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Hintergrund der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zurichten von Werkstücken, beispielsweise
US-2 × 4-Inch-Balken,
mit abgerundeten Enden, die insbesondere als Füllstäbe für Binder verwendet werden, und
sie befasst sich insbesondere mit einer Vorrichtung zum Ablängen von
Werkstücken
auf gewünschte
Längen
und zum Fräsen
der Werkstückenden
in eine abgerundete Form.
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Es
ist wohlbekannt, dass Dachbinder aus Holz, wie Fink-, Howe- und
Queenpost-Fachwerke Ober-
und Untergurte aufweisen, zwischen denen sich Füllstäbe erstrecken, die den Raum
zwischen den Gurten in Dreiecke unterteilen, wobei die Gurte und
Füllstäbe mittels
Nagelplatten miteinander befestigt sind. In der Vergangenheit wurden
in vielen solcher Fachwerkkonstruktionen die Füllstäbe derart hergestellt, dass
jedes Ende in einem Winkel gerade abgesägt wurde (d.h. auf Gehrung
gesägt),
der erforderlich war, damit das jeweilige Ende an dem jeweiligen
Gurt bündig
anlag. Dies hatte einen großen
Sägeaufwand
zur Folge, wobei das Erfordernis bestand, in verschiedenen Winkeln
zu sägen
und das Problem vorhanden war, die gesägten Balken gemäß den Gehrungswinkeln
zu ordnen.
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Es
besteht seit geraumer Zeit die Tendenz, Füllstäbe mit abgerundeten Enden anstatt
mit Gehrungsenden zu verwenden, was ermöglicht, dass die Füllstäbe in einem
Binder in einem großen
Winkelbereich bezüglich
eines Gurtes eingebaut werden können;
bei festem Kontakt seines abgerundeten Endes mit einem Gurt. Dies
hat dazu geführt,
dass zur Kostensenkung bei der Binderherstellung die Herstellung von
Füllstäben (beispielsweise
2 × 4
Balken) bei relativ hoher Produktionsgeschwindigkeit und relativ geringen
Kosten gewünscht wurde,
deren beide Enden abgerundet sind (d.h. in eine im Wesentlichen halbkreisförmige Gestalt).
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Einige
Vorrichtungen zur Formgebung von Werkstücken, wie beispielsweise Balken,
enthalten ein Zuführsystem,
das Werkstücke
einer Warteschlange oder Ladestellung zuführt, von der eines nach dem
anderen in eine ausgerichtete, horizontale Reihenanordnung eingesetzt
wird. Ein Vorschubmechanismus bewegt die Werkstückreihe entlang einer Führungsbahn,
die zu einer Säge
oder einem anderen Formwerkzeug führt. Nach jedem Vorschubschritt
wird die Reihe um eins stromabwärts
versetzt, und es kann ein neues Werkstück von der Aufgabeeinrichtung
in der Reihe aufgenommen werden. Typischerweise führt die
Aufgabeeinrichtung (beispielsweise ein sich konstant bewegendes
Förderband) eine
kontinuierliche Bewegung aus, während
der Vorschubmechanismus eine Hin- und Herbewegung oder zyklische
Bewegung ausführt
und somit die Aufgabeeinrichtung und der Vorschubmechanismus separat
angetrieben und unabhängig
voneinander betrieben werden. Beispielsweise wird die Aufgabeeinrichtung
durch einen Elektromotor angetrieben, während der Vorschubmechanismus
hydraulisch betätigte
Aktuatoren mit zugehörigem
Hydraulikreservoir und Schläuchen
umfasst. Leider führt
dieser Doppelantrieb zu erhöhten
Kosten und einer erhöhten
Komplexität.
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Ein
zweiter Nachteil betrifft das Fräswerkzeug,
das die Werkstückenden
des Werkstücks
halbkreisförmig
abrundet. Dieses Werkzeug ist typischerweise ein drehbarer Formfräser mit
zweidimensional profilierten Schneiden, der obere und untere Schneidmesser
zum spanabhebenden Bearbeiten von Ober- und Unterseiten der Enden,
aber nicht von Mittenbereichen, besitzt. Die Messer haben Formen, die
beim Fräsen
eines Werkstücks
auf das Werkstück
Kräfte
quer zur bestimmungsgemäßen Bewegungsrichtung
ausüben.
