Dieses insbesondere deswegen, weil das von Haus aus biegefähige Bandsägeblatt nicht
sehr widerstandsfähig ist und wegen der deshalb nur geringen Vorschubgeschwindigkeit
lediglich eine mäßige Schnittleistung zuläßt. Bei einer versuchten Erhöhung der
Vorschubgeschwindigkeit ging bei der bekannten Vorrichtung das Bandsägeblatt sehr
schnell zu Bruch. Außerdem ist die Schnittführung bei Bandsägeblättern, zumal wenn
man mit maximaler Vorschubgeschwindigkeit arbeiten will, sehr unpräzise, so daß
die erzielbare gekrümmte Schnittkontur in sich wellenförmig ist. Darüber hinaus
ist der erzeugte Abfall einstückig, was im Verlauf einer 360°-Drehung zu einer mehrmaligen
Unterbrechung des Sägevorganges führt, weil der Abfall zerteilt werden muß, um eine
Beschädigung des Bandsägeblattes durch Verklemmen des Abfalls zu verhüten.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung
der eingangs genannten Gattung mit gegenüber der bekannten Vorrichtung unproblematischer
Arbeitsweise, wesentlich höherer Leistung und besserem Arbeitsergebnis zu schaffen.
Entsprechend der Erfindung wurde diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das
Sägeblatt
ein Kreissägeblatt ist, welchem auf seiner der konvexen Schnittkontur des Werkstücks
abgewendeten Seite sich unmittelbar an die Kreissägeblattzähne anschließende, mit
dem Kreissägeblatt drehfest verbundene Zerspanungselemente zugeordnet sind, welche
sich in koaxialer Anordnung zur Drehachse des Kreissägeblattes von diesem weg über
eine axiale Breite erstrecken, welche mindestens gleich der Breite des Abfalls ist.
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Mit den vorerwähnten Merkmalen ist es der Erfindung gelungen, mit
einem Kreissägeblatt Werkstücke mit konvex bzw. kreisförmig konvex gekrümmten Schnittkonturen
zu versehen. Da ein Kreissägeblatt so stark gewählt werden kann, daß es praktisch
keiner Durchbiegung unterliegt, ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine völlig
glatte Schnittfläche möglich geworden. Dadurch, daß die drehfest mit dem Kreissägeblatt
verbundenen Zerspanungselemente auf der der konvexen Schnittkontur des Werkstücks
abgewendeten Seite den überstehenden Bereich des Werkstücks zerspanen, erhält das
Kreissägeblatt stets einen solchen Freiwinkel, welcher dem Kreissägeblatt einen
fortwährend tangentialen Angriff am Werkstück gestattet. Zugleich wird in vorteilhafter
Weise ein ungünstiger stückiger Abfall vermieden. Der zerspante Abfall kann leicht
weggeführt (z.B. abgesaugt) und einer zweckmäßigen Verwendung zugeführt werden.
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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es nicht nur möglich geworden,
das Arbeitsergebnis selbst durch
Erzielung einer völlig glatten
Schnittfläche zu verbessern, sondern die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet
darüber hinaus eine erhebliche Steigerung der Schnittleistung.
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Und zwar ist es der Erfindung gelungen, die mit der bekannten Vorrichtung
mögliche Schnittleistung um mindestens das Fünffache zu erhöhen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Zerspanungselemente
in an sich bekannter Weise schraubenlinienförmig, aus einem Kreiszylindermantel
vorstehend und in diesem gehalten, angeordnet. Hierbei ist es zweckmäßig, daß das
aus dem Kreissägeblatt und den Zerspanungselementen gebildete kombinierte Werkzeug
an der dem Kreissägeblatt abgewendeten Seite fliegend an einer Antriebseinheit angeordnet
ist.
