PantoRouter (Holzverbindungs-Frässystem)
PantoRouter (Holzverbindungs-Frässystem)
EXPERTENWISSEN PANTO-ROUTER (HOLZVERBINDUNGS-FRÄSSYSTEM)
Panto-Router, was ist das?
„Ich nenne diese Maschine den Panto-Router, weil es sich im Wesentlichen um einen großen Pantographen-Mechanismus mit einem Fräsmotor (engl. router) darin handelt. Er wird verwendet, um Formen aus doppelt so großen Schablonen (engl. templates) zu fräsen. Ich habe ihn ursprünglich zum Fräsen von Zapfen (engl. tenon) entwickelt, aber die Maschine ist sehr vielseitig und kann für alle Arten von Holzverbindungen verwendet werden”. So die Aussage von Matthias Wandel, der den ersten Panto-Router aus Holz entwickelte.
Das Funktionsprinzip eines Pantographen
Der Begriff »Pantograph« stammt aus dem Griechischen und lässt sich sinngemäß als »Alleszeichner« übersetzen. Dieses mechanische Präzisionswerkzeug, auch bekannt unter der Bezeichnung »Storchenschnabel«, dient dazu, Zeichnungen proportional zu übertragen – sei es in Originalgröße, vergrößert oder verkleinert. Seine Funktionsweise beruht auf dem Prinzip der Streckenteilung und Parallelverschiebung.
Parallelverschiebung bedeutet, dass alle Strecken ihre ursprüngliche Länge beibehalten, selbst wenn sich die Winkel innerhalb des Parallelogramms verändern. Während die Diagonalen dabei gestreckt oder gestaucht werden können, bleibt der Punkt C (beim Panto-Router der Fräser) immer exakt in der Mitte.
Der Pantograph besteht aus vier Schenkeln, die durch ein Gelenk miteinander verbunden sind.
Das Funktionsprinzip des Pantographen basiert auf einem zentralen Fixpunkt (in der Grafik als F bezeichnet), der als Drehpunkt des Geräts dient. Dieser Fixpunkt wird neben der Vorlage oder Zeichnung positioniert.
- Vergrößerung: Um eine Vorlage zu vergrößern, wird der Taster an Punkt A entlanggeführt, während der Stift in Punkt B die vergrößerte Zeichnung erstellt.
- Verkleinerung: Für die Verkleinerung der Vorlage folgt der Taster der Vorlage in Punkt B, während der Stift in Punkt A die verkleinerte Darstellung erzeugt.
Durch diese präzise Abtastung und Übertragung lassen sich Zeichnungen exakt im gewünschten Maßstab reproduzieren.
Der Pantograph im Panto-Router funktioniert nach einem ähnlichen Prinzip, wobei der Fixpunkt F an der Grundplatte des Geräts positioniert ist.
- Punkt B markiert das Zentrum des Kopierstifts, der zur Führung entlang der Vorlage / Schablone dient.
- Punkt A stellt den Mittelpunkt des Fräsers dar, der das Werkstück bearbeitet.
Bei diesem System wird die Vorlage, die am Punkt B abgetastet wird, immer in einem verkleinerten Maßstab auf den Fräser an Punkt A übertragen. Dadurch ermöglicht der Panto-Router präzise und reproduzierbare Fräsarbeiten anhand der gewählten Vorlage.
Aufbau und Funktionen des modernen Panto-Routers
Die Grundplatte des Panto-Routers läuft mit vier Linearlagern auf zwei Führungsschienen, die auf dem Untergestell montiert sind. Der Pantographen-Mechanismus und der Schablonenhalter sind auf der Grundplatte montiert und lassen sich durch Bewegen des Hebels in Richtung der Fräsachse verschieben. Diese Bewegung kann mittels der beiden Stopper eingeschränkt werden. Mit Hilfe der Skala des Tiefenanschlags und der rechten Stopper lässt sich die Frästiefe exakt einstellen.