Demzufolge tendiert das Werkstück
dazu, sich seitwärts
nach außen
zu bewegen, weg von der ausgerichteten Werkstückreihe und in eine zwischen
den oberen und unteren Messern liegende Position, wo es mit der
Werkzeugnabe oder einem anderen Teil kollidiert. Dies verursacht
ein Blockieren der Maschine und führt zu einer teueren Stillstandszeit.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Folglich
kann unter den verschiedenen Zielen der Erfindung erwähnt werden:
das Bereitstellen einer Vorrichtung zum Formen eines Werkstücks mit abgerundeten
Enden bei relativ hohen Produktionsgeschwindigkeiten und relativ
niedrigen Kosten; das Bereitstellen einer solchen Vorrichtung, die
ein Antriebssystem besitzt, das sowohl zum Zuführen eines Werkstückes als
auch zum intermittierenden Bewegen eines Werkstücks zu einem Zerspanungswerkzeug
dient; das Bereitstellen einer derartigen Vorrichtung, die während des
Bearbeitens mit einem Zerspanungswerkzeug eine Seitwärtsbewegung
eines Werkstücks
verhindert; das Vorsehen einer derartigen Vorrichtung zur Herstellung
von Werkstücken
mit verschiedenen Längen,
und das Vorsehen einer solchen Vorrichtung und eines Verfahrens
zum zuverlässigen
und ökonomischen
Abrunden von Füllstäben eines
Fachwerks.
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Allgemein
profiliert eine Vorrichtung gemäß der Erfindung
ein Ende eines Werkstückes,
wenn das Werkstück
entlang eines Bewegungswegs vorwärtsgeschoben
wird. Die Vorrichtung umfasst einen Rahmen, der den Bewegungsverlauf
für das
Werkstück festlegt,
und ein sich drehendes Zerspanungswerkzeug, das seitlich neben dem
Bewegungsweg zum in Eingriff gelangen mit dem Werkstück, wenn
sich dieses entlang des Bewegungswegs bewegt, angeordnet ist. Das
Zerspanungswerkzeug besitzt eine Nabe mit oberen und unteren Messerarmen,
die sich von der Nabe nach außen
hin erstrecken, um obere bzw. untere Abschnitte des Endes des Werkstückes zu profilieren.
Die Messerarme haben bogenförmige Frässchneiden
und begrenzen im Wesentlichen eine konkave Ausnehmung, die sich
zwischen den oberen und unteren Armen erstreckt. Ein Anschlag ist
an dem Rahmen befestigt, um eine Bewegung des Werkstücks in eine
im Wesentlichen quer zum Bewegungsweg liegende Richtung zu verhindern,
während das
Zerspanungswerkzeug das Ende des Werkstücks profiliert. Der Anschlag
ist neben dem Bewegungsweg angeordnet und dazu ausgebildet, mit dem
Ende des Werkstücks
in Anlage zu gelangen, wenn sich das Werkstück in Querrichtung bewegen sollte.
Der Anschlag besitzt ein stromabwärts liegendes Ende, das sich
in die konkave Ausnehmung des Fräsers
erstreckt, ohne dass es das Zerspanungswerkzeug berührt, um
das Werkstück
von einer seitlichen Bewegung abzuhalten, während das Werkstück mittels
des Zerspanungswerkzeugs profiliert wird.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt dient ein Zuführsystem
zum Zuführen
von Werkstücken
in eine Reihe von Werkstücken,
die entlang eines Bewegungswegs angeordnet sind, und zum zyklischen Vorwärtsschieben
der Reihe entlang des Bewegungswegs zu einer stromabwärts liegenden
Zerspanungseinrichtung. Das System umfasst einen länglichen
Rahmen, der den Bewegungsweg festlegt, wobei der Bewegungsweg ein
stromaufwärts
liegendes Ende und ein stromabwärts
liegendes Ende besitzt. Eine Fördereinrichtung
befindet sich an dem Rahmen zum Aufnehmen der Werkstücke hierauf
und zum aufeinanderfolgenden Abliefern jedes Werkstücks zu einer
neben dem stromaufwärts
liegenden Ende des Bewegungswegs liegenden Ladestelle. Eine Vorschubeinrichtung
befindet sich am stromaufwärts
liegenden Ende des Bewegungswegs. Die Vorschubeinrichtung ist zyklisch
bewegbar zwischen einer ausgefahrenen Stellung, in der die Schubvorrichtung
mit einem Werkstück
am stromaufwärts
liegenden Ende der Reihe in Anlage gelangt, um die Werkstückreihe
entlang des Bewegungswegs in stromabwärts liegender Richtung zu bewegen,
und einer eingefahrenen Stellung, wo ein Werkstück in der Ladestelle in die
stromaufwärts
letzte Position abgesetzt werden kann. Ein Antrieb dient zum gleichzeitigen Antreiben
der Fördereinrichtung
und der Vorschubeinrichtung. Der Antrieb ist mit der Fördereinrichtung zum
kontinuierlichen Bewegen der Fördereinrichtung in
hauptsächlich
eine Bewegungsrichtung operativ gekoppelt, und sie ist mit der Vorschubeinrichtung zum
Bewegen der Vorschubeinrichtung in hin- und hergehender Weise zwischen
den aus- und eingefahrenen Stellungen zum Bewegen der Werkstücke entlang
des Bewegungswegs operativ gekoppelt.
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In
noch einem weiteren Aspekt dient eine Vorrichtung der vorliegenden
Erfindung zum Zuführen
von Werkstücken
in eine Reihe von Werkstücken, die
entlang eines Bewegungswegs angeordnet sind, und zum Vorwärtsschieben
der Reihe entlang des Bewegungswegs zu einer Absägeeinrichtung zum Absägen der
Werkstücke.
Die Vorrichtung umfasst einen Rahmen, die Sägeeinrichtung und eine Fördereinrichtung
an dem Rahmen zum Aufnehmen der Werkstücke hierauf und zum aufeinanderfolgenden Abliefern
jedes Werkstücks
zu einer neben dem stromaufwärts
liegenden Ende des Bewegungswegs liegenden Ladestelle. Eine Vorschubeinrichtung
befindet sich am stromaufwärts
liegenden Ende des Bewegungswegs und umfasst eine verschiebbar montierte
Schiene, eine mit der Schiene verbundene Verbindungsstange zum Hin-
und Herbewegen der Vorschubeinrichtung, und eine Scheibe mit einem
außermittigen
Kurbelzapfen, der zum Bewegen mit der Verbindungsstange verbunden
ist. Die Vorschubeinrichtung ist hin- und her bewegbar zwischen
einer ausgefahrenen Stellung, in der die Schiene mit einem stromaufwärts letzten
Werkstück
der Reihe in Anlage gelangt, um die Werkstückreihe entlang des Bewegungswegs
in stromabwärts
liegender Richtung und durch die Absägeeinrichtung hindurch längs zu bewegen,
und einer eingefahrenen Stellung, wo ein Werkstück in der Ladestelle in die
stromaufwärts
letzte Position in die Reihe abgesetzt werden kann.
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Nachfolgend
werden weitere Ziele und Merkmale teils offensichtlich und teils
herausgestellt.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 ist eine schematische
Ansicht eines Dachbinders, der Füllstäbe mit abgerundeten
Enden enthält,
die mittels einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
gefräst
wurden;
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2 ist eine allgemeine Perspektivansicht mit
in der Mitte auseinandergebrochener Darstellung eines der Werkstücke entlang
im Wesentlichen der Linie 2-2 der 3;
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3 ist eine schematische
Ansicht, die allgemein (in Draufsicht) eine Reihe von Werkstücken und
bestimmter Vorrichtungsbauteile zeigt;
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4 ist eine Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung
von der Vorderseite der Vorrichtung;
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5 ist eine Draufsicht eines
Vorrichtungsteils;
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6 ist eine vergrößerte Ansicht
eines Teils der 5;
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7 ist eine Seitenansicht
der Vorrichtung entlang der Linie 7-7 der 5 mit einer Schubvorrichtung in einer
ersten Stellung;
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8 ist eine der 7 gleichende Ansicht mit
der Schubvorrichtung in einer anderen Stellung;
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9 ist eine vergrößerte Seitenansicht
eines Teils der Vorrichtung mit weggenommenen Werkstücken;
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10 ist eine Seitenansicht
der Vorrichtung entlang der Linie 10-10 der 5;
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11 ist eine schematische
Draufsicht, die eine Anschlagschiene der Vorrichtung zeigt, und
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12 ist eine Seitenansicht
eines Rotationsfräswerkzeuges
und einer Anschlagschiene der Erfindung.
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Einander
entsprechende Bezugszeichen kennzeichnen in den verschiedenen Ansichten
der Zeichnungen durchgehend einander entsprechende Teile.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
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Es
wird eingangs auf die 1 der
Zeichnungen Bezug genommen, wo ein allgemein mit dem Bezugszeichen 20 gekennzeichneter
Holzbinder, insbesondere ein modifizierter Queenpost-Binder, gezeigt
ist, der Obergurte 22, einen Untergurt 24 und ein
Füllstabwerk 26 besitzt,
das den dreieckförmigen Raum
zwischen den Ober- und Untergurten in Dreiecke unterteilt. Das Füllstabwerk 26 besteht
aus Füllstäben 28,
die sich zwischen dem Untergurt 24 und einem der Obergurte 22 erstrecken.
Der Untergurt 24, jeder Obergurt 22 und jeder
Füllstab 28 werden beispielsweise
durch Balken mit einer Abmessung von 2 × 4 Inch (nominal) gebildet,
deren 4 Inch lange Seiten senkrecht zueinander stehen. Wie gezeigt, besitzen
die Füllstäbe 28 abgerundete
Enden (d.h. sie sind von einer Seite des jeweiligen Füllstabes
zur anderen im Wesentlichen in einem Halbkreis gekrümmt), welche
die jeweiligen Gurte an den jeweiligen Fachwerksknoten berühren und
mit Hilfe von Nagelplatten (nicht gezeigt) in bekannter Weise daran befestigt
sind. Dies ist gezeigt, um darzustellen, wie die abgerundeten Füllstäbe 28 anstatt
der Füllstäbe mit auf
Gehrung gesägten
Enden verwendet werden und um die Abmessungen der mittels der Vorrichtung gemäß dieser
Erfindung hergestellten Füllstäbe zu zeigen.
Die 2 zeigt einen einzelnen
Füllstab 28 mit
abgerundeten Enden. Es versteht sich, dass die abgerundete Enden
aufweisenden Füllstäbe 28 anstatt
als Dachbinder auch für
andere Konstruktionsrahmen und Gegenstände verwendet werden könnten und
dass die Vorrichtung zum Bearbeiten von anderen Werkstücken anstatt
solchen aus Holz verwendet werden kann, ohne dass der Schutzbereich
der vorliegenden Erfindung verlassen wird. Des Weiteren könnten die
genauen Abmessungen der Füllstäbe auch
anders als 2 × 4
Inch sein. Wie nachfolgend erläutert,
kann die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zum Aufnehmen von
Werkstücken
(nicht gezeigt) mit unterschiedlich großen Querschnitten und Längen eingestellt
werden.
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Eine ähnliche
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zum Fräsen von Werkstücken ist
in der anhängigen
PCT-Anmeldung PCT/US01/31235, für
die eine Mitanmelderschaft besteht offenbart, die am 5. Oktober
2001 eingereicht wurde und den Titel hat "Method Of And Apparatus For Forming
Timbers With Rounded Ends",
die durch Bezugnahme hierauf hiermit mit aufgenommen ist. Diese
PCT-Anmeldung nimmt die Priorität
der am 6. Oktober 2000 eingereichten US-Provisional-Anmeldung Nr.
60/238,717 in Anspruch, die ebenfalls durch Bezugnahme hierauf hiermit
aufgenommen ist.
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Es
wird nun vornehmlich auf die 3 Bezug
genommen, in der schematisch das Zurichten der Balken 30 (allgemein "Werkstücke") mit abgerundeten
Enden allgemein gezeigt ist, welches das Zuführen von in einer horizontalen
Reihe 32 angeordneten Balken entlang eines vorbestimmten
Bewegungsverlaufs umfasst, wie es durch den Pfeil A angedeutet ist,
wobei die Balken quer zur Zuführungsrichtung
liegen. Der Bewegungsweg wird durch linksseitige und rechtsseitige
Schienen 34 festgelegt, an denen die Balken entlanggleitend
bewegbar sind. Eine allgemein mit dem Bezugszeichen 36 gekennzeichnete
Schubvorrichtung ist an einer stromaufwärts gelegenen Position der
Reihe 32 mit dem Balken 30 in Eingriff bringbar,
um die Balken auf dem genannten Bewegungsverlauf vorwärts zu bewegen. Die
Balken 30 werden an den breiten (4-Inch-)Seiten aneinanderstoßend ausgerichtet.
Derartig ausgerichtet wird die Balkenreihe 32 als Gruppe
in der zu den breiten Holzseiten senkrecht liegenden Richtung geschoben,
wobei sie in einer im Allgemeinen horizontalen Ebene an den links-
und rechtsseitigen Schienen 34 gleiten. Es versteht sich
aber, dass die Balken 30 auch anders ausgerichtet sein
können
(beispielsweise mit den schmaleren Enden aneinander anliegend),
ohne dass der Schutzbereich der Erfindung verlassen wird. Die Schubvorrichtung 36 kann
auch als Vorschubmechanismus bezeichnet werden, welche die Reihe 32 stromabwärts verschiebt
und zulässt,
dass an dem stromaufwärts
gelegenen Reihenende ein neuer Balken aufgenommen wird. Wie nachfolgend
beschrieben wird, führt
eine Fördereinrichtung 40 Balken
einer Ladestelle 42 zu, von wo sie einer nach dem anderen
in die Reihe 32 eingespeist werden können.
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Die
Balken 30 werden an einem ihrer Längsenden (in der 3 deren linksseitige Enden)
gegen eine Führung
oder einen Anschlag gestoßen,
die hier durch eine Platte 44 gebildet wird, die als "Nutzholzanschlag" bezeichnet werden
kann, an dem jeder Balken anstößt, um endseitig
ausgerichtet zu werden, und der die Balken entlang des Bewegungswegs
führt.
Wenn die Balken 30 entlang der Führungsschienen 34 vorwärts geschoben
werden, werden die Balken mittels einer sich um eine quer zum Bewegungsverlauf
liegenden Achse drehenden Säge 46 (beispielsweise
eine Kreissäge)
auf eine vorbestimmte Länge
abgesägt.
Die Säge
besitzt ein Messer, das in einer senkrecht zu dem Balken 30 liegenden
Ebene dreht, um Balkenenden, die sich, wie dargestellt, nach rechts
zur Säge
hin erstrecken, abzusägen.
Die Säge 46 ist
in einem Abstand zu der Platte 44 positioniert, der einer
gewählten
Länge für die Balken 30 entspricht
oder etwas größer ist.
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Nachdem
nun jeder Balken 30 mittels der Säge 46 auf die vorbestimmte
Länge abgesägt wurde,
bewegt er sich auf dem Bewegungsweg weiter, wobei seine beiden Enden
durch zwei Formfräser 48 auf
gegenüberliegenden
Seiten des Wegs abgerundet (halbkreisförmig) werden. Jeder Formfräser 48 ist ein
Rotationsfräser
zum Fräsen
der jeweiligen Enden jedes Balkens 30 in die gerundete
Form. Die Formfräser 48 liegen
auf gegenüberliegenden
Seiten des Bewegungswegs einander direkt gegenüber, wobei die beiden Enden
jedes Balkens 30 in einem einzigen Balkendurchgang gleichzeitig
abgerundet werden. Es versteht sich, dass die Enden auch zu unterschiedlichen
Zeiten gefräst
werden können
oder nur ein Ende gefräst
wird, ohne dass der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung verlassen
wird.
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Die
linksseitige Führungsschiene 34,
die Platte 44 und der linksseitige Formfräser 48 sind
in Querrichtung verschiebbar, wobei sie auf einem Träger oder
einem Schlitten 50, der in der 3 gestrichelt gezeigt ist, angebracht
sind. Sie sind hin- und her bewegbar angebracht, damit sie gegenüber der rechtsseitigen
Führungsschiene 34 und
der Säge 46 (die
in Querrichtung fixiert sind) einstellbar sind, um mit Balken 30 unterschiedlicher
Länge in
Anlage zu kommen. Dies schafft eine Quereinstellbarkeit, um Füllstäbe auf verschiedene
Längen
abzusägen
und deren Enden abzurunden.
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Es
wird nun vornehmlich auf die 4 und 5 Bezug genommen. Die Vorrichtung
gemäß dieser
Erfindung, die das oben beschriebene Zurichten der Balken ausführt, umfasst
die oben beschriebene Schubvorrichtung 36, die Platte 44,
die Formfräser 48 und
die Säge 46.
Diese Bauelemente sind auf einem länglichen Rahmen angebracht,
der allgemein mit dem Bezugszeichen 52 gekennzeichnet ist
und der Teile hat, die als Vorderteil 53, als Hinter- oder
Rückteil 54 und
gegenüberliegende
Enden 56 bezeichnet werden können. Der Rahmen 52 umfasst
längliche Kastenträger 58,
die auf Stützen 60 sich
von einem Ende 56 zu dem anderen Ende an der Vorderseite 53 und
der Rückseite 54 erstrecken.
Eine Schiene 62 verläuft
in Längsrichtung
oberhalb eines der Träger 58 und
besteht aus einem länglichen
Winkeleisen, das mit dem First nach oben auf dem Träger angeordnet
ist. Neben einem Ende 56 (in der 4 das rechtsseitige Ende) besitzt der
Rahmen eine Balkenhandhabungseinrichtung 64, die auch als
ortsfeste Balkenhandlingseinrichtung bezeichnet werden kann, umfassend
einen Oberteil auf dem Rahmen 52. Eine Abdeckung 66 und
eine Bedienungskonsole 67 sind auf dem Oberteil angebracht.
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Die
genannte Trägereinheit
oder der Schlitten 50 kann mit den hierauf befindlichen
Komponenten auch als bewegliche Balkenhandhabungseinrichtung bezeichnet
werden. Sie ist zur festen Balkenhandhabungseinrichtung 64 in
Längsrichtung
hin- und her bewegbar (entlang des Rahmens 52, d.h. von
links nach rechts und umgekehrt), um Balken 30 auf verschiedene
Längen,
wie notwendig, abzusägen.
Der Schlitten 50 besitzen mit Rillen versehene Räder 68,
die auf der Schiene 62 laufen. Er ist gegenüber der
ortsfesten Balkenhandhabungseinrichtung 64 hin und her
bewegbar, im dem eine Kurbel 69 an dem vorderen Ende einer
Querwelle (nicht gezeigt), die an den vorderen und hinteren Enden
mit zwei der Räder 68 verzahnt
sind, manuell betätigt
wird. Der Schlitten 50 umfasst eine Feststelleinrichtung 70,
um den Schlitten in irgendeiner Stellung, wo es gewünscht wird,
zu blockieren.
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Der
Rahmen 52 umfasst eine obere Führungsschiene 72 und
eine untere Führungsschiene 74 (7), wobei der Balken 30,
während
er sich entlang des Bewegungsverlaufs bewegt, zwischen den Führungsschienen
eingeklemmt ist. Die obere Führungsschiene 72 ist
höheneinstellbar,
um Balken unterschiedlicher Höhe
aufzunehmen. Die Einstellbarkeit erfolgt durch manuelles Drehen
der Kurbel eines Einstellmechanismus 75 (10). Entlang der oberen und unteren Führungsschienen 72, 74 sind Rückschlagzinken 76 angebracht,
um zu verhindern, dass sich Balken 30 stromaufwärts bewegen
(d.h. entgegengesetzt dem Pfeil A in 3).
Jede Zinke 76 ist als zugespitzter Streifen ausgebildet,
der mit den Balken 30 in Eingriff bringbar ist, und ein
stromabwärts
gerichtetes Verschieben der Balken zulässt. Irgendeine stromaufwärts gerichtete
Bewegung wird durch die Zinken 76 unterbunden, die dann
beginnen, in den Balken 30 einzudringen. Es kann irgend
eine Anzahl von Rückstellzinken 76 (enthaltend
0) vorhanden sein, ohne dass der Schutzbereich dieser Erfindung
verlassen wird.
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Eine
allgemein mit dem Bezugszeichen 80 gekennzeichnete Fördereinrichtung
ist an dem Rahmen 52 zur Aufnahme von Balken 30 befestigt
und führt
jeden Balken aufeinanderfolgend der Ladestelle 42 zu, die
neben dem stromaufwärts
liegenden Ende des Bewegungswegs liegt. Die Fördereinrichtung 80 enthält ein linksseitiges
Fördermittel
(10) auf der bewegbaren
Balkenhandhabungseinrichtung 50 und ein rechtsseitiges
Fördermittel
(7) an der ortsfesten
Balkenhandhabungseinrichtung 64. Die links- und rechtsseitigen
Fördermittel 80 sind
im Wesentlichen identisch, so dass nachfolgend nur das rechtsseitige Fördermittel
beschrieben wird, wobei klar ist, dass die Beschreibung auch auf
das linksseitige Fördermittel
zutrifft.
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Es
wird nun auf 7 Bezug
genommen. Jedes der links- und rechtsseitigen Fördermittel 80 umfasst
ein Obertrum einer Endloskette 82. Die Kette 82 ist
um zwei Kettenräder 84,
ein Antriebsrad 86 und ein Schubrad 88 herumgewunden.
Es versteht sich, dass andere Arten von Fördermitteln, wie beispielsweise
ein Gurt, den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nicht verlassen. Überdies
muss das Fördermittel
keine sich bewegenden Teile umfassen, wie beispielsweise eine schwerkraftbetriebene
Rutsche.
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Jede
Kette kann in einem horizontalen Kanal 90 gleiten, der
die Kette an ihrem Obertrum führt.
Die Kette 82 ist eine herkömmliche Förderkette, die so groß und derart
positioniert ist, dass sie etwas über die benachbarte Wand 92 vorsteht,
so dass, wenn ein Bediener Balken 30 auf die Vorrichtung
legt, die Balken auf den Ketten liegen und sich zwischen den links-
und rechtsseitigen Ketten erstrecken. Die Fördereinrichtung bewegt sich
in eine Richtung, um die Balken in der 7 von rechts nach links zu bewegen, und
da beide links- und rechtsseitigen Ketten 82 gemeinsam
angetrieben werden, bewegen sie sich mit gleicher Geschwindigkeit.
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Mit
dem Bezugszeichen 94 ist allgemein ein Antrieb zum Treiben
der beiden Ketten 82 der Fördereinrichtung 80 gekennzeichnet.
Der Antrieb 94 umfasst eine einzelne Langwelle 95 mit
nicht-rundem Querschnitt (beispielsweise rechteckiger Querschnitt),
die sich von dem linken Ende zu dem rechten Ende des Rahmens 52 durch
entsprechende nicht-runde Öffnungen
in den Zahnrädern 86 hindurch
erstreckt. Der Antrieb umfasst des Weiteren einen Elektromotor 96 (5) mit einem Getriebe 98 zur
Drehzahlkontrolle. Die Welle 95 wird in Uhrzeigerrichtung
(wie in 7 gezeigt) angetrieben,
um die Zahnräder 84 in
einer Richtung zu drehen, die die Bewegung in Zuführrichtung
der Obertrums der Ketten 82 bewirkt. Die Antriebswelle 95 ist
an den ortsfesten und den bewegbaren Balkenhandhabungseinrichtungen 64, 50 in
Lagern 99 gelagert. Es versteht sich, dass andere Ausgestaltungen
eines Antriebs, wie beispielsweise ein Band, eine Kette oder eine Rundwelle
den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nicht verlassen.
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Die
Fördereinrichtung 80 führt die
Balken 30 der Oberseite einer Führungsbahn 100 zu,
die zwischen einer abwärts
geneigten Kante des Wandteils 92 und einer bogenförmigen Halterung 2,
die an dem Rahmen 52 befestigt ist, festgelegt ist. Die
Führungsbahn 100 umfasst
ein Magazin, das Schwerkraft gespeist wird, zum Aneinanderreihen
von Balken 30 in vertikaler Ausrichtung, so dass sie bereit
sind, einer nach dem anderen in die horizontale Reihe 32 eingeführt zu werden.