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Eine wesentliche Erleichterung bei der Handhabung der Werkstücke
ergibt sich gegenüber der bekannten Vorrichtung mit weiteren Erfindungsmerkmalen
dadurch, daß die Antriebseinheit in einer Ebene parallel zur Plattenebene des Werkstücks
bewegbar und im Abstand von der Zentriereinheit arretierbar ist, während die Zentriereinheit
raumfest angeordnet und mit einem das Werkstück in dessen Plattenebene drehenden
motorischen Antrieb versehen ist. Diese Anordnung läßt es erfindungsgemäß zu, die
Antriebseinheit mit der Ebene des Kreissägeblattes tangential zur Schnittkontur
in eine Schneidstellung hinein zu bewegen und in dieser Schneidstellung zu arretieren.
Im Unterschied zum Bekannten braucht demnach bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
das
Werkstück lediglich auf die Zentriereinheit, z.B.
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auf deren Zentrierdorn, aufgesetzt zu werden, worauf sich die Antriebseinheit
mit dem Kreissägeblatt (in der Ebene des Kreissägeblattes) tangential zur Schnittkontur
hin in eine arretierte Schneidstellung hineinbewegt.
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Nach Erreichen der Schneidstellung, d.h. nach Erreichen des Schneidansatzpunktes
an der beabsichtigten Schnittkontur, sorgt der motorische Antrieb an der Zentriereinheit
mit einer Drehung des Werkstückes in dessen Plattenebene für einen raschen und gleichmäßigen
Vorschub.
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Eine Anpassung der erfindungsgemäßen Vorrichtung an unterschiedliche
Werkstückgrößen, insbesondere Werkstück-Durchmesser, wird dadurch erzielt, daß die
Antriebseinheit an sich im wesentlichen radial oder sekantial zur Schnittkontur
und parallel zur Plattenebene des Werkstücks erstreckenden Hauptführungsschienen
zwangsgeführt ist.
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Eine besonders zweckmäßige, die Bauabmessungen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung herabsetzende Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit
zusätzlich an sich parallel zur Ebene des Kreissägeblattes sowie geneigt zur Plattenebene
des Werkstücks erstreckenden Nebenführungsschienen zwangsgeführt ist. Hierbei hat
sich als konkrete Bauform eine Vorrichtung als zweckmäßig herausgestellt, bei welcher
die Hauptführungsschienen in einer sich mit der Neigung der Nebenführungsschienen
erstreckenden Ebene angeordnet sind, wobei eine auf den Hauptführungsschienen
angeordnete
Führungsplatte vorgesehen ist, welche die Nebenführungsschienen trägt, auf welchen
wiederum die Antriebseinheit geführt ist.
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Entsprechend einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung werden Kabeltrommel-Seitenwangen bei einer 360°-Drehung des Werkstücks
dadurch hergestellt, daß zwischen der Zentriereinheit und dem Kreissägeblatt, letzterem
benachbart, ein quer zur Blattenebene des Werkstücks über diesem auf- und abbeweglicher
Nutenfräskopf angeordnet ist. Hierbei ist zwischen der Zentriereinheit und dem Nutenfräskopf,
letzterem benachbart, ein quer zur Plattenebene des Werkstücks über diesem auf-
und abbewegliches Bohrwerk mit einem sich quer zur Plattenebene erstreckenden Bohrer
vorgesehen. Mit dem auf- und abbeweglichen Nutenfräskopf wird in jeweils gleichbleibendem
Abstand von der kreisförmigen Schnittkontur der Kabeltrommel-Seitenwange eine Kreisnut
eingefräst, in welche später der aus Brettern bestehende walzenförmige Kabeltrommel-Wickelkern
eingefügt wird. Das intermittierend arbeitende Bohrwerk ist in der Lage, zwischen
dem Zentrum der Seitenwange und der Kreisnut das Werkstück durchsetzende Bohrlöcher
herzustellen, durch welche später die Ankerschrauben gesteckt werden, die zwei Seitenwangen
und den dazwischen eingefügten Wickelkern zu einer Kabeltrommel vereinigen, wie
sie zur Aufnahme von Hochspannungskabeln oder Fernmelde-Hauptkabeln üblich ist.
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Durchmesseranpassungen sind bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung
zur Herstellung von Kabeltrommel-Seitenwangen dadurch möglich geworden, daß der
Nutenfräskopf und das Bohrwerk an gemeinsamen Führungsschienen geführt sind, welche
mit sie tragenden Gehäusebauteilen frei in Richtung auf die Zentriereinheit vorkragen
und sich parallel zu den Hauptführungsschienen erstrecken.
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Unabhängig von der Größe bzw. vom Durchmesser des Werkstücks ist
eine Bedienung der Vorrichtung mit einem Standort jeweils in unmittelbarer Nähe
des Werkstücks dadurch möglich geworden, daß ein sich etwa parallel zur Plattenebene
des Werkstücks erstreckender, an einem gehäusefesten Drehpunkt angelenkter Schwenkarm
vorgesehen ist, dessen freies ober- und außerhalb der Kontur des Werkstücks ausschwenkbares
freies Ende Bedicnungselemente für die Vorrichtung, wie z.B. elektrische Schalter
od. dgl., trägt.
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In den Zeichnungen ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
im wesentlichen schematisch dargestellt, es zeigt, Fig. 1 eine Draufsicht auf ein
Werkstück vor Beginn des Schneidvorganges, Fig. 2 eine Draufsicht in Anlehnung an
Fig. 1, jedoch nach Herstellung eines Tangentialschnittes und nach Erreichen des
Schneidansatzpunktes am Anfang einer kreisförmig konvexen Schnittkontur, Fig. 3
eine Draufsicht in Anlehnung an Fig. 2,
jedoch der Gesamtvorrichtung,
Fig. 4 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß dem Ansichtspfeil IV in Fig. 3 und
Fig. 5 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß dem Ansichtspfeil V in Fig. 4.
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In den Fig. 3-5 ist die gesamte Vorrichtung mit der Bezugsziffer
10 hezcicet.
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Wesentlicher Teil der Gesamtvorrichtung ist ein Kreissägeblatt 11,
an dessen angedeutete und mit der Bezugsziffer 12 bezeincten Kreissägeblattzähne
sich unmittelbar mit dem Kreissägeblatt drehfest verbundene, ebenfalls nur angedeutete
Zerspanungselemente 13 anschließen. Die Zerspanungselemente 13 sind in an sich bekannter
Weise schraubenlinienförmig, aus einem Kreiszylindermantel 14 vorstehend und in
diesem gehalten, angeordnet. Die Zerspanungselemente 13 befinden sich auf der der
Schnittkontur S abgewendeten Seite des Kreissägeblatts 11. Das aus dem Kreissägeblatt
11, den Zerspanungselementen 13 und aus dem Kreiszylindermantel 14 gebildete kombinierte
Werkzeug ist allgemein mit dem Bezugszeichen K bezeichnet. Die drehfest miteinander
angeordneten Bauteile 11, 13 und 14 sind insgesamt als kombiniertes Werkzeug K koaxial
auf einer Antriebswelle 15 einer elektromotorischen Antriebseinheit A angeordnet.
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Gemäß den Fig. 1 und 2 ist ein aus Brettelementen
zusammengefügtes
und deshalb polygonales Werkstück mit der Bezugsziffer 16 bezeichnet.
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Das Werkstück 16 ist mit einer zentrischen öffnung 17 auf einen Zentrierdorn
18 einer Zentriere nheit Z aufgesteckt.
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird die Anordnung A, K in der mit V
bezeichneten Vorschubrichtung dem noch nicht rotierenden Werkstück 16 angenähert.
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Gemäß der Darstellung in Fig. 2 ist das Werkstück 16 bereits einer
von der Zentriereinheit Z hervorgerufenen Drehbewegung - mit dem Zentrierdorn 18
als Mittelpunkt -unterworfen. Hierbei befindet sich das kombinierte Werkzeug K nach
Durchflihrung eines Tangentialschnitts bereits in seiner Eingriffsstellung. Und
zwar befindet sich das Kreissägeblatt 11 mit seinen vordersten Kreissägeblattzähnen
12 bereits in der Schneidansatzstellung am Beginn der Schnittkontur S, während die
Zerspanungselemente 13 ebenfalls in Tätigkeit sind. Im Verlaufe einer 360°-Drehung
folgt hierbei das Kreissägeblatt 11 der in Fig. 2 und 3 gestrichelt dargestellten
Kreislinie S, mit welcher zugleich die kreisförmig konvex gekrümmte Schnittkontur
gekennzeichnet sein soll. Die axiale Breite B13, über welche sich die Zerspanungselemente
13 erstrecken, ist hierbei größer als die in derselben axialen Richtung (entlang
der Längsachse der Antriebswelle 15) gemessene Breite BF der über die Schnittkontur
S nach außen überstehenden Abfallbereiche F des Werkstücks 16.
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Auf diese Weise werden sämtliche Abfallbereiche F mit Sicherheit zerspant.
Die Späne werden zweckmäßig über einen gestrichelt in Fig. 4 und 5 angedeuteten
Exhaustor 46 abgesaugt und einem Spänebunker zugeführt, von wo sie als wertvoller
Grundwerkstoff zur Spanplattenherstellung abgezogen werden können.
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Wie insbesondere aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich, ist die Antriebseinheit
A in einer Ebene parallel zu einer mit P bezeichneten Plattenebene des Werkstücks
16 bewegbar und im Abstand von der Zentriereinheit Z mittels einer ein iiandrad
19 aufweisenden Arretiervorrichtung 20 arretierbar, während die Zentriereinheit
Z raumfest angeordnet und mit einem das Werkstück 16 in dessen Plattenebene P drehenden,
nur schematisch gestrichelt dargestellten motorischen Antrieb 21 versehen ist.
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Die Antriebseinheit A insgesamt ist an sich im wesentlichen radial
bzw. sekantial zur Schnittkontur S und parallel zur Plattenebene P des Werkstücks
16 erstreckenden Hauptführungsschienen 22 zwangsgeführt. Zusätzlich ist die Antriebseinheit
A an sich parallel zur strichpunktiert dargestellten Ebene E des Kreissägeblattes
11 sowie geneigt zur Plattenebene P des Werkstücks 16 erstreckenden Nebenführungsschienen
23 zwangsgeführt. Hierbei sind die Hauptführungsschienen 22 in einer sich mit der
Neigung der Nebenführungsschienen 23 erstreckenden Ebene angeordnet (vgl. Fig. 5).
Eine Führungsplatte 24 gleitet formschlüssig auf den Hauptführungsschienen 22, wobei
die Führungsplatte 24 wiederum
die Nebenführungsschienen 23 trägt,
auf welchen die Antriebseinheit A mit einer gesonderten Führungsplatte 25 ebenfalls
formschlüssig gleitgelagert ist. Die gesonderte Führungsplatte 25, und mithin die
Antriebseinheit A, ist mittels der Kolbenstange 26 einer doppelt wirkenden pneumatischen
Zylinder-Kolben-Einheit 27 hin- und herbeweglich.
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s bleibt noch zu erwähnen, daß die Arretiervorrichtung 20 mit dem
Handrad 19 Bestandteil eines Zahnstangentriebes ist, so daß die Antriebseinheit
A gemäß Fig. 4 je nach Drehung des Handrades 19 entweder nach links oder nach rechts
bewegt werden kann. Die Arretierung kann sich hierbei durch Selbsthemmungswirkung
des ansonsten nicht näher dargestellten Zahnstangentriebes ergeben.
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Wie insbesondere aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich, ist zwischen der
Zentriereinheit Z und dem Kreissägeblatt 11, letzterem benachbart, eine quer zur
Plattenebene P des Werkstücks 16 oberhalb diesem auf- und abbewegliche Nuten-Fräsvorrichtung
28 mit einem Nutenfräskopf 29 vorgesehen. Zwischen der Zentriereinheit Z und dem
Nutenfräskopf 29 wiederum ist, letzterem benachbart, ein quer zur Plattenebene P
über dem Werkstück 16 auf- und abbewegliches Bohrwerk 30 mit einem sich quer zur
Plattenebene P erstreckenden Bohrer 31 vorgesehen.
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Sowohl die Nuten-Fräsvorrichtung 28 als auch das Bohrwerk 30 sind
mittels doppelt wirkender pneumatischer Zylinder 32 und 33 auf- und abbeweglich
und in einer bestimmten Vorschubstellung arretierbar.
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Während das Werkstück 16 zur Herstellung der Schnittkontur S in Drehrichtung
U umläuft (vgl. Fig. 2), befindet sich gleichzeitig der Nutenfräskopf 29 in Eingriff.
Während sich das Werkstück gemäß Fig. 2 um den vom Zentrierdorn 18 gebildeten Mittelpunkt
dreht, wird zugleich die in Fig. 2 gestrichelt dargestellte kreisförmige Nut 34
hergestellt. Zur Herstellung der in Fig. 2 ebenfalls gestrichelt angedeuteten durchgehenden
Bohrungen 35 wird der Antrieb 21 der Zentriervorrichtung angehalten, wonach sich
das Bohrwerk 30 absenkt und der Bohrer 31 eine Bohrung 35 einbringt.
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Die Nutenfräsvorrichtung 28 und das Bohrwerk 30 sind an gemeinsamen
Führungsschienen 36 geführt. Gemeinsam mit einem sie tragenden Gehäusefortsatz 37
kragen die Führungsschienen 36 in Richtung auf die Zentriereinheit Z vor und über
diese hinweg.
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Damit das Werkstück 16 sicher auf den mit dem elektromotorischen
Antrieb 21 drehfest verbundenen Antriebsteller 38 gehalten ist, ist ein mittels
eines Pneumatikzylinders 39 niederdrückbarer, an seinem freien unteren Ende mit
einer Andruckrolle 40 versehener Niederhalter 41 vorgesehen. Die Drehmitnahme zwischen
Antriebsteller 38 und Werkstück 16 erfolgt zweckmäßig über einen im Antriebsteller
38 befestigten, nicht dargestellten Mitnahmezapfen, welcher in eine ebenfalls nicht
dargestellte unterseitige Mitnahmeöffnung im Werkstück 16 eingreift.
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Im übrigen ist ein sich etwa parallel zur Plattenebene P des Werkstücks
16 erstreckender Schwenkarm 42 vorgesehen, welcher an einem gehäusefesten Drehzapfen
43 angelenkt ist. Das freie ober- und außerhalb der Außenkontur des Werkstücks 16
ausschwenkbare freie Ende 44 des Schwenkarms 42 trägt als Bedienungselemente für
die Vorrichtung 10 elektrische Schalter 45. Durch diese Ausgestaltung ist der Bedienungsstandort
auf zweckmäßige Weise unabhängig vom jeweiligen Durchmesser des Werkstücks 16.
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Es bleibt noch zu erwähnen, daß eine fertige Kabeltrommel aus zwei,
sich jeweils aus einem Werkstück 16 ergebenden Seitenwangen besteht, deren kreisförmige
Nuten 34 einander zugekehrt sind. Hierbei werden die beiden Seitenwangen durch gleichlange,
sich quer zu den Seitenwangen erstreckende, mit ihren schmalseitigen Endabschnitten
in den kreisförmigen Nuten 34 einsteckenden Brettern (die wiederum den Wickelkern
bilden) voneinander distanziert. Hierbei wird der Zusammenhalt einer derartigen
Kabeltrommel von Ankerschrauben hergestellt, welche beide Seitenwangen in den Bohrungen
35 durchsetzen.