Für die
Bearbeitung wird das Werkstück auf die Frästischplatte gespannt. Diese kann über
die beiden Verstellwinkel um bis zu 90° geneigt bzw. senkrecht gestellt werden. Um
den Panto-Router auf die jeweilige Dicke des Werkstücks einzustellen, wird das
Werkstück (oder ein Holzstück gleicher Dicke) zwischen Schablonenhalter und Materialstärken-Einstellehre gelegt (die
Einstelllehre muss zuvor kalibriert werden). Um die Form einer Schablone auf
das Werkstück zu kopieren, überträgt der Pantographen-Mechanismus die Bewegungen
des Kopierstifts im Verhältnis 2:1 auf den in der Motorklemme eingespannten Fräsmotor.
Verschiedene Schablonen / Templates stehen als Zubehör zur
Verfügung. Diese können aber auch selbst aus Holz oder mithilfe eines
3D-Druckers hergestellt werden.
- Zapfen-Schablonen horizontal (MT3H & MT5H) und vertikal (MT3V & MT5V)
- Schlitz-Schablonen
- Zinken-Schablonen für Schwalbenschwanz-Zinken
- Zinken-Schablonen für Fingerzinken
- Dübel-Schablonen
Ihre Vorteile:
- Höhenverstellbare Schablonenhalterung
- Spezielle Schlitz- und Zapfenschablonen ermöglichen Feineinstellung der Passung
- Leicht einstellbare und präzise Abtasteinrichtung
- Exakte Fräsmotorenausrichtung
- Schrägstellbarer Maschinentisch aus verwindungssteifem Aluminium
- Tiefenanschlag mit Skala
- Leichte, verwindungssteife Bauweise
- Horizontale Werkstückfixierung für große Längen
- Der Eigenbau von Schablonen erlaubt nahezu unbegrenzte Anwendungsmöglichkeiten
Einsatzgebiete:
- Schlitz- und Zapfenverbindungen (Stollen- und Rahmenbauweise)
- Finger- und Schwalbenschwanzzinken (in regelmäßigen und frei gewählten Abständen)
- Bohren und Nuten für Runddübel, Breitdübel, Fremdfedern, Doppelkeilfedern
- Einlassen von Beschlägen, z. B. Schlosskästen, Möbelbänder etc.
- Geführtes Freiformfräsen mithilfe z. B. selbstgebauter Schablonen
Fräsen im Gleichlauf und Gegenlauf
Mit handgeführten Oberfräsen kann nur im sogenannten Gegenlauf sicher gefräst werden. Dabei wird die Oberfräse entgegen der Drehrichtung des Fräsers am Werkstück entlanggeführt, um zu verhindern, dass die Oberfräse oder das Werkstück durch die Drehbewegung des Fräsers ruckartig beschleunigt werden.
Gegenlauf vs. Gleichlauf: Bei handgeführten Oberfräsen (Darstellung A) erfolgt der Handvorschub immer entgegen der Drehrichtung der Fräser-Schneiden.
Bei mechanischem Vorschub (Darstellung B), wie bei dem Panto-Router der Fall, ist auch ein Gleichlauf-Fräsen möglich. Beim Gleichlauf-Fräsen dreht sich die Schneide des Fräsers in gleicher Richtung des Vorschubs. Nur wenn sowohl Fräsmotor als auch Werkstück fest eingespannt sind, kann im Gleichlauf gefräst werden.
Das Gleichlauf-Fräsen trägt zu einer besseren Oberflächengüte bei, da es zu weniger Materialausrissen kommt. Zudem wird der Verschleiß am Fräser reduziert und die Standzeit erhöht.
Anwendung des Panto-Routers
Schwalbenschwanzzinken (regelmäßige Abstände):
Zum Fertigen der Schwalben fährt ein Kopierstift Ø 10 mm (Nr. 720643) die vertikalen Nuten der Schablone ab. Ein Winkelanschlag (Nr. 720568) ermöglicht eine exakt rechtwinklige Positionierung des Werkstücks auf dem Frästisch. Mit einem 8° Schwalbenschwanzfräser werden die Schwalben ausgefräst. Durch Anreißen wird die Position und Breite der Zinken auf das Gegenstück übertragen. Nachdem ein Nutfräser eingespannt wurde, wird der Fräskamm in der Höhe neu positioniert und die Schrägen abgetastet. Ist die Fräskammhöhe und der Fräserverlauf auf Anriss eingestellt, werden die Zinken ausgefräst.
Schwalbenschwanzzinken (frei gewählte Einteilung):
Die 2-in-1 Einzel-Schablonen ermöglichen eine Zinkeneinteilung mit gleichmäßigen oder unregelmäßigen Zinkenabständen. Die Einzelschablonen werden auf dem Schablonenhalter des Panto-Routers befestigt. Mit dem Kopierstift in der Schablonennut geführt, werden die Schwalbenschwänze gefräst. Mit einem 8° Schwalbenschwanzfräser werden die Schwalben ausgefräst. Zum Ausfräsen der Zinken wird deren Position und Breite auf das Gegenstück übertragen. Mit einem Nutfräser kann nun das Gegenstück durch Abtasten der Außenkontur gefräst werden. Je nach gewähltem Nutfräser- und Kopierstiftdurchmesser muss die Passung durch Verschieben (nach oben oder unten) des Schablonenhalters eingestellt werden. Dadurch erhalten Sie perfekte Schwalbenschwanzzinken, auch in unregelmäßigen Abständen, mit einer hohen Wiederholgenauigkeit.
Freiform-Fräsungen mit dem Panto-Router:
Durch selbst hergestellte Schablonen (aus Holz oder aus dem 3D-Drucker) können Zapfen unterschiedlichster Querschnittsformen, Namensschilder, Griffmulden, Öffnungen und Ausfräsungen unterschiedlichster Formen mit hoher Wiederholgenauigkeit schnell und einfach gefräst werden.
Schlitz- und Zapfenverbindungen mit dem Panto-Router:
Mit den 2-in-1-Schablonen fertigen Sie perfekt abgestimmte Zapfen und Schlitze schneller und einfacher als mit anderen Methoden. Mit dem Kopierstift (Nr. 720643) in der Schablonennut geführt werden die Schlitze gefräst. Je nach Fräserdurchmesser erhält man unterschiedliche Zapfenlochbreiten, z. B. bei einem Ø 12 mm Nutfräser Zapfenbreiten von 64 bzw. 38 mm. Ohne die Einstellungen der Schablone zu ändern, wird der Kopierstift durch einen Stift mit Ø 20 mm ersetzt, um nun die Außenkonturen abzufahren. Ohne den Fräser zu wechseln, fräst man die Zapfen. Durch das Fräsen im Gleichlauf erhält man ausrissfreie Fräskanten. Durch die einzeln positionierbaren Schablonen können auch Mehrfachzapfen einfach und passgenau gefräst werden.
Fingerzinken mit dem Panto-Router:
Der Fräskamm aus massivem Stahlblech (Nr. 720567) ermöglicht Zinken in 6 mm und 12 mm Breite. Mit dem Kopierstift (Nr. 720643) lässt sich die Kontur abtasten. Das Anreißen der Materialstärke erleichtert die Tiefeneinstellung des Nutfräsers. Bei einer Brettbreite, die durch 6 bzw. 12 teilbar ist, ergeben sich auch an den Außenkanten ganze Zinken. Nachdem eine Seite der Verbindung gefräst wurde, fräsen Sie das Gegenstück. Beim Auflegen des Gegenstücks wird dieses um die Zinkenbreite verschoben. Hier kann eine Leiste als Abstandshalter dienen. Ohne Schablone oder Fräser zu wechseln, erhält man perfekte Fingerzinken.
Weitere Anwendungsgebiete des Panto-Routers:
- Anfräsen von Zapfen an Gehrungen, Schrägen oder Schifterschnitten (schiefe Gehrung)
- Einfräsen von Doppelkeil-Nuten an Gehrungen oder stumpfen Verbindungen, z. B. Hoffmann-Schwalben
- Einfräsen von Fremdfedern, Runddübeln, Breitdübeln wie z. B. Domino Dübeln an Gehrungen oder stumpfen Verbindungen
- Einfräsen von Nuten zum Einbringen von Fremdfedern, Führungsschienen oder Beschlägen wie z. B. Einsteckschlössern.