Die Halterung 102 hält
die Balken relativ zu der Führungsbahn 100 ausgerichtet,
wenn sie von einer horizontalen in eine vertikale Lage kippen. Die
Balken 30 werden zu einer Stelle am Grund der Warteschlange
geführt,
die auch als Ladestelle 42 bezeichnet werden kann, und
die sich unmittelbar oberhalb der horizontalen Reihe 32 am
stromaufwärts
liegenden Ende befindet. Wenn die Warteschlange voll ist, kann die
Fördereinrichtung 80 weiter
laufen, wobei die Kette 82 unterhalb von im Wesentlichen
sich nicht bewegenden Balken 30, die auf der Fördereinrichtung
aufgereiht sind, durchrutscht.
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Die
Schubvorrichtung 36 gelangt am stromaufwärts liegenden
Ende der Reihe 32 mit den Balken 30 in Anlage
und schiebt die Balkenreihe mit ausreichender Kraft stromabwärts, wobei
genügend Kraft
vorhanden ist, um die Reihe durch die Säge 46 und die sich
drehenden Formfräser 48 durchzuschieben.
Die Schubvorrichtung 36 umfasst eine im Wesentlichen flache
Stange 104 (an jeder der beiden Handhabungseinrichtungen 50, 64 befindet
sich eine), die durch zwei rechteckige Führungskonsolen 106 (7) verschiebbar gehalten
werden. Die Stange 104 ist dünn und zum in-Anlage-gelangen
mit den Balken 30 ausgerichtet und weist eine entsprechende
Größe auf.
Andere Ausgestaltungen, Größen oder Formen
verlassen nicht den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung. Die
Schubvorrichtung 36 bewegt sich hin und her zwischen einer
ausgefahrenen Stellung (8),
in welcher die Stange 104 an dem stromaufwärts gelegenen
Ende der Reihe 32 mit einem Balken 30 in Anlage
gelangt, um die Balkenreihe entlang des Bewegungsverlaufes stromabwärts zu bewegen,
und einer eingefahrenen Stellung (9), in
der die Stange derart eingezogen ist, dass eine Öffnung frei bleibt, so dass
ein Balken an der Ladestelle 42 an dem stromaufwärts gelegenen
Reihenende eingeführt
werden kann. Der in der Schlange in der Ladestelle befindliche Balken 30 fällt durch Schwerkrafteinwirkung
in die Reihe herunter. In der 7 ist
eine Zwischenstellung der Schubvorrichtung 36 gezeigt.
Ein herkömmlicher
Grenzschalter 110 (9)
ist zum Erfassen des Vorhandenseins eines Balkens 30 am
stromaufwärtsliegenden
Ende der Reihe vorhanden. Wenn kein Balken 30 in die Reihe
herunterfällt,
wird der Grenzschalter den Motor 96 abschalten, da in der
Führungsbahn 100 keine weiteren
Hölzer
aufgereiht sind. Es erfolgt für
jeden Balken 30, der in die Reihe 32 abgelegt
wird, eine Hin- und Herbewegung der Schubvorrichtung 36 in die
ausgefahrene Stellung.
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Die
Schubvorrichtung 36 umfasst ferner eine Drehscheibe 112,
die mit dem Schubrad 88 verbunden ist, welches durch die
Kette 32 angetrieben wird und hiermit kämmt. Die Scheibe 112 besitzt
einen außermittig
angebrachten Kurbelzapfen 114, der an einer Verbindungsstange 116 angebracht
ist, wobei die Verbindungsstange mit der Stange 104 verbunden ist,
um die Stange hin- und herzubewegen. Bezeichnenderweise wird die
Schubvorrichtung 36 von dem gleichen Antrieb 94 wie
die Fördereinrichtung 80 angetrieben.
Die Welle 95 dreht das Antriebsrad 86, um die
Kette 82 zu treiben, die wiederum das Schubrad 88 antreibt.
Der Vorschub der Balken 30 ist in Bezug auf das Ablegen
jedes neuen Balkens in der Reihe 32 präzise getimet.
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Es
wird nun Bezug genommen auf 10 – 12. Der Formfräser 48 oder
Zerspanwerkzeug zum Abrunden der Enden der Balken 30, wenn
sich diese vorwärts
bewegen, besitzt eine Nabe 120 mit sechs Messerarmen, die
sich von der Nabe in nicht-radialen Ebenen in einer im Wesentlichen
spiralförmigen
Ausgestaltung nach außen
erstrecken. