DE29611587U1

DE29611587U1 - Vorrichtung zur Vorzerspanung der Kantenbereiche von fortlaufend bewegten Werkstücken

Info

Publication number: DE29611587U1
Application number: DE29611587U
Authority: DE
Original assignee: Ledermann and Co
Current assignee: Ledermann and Co
Priority date: 1996-07-03
Filing date: 1996-07-03
Publication date: 1996-09-12
Anticipated expiration: 2006-07-04

Description

Ledermann GmbH LEUCO -

Stadionstr. 2 - 2a

02. 07. 1996 72160 Horb

Vorrichtung zur Vorzerspanung der Kantenbereiche von fortlaufend bewegten

Werkstücken

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei den hier zu bearbeitenden Werkstücken handelt es vorzugsweise um Laminatfußboden-Paneelen mit Nuten und Federn, die zusammengefügt werden und aus denen dann ein glatter Fußboden ohne Stoßfugen und ohne wahrnehmbare Fügekanten entstehen muß.

Die Paneelen bestehen aus einem Trägermaterial, z. B. einem Holzwerkstoff oder dgl. auf dem eine Dekorschicht und eine dem Abrieb entgegenwirkende Transparentschicht aufgebracht wurde. Die Transpärentschicht besteht beispielsweise aus einer Kunstharzschicht in die Aluminiumoxyd-Partikel eingelagert sind.

Die Paneelen wurden bisher auf den konventioneilen Doppelendprofiler^ Maschinen in die mehrere unterschiedlichen Bearbeitungsstationen integriert sind, die eine Werkstück in einem Durchlauf fertigbearbeiten, und nach dem bekannten Verfahren bearbeitet. Hierbei wurde im ersten Arbeitsschritt die Transparent- und Dekorschicht mit einem Fräswerkzeug oder dgl., lotrecht zur Werkstückoberfläche, durchtrennt und in weiteren Arbeitsschritten dann die eigentliche Kontur der Nut bzw. Feder hergestellt.

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Die Praxis zeigte, daß die in die Transparentschicht eingelagerten Aluminiumoxyd-Partikei stark abrasiv auf die Schneiden des Fräswerkzeuges wirken und insbesondere die Schneidkantenecken dann nach kürzester Zeit abgerundet waren. Hieraus resultierte, daß beim Fräsen höhere Schnittkräfte entstanden, die an der Schnittkante zu Rissen und Aufbördelungen führten, mit der Folge daß die erforderliche Schnittkantengüte nicht mehr erreichbar war. Die Abstumpfung der Schneide und der Anstieg der Schnittkräfte führte desweiteren dazu, daß es zu einer Delaminierung im Bereich der Werkstückkante kam. Unter Delaminierung wird verstanden, daß die layerartige Struktur der Kunstharzschicht aufgebrochen wird und einzelne schuppenförmige Abspaltungen entstehen, die in diesem Bereich dann zu einer Verfärbung der transparenten Kunstharzschicht führt. Gerade die Schnittkantengüte ist wie eingangs erläutert bei diesen Werkstücken von ausschlaggebender Bedeutung. Damit wieder ein unverbrauchter Schneidkantenbereich zum Einsatz kam, wurde das Fräswerkzeug in lotrechter Richtung zum Werkstück hin verfahren. Hierdurch drang das Werkzeug tiefer in das Werkstück ein und im kantenbildenen Deckschichtbereich kam wieder scharfer Schneidenbereich zum Einsatz. Es waren Verhältnisse gegeben mit denen sich die geforderten Schnittkantengüten wieder erzielt werden konnten. Betrachtet man jedoch die üblichen Maße einer Paneele mit einer Dicke von ca. 8 mm, eine Federdicke von ca. 3 mm und geht davon aus, daß das Fräswerkzeug, aus technologischen Gründen, im Neuzustand ca. 0,8 mm in das Werkstück eindringen muß, erkennt man, daß schon nach wenigen Nachstellvorgängen die Schneidenspitze mit dem Material des Federprofils kollidiert, somit die mögliche Standzeitaddition begrenzt wird und ein anderes Werkzeug eingesetzt werden muß.

Da der Doppelendprofiler nur eine von mehreren Komponenten innerhalb einer Fertigungsstraße ist, bedeutet jeder Werkzeugwechel auch gleichzeitig den Stillstand der gesamten Fertigungsstraße.

Ein weiterer Nachteil des bisher angewandten Bearbeitungsverfahren ist, daß die Paneele mit der Kettenbahn an dem Fräsaggregat vorbeigeführt werden. Aufgrund der Maschinenkonzeption muß einer gewisser Abstand zwischen der

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Kettenbahn und der Werkzeugschneide eingehalten werden. Dies bedeutet, daß die dünnen Werkstücke seitlich über die Kettenbahn hinausragen und durch die beim Fräsen und den nachfolgenden Bearbeitungsschritten entstehenden Schnittschläge ins Schwingen geraten. Diese Flattern des Werkstückes führt einerseits dazu, daß sich die Schnittkantenqualität reduziert oder gar im Kantenbereich des Werkstückes zu Ausbrüchen kommt, anderseits führt dies dazu daß die Werkzeugschneiden, die aus einem harten, spröden Material wie zum Beispiel polykristallinem Diamant bestehen, zusätzlich einer Schlagbeanspruchung ausgesetzt werden und es hierdurch insbesondere an den Schneidenecken zu Ausbrüchen kommt und die Schneide somit unbrauchbar wird.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs beschrieben Art, so zu gestalten, daß die Anzahl der Verstellmöglichkeiten größer wird, also längere Fertigungszyklen möglich sind, somit die Produktivität der Gesamtanlage gesteigert wird, und die Schwierigkeiten vermieden sind, die sich durch die Vibrationsbewegung des Werkstückes ergeben. Desweiteren soll ein Kante im Bereich der Transparentschicht entstehen, die schon weitestgehend der Kantengüte der des späteren Endproduktes entspricht.

Ein Vorteil dieser Lösung ist, daß die Zerspanung des Werkstückes unmittelbar neben der Werkstückführung erfolgt. Wobei die obere Werkstückführungen das Werkstück auf die untere Werkstückführung drückt und somit verhindert, daß das Werkstück durch die Schnittschläge ausgelenkt und damit in Schwingungen versetzt wird. Diese starre Werkstückführung führt dazu, daß im Neuzustand ein höhere Schnittkantenqualtität erreicht und die Schneide nicht so stark beansprucht wird und somit die Schneiden langsamer verschleißen. Die Verstell- und Instandsetzungsintervalle verlängern sich und damit auch die Lebensdauer und die Produktivität der Werkzeuges.

Ein weiterer Vorteil ist, daß das Werkzeug nicht lotrecht, mit den spitzen und somit schiagempfingiichen Scheidenecken, ins Werkstück eintritt sondern durch die Schrägstellung des Werkzeuges mit der am Umfang des Werkzeuges

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befindlichen Schneidkante. Zusätzlich ist es möglich Werkzeuge einzusetzen deren Schneiden einen Achswinkel aufweisen. Hierdurch ist es möglich die Richtung, der auf das Werkstück wirkenden Kraftkomponente zu definieren und somit einen schälenden Schnitt auszuführen und damit die Schnittkante zu entlasten wodurch es zu keiner Delaminierung der Kunstharzschicht kommt.

Die Schrägstellung hat noch eine weiteren Vorteil. Dadurch daß die Schrägstellung - wie im nachfolgend beschriebenen Beispiel - gewählt wird, kann das Werkzeug unbegrenzt verfahren werden ohne das es mit der Federprofil der Paneele kollidiert. Es sind wesentlich mehr Verstellungen möglich und der Schneidenwerkstoff kann wesentlich besser ausgenutzt werden.

Nach der Erfindung ist zur Lösung dieser Aufgabe ein Vorrichtung der gattungsgemäßen Art derart gestaltet, daß das Werkstück bis unmittelbar an die spätere Schnittkante durch eine Werkstückführung geführt wird, die das Werkstück in der Lage stabilisiert und somit verhindert daß das Werkstück ins Schwingen gerät und die zuvor beschriebenen Nachteile nicht eintreten. Die Vorrichtung enthält ein Führungssystem, das ermöglicht, daß ein auf einer Antriebseinheit montiertes Werkzeug in einer Achse derart verfahren werden kann, daß die Schneiden stets mit der Ausgangsiage der Schneiden fluchten und die Schneiden nicht mit dem Material des Federprofils der Paneele kollidiert. Damit bei den Einstell- und Verstellarbeiten zu keinen Beschädigungen an den radialen Schneidkanten kommen kann, wird das Werkzeug vorzugsweise mit einem Anlaufbund versehen. Dieser Anlaufbund ragt über die Schneide hinaus und begrenzt somit den Verfahrweg in Richtung der Werkstückführung und schließt somit eine Kollision der Werkzeugschneiden mit der Werkstückführung aus.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispieien mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt Zusammenwirken von Werkzeug (16, 25), mit Anlaufbund (36), und Werkstückführung (9, 9a, 9b) der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die untere

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Führungselement (9b) ist mit einer Aussparung (10) versehen in die das schräggestellte Werkzeug (16, 25) eintaucht und somit unmittelbar an der Kante (11) der Werkzeugführung (9) in die Deckschicht (12) des Werkstückes (13) eintreten kann. Das Werkstück (13) wird hierdurch im Schnittbereich geführt, so daß das Werkstück nicht in Schwingungen versetzt werden kann. Durch die Schrägstellung wird erreicht, daß das Werkzeug (16, 25) mit seiner Schneidenumfangskante (8) eintritt und einen schälenden Schnitt ausführt.

Fig. 2 zeigt das bisher angewandte Verfahren bei das Werkzeug (1) mit den Ecken (2) seinen Schneiden (3) in einem größeren Abstand zur Kettenbahn (4) lotrecht in das Werkstück (5) eintauchte. Hier ist erkennbar, daß der mögliche Verstellweg (6) durch Lage und Dicke der Feder (7) bestimmt wird.

Fig. 3 zeigt die Führungssysteme (14, 18) und die Antriebseinheit (15) mit einem Werkzeug (16). Das Führungssystem (14) besteht aus einer vertikalen Verstellachse (17) mit der das Werkstück (21) in vertikaler Ebene angefahren wird. Die Versteilachse (19), auf der die Antriebseinheit (15) befestigt ist, verläuft unter einem Winkel (20), der es ermöglicht, daß das Werkzeug in Achsrichtung derart verschoben werden kann ohne das hierdurch der Eintrittslinie des Werkzeuges (16) in das Werkstück (21) verändert wird. Die Verstellachse (19) ist mit einer Einrichtung (22) versehen, die Antriebseinheit verschiebt. Die Einrichtung (22) kann mit einer Aufnahmeeinrichtung (23) verbunden sein, der einzelne Bearbeitungsparameter aufnimmt und dann die Verschiebebewegung steuert.

Fig. 4 zeigt das Führungssystem (29) und die Antriebseinheit (24) mit einem mehrteiligen Werkzeug (25). Das Führungssystem (29) besteht aus einer vertikalen Verstellachse (26) mit der das Werkstück (27) in vertikaler Ebene angefahren wird. Die Antriebseinheit (24) wird unter einem Winkel (28) montiert, der ermöglicht, daß das Werkzeug (25) mit der gewünschten Schrägstellung in das Werkstück (27) eintaucht.

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Fig. 5 zeigt das in Fig. 4 dargestellte Werkzeug (25) und den Verstellmechanismus (33). Das Werkzeug (25) besteht aus zwei Teilen aus dem, auf der Antriebswelle (35) montierten, Grundkörper (30) und dem verschiebbaren Schneidenkörper (31). Der Schneidenkörper (31) läßt sich mittels eines Verstellmechanismusses (33) auf dem Grundkörper (30) beliebig in Richtung (32) der Werkstückkante verschieben und in der jeweiligen Position fixieren. Es werden vorzugsweise Grundkörper (30) mit einem Hydrospannelement (34) eingesetzt. Im gespannten Zustand weitet das Hydrospannelement (34) den Grundkörper in diesem Bereich, nach Innen und/oder Außen hin, auf. Hierdurch werden die vorhandenen Passungstoleranzen zwischen Antriebswelle (35) und Grundkörper (30) einerseits und andererseits zwischen Grundkörper (30) und Schneidenkörper (31) auf ein Minimum reduziert. Es ist auch möglich die Verformung der Grundkörperbereiche derart zu gestalten, daß aus den seitherigen Spielpassungen dann Preßpassungen entstehen. Die aus den Preßpassungen entstehenden Reibungskräften fixieren dann die Werkzeugteile in ihrer Lage und es kann auf eine formschlüssige oder kraftschlüssige Befestigung des Werkzeuges (25) auf der Antriebswelle (35) verzichtet werden.

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Claims

Ledermann GmbH LEUCO - Stadionstr. 2 - 2a 02. 07. 1996 72160 Horb Ansprüche:

1. Vorrichtung zur Vorzerspanung der Kantenbereiche von fortlaufend bewegten Werkstücken mit Nuten und Federn, aus Holzwerkstoffen oder dgl. mit einer abriebshemmenden Deckschicht, beispielsweise aus einem Laminat,

mittels einer Bearbeitungsstation, bestehend aus einem rotierenden Werkzeug und der zugehörigen Antriebseinheit. Die Antriebseinheit ist auf einem Führungssystem, mit mindestens einer Verfahrachse verschiebbar, wobei eine Achse vorzugsweise in vertikaler oder horizontaler Richtung verläuft, und einer Werkstückführung, die das Werkstück in horizontaler Ebene führt, bestehend aus zumindest einem von unten wirkenden Führungselement und einem von oben wirkenden Führungselement, dessen Abstand vom unteren Führungselement entsprechend der Werkstückdicke eingestellt werden kann und die Werkstückdickentoleranzen ausgleicht, somit auch das Werkstück gegen das untere Führungselement drückt,
dadurch gekennzeichnet, daß

beim Verfahren des Werkzeuges (16, 25) oder-teiles (31) entlang einer weiteren Achse, die nicht parallel zur Werkstückoberfläche verläuft, die Werkzeugschneiden (8) immerzu ursprünglichen Lage fluchten, und die Werkzeugführung (14, 18, 29) so konzipiert ist, daß das Werkzeug (16,25) in unmittelbarer Nähe zur

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Werkstückführung (9) in das Werkstück (13, 21, 27) eingreifen läßt und das Werkzeug (16, 25) in einer Aussparung (10) der Werkzeugführung (9) läuft, die ein kontinuierliches Zuführen eines neuen Schneidkantenabschnitts ermöglicht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine weitere Verfahrachse (19) aufweist auf der die Antriebseinheit (20) in Achsrichtung bewegt werden kann.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellbewegung durch das Werkzeug (25) bzw. ein -teil (31) ausgeführt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückführung (9) durch eine Transporteinrichtung wie z. B. eine Kettenbahn erfolgt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (13, 21, 27) zwischen den Führungselementen (9a, 9b) hindurchgleitet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Einrichtung (22) besitzt, durch die das Werkzeug (16, 25) bzw. mindestens ein Werkzeugteil (31) in zeitlichen Abständen in Achsrichtung bewegt werden kann.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellbewegung mittels der Einrichtung (22) bzw. des Verstellmechanismusses (33) ausführt und der Verfahrweg in Abhängigkeit von der Länge des Schneidenverschleißes festgelegt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Achse mit einer Aufnahmeeinrichtung (23) versehen ist, die in zeitlichen

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Abständen darauf hinweist, daß das Werkzeug (16, 25) oder mindestens ein Werkzeugteil (31) um einen bestimmten Weg zu verfahren ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung (23) die Schnittkantengüte und / oder den Schneidenverschleiß bzw. hierfür signifikante Parameter prüft und bei Nichterfüllung die erforderlichen Informationen weiterleitet damit das Werkzeug (16, 25) bzw. mindestens ein Werkzeugteil (31) um den Verfahrweg verstellt wird.

10. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (25) aus mindestens 2 Werkzeugteilen (30, 31) besteht, wovon zumindest ein Teil mittels eines Verstellmechanismusses (33), in Richtung der gemeinsamen Achse verschoben werden kann.

11. Werkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmung des Schneidenteiles (31) auf dem Grundkörper (30) durch eine plastische Verformung eines Grundkörperbereiches erfolgt.

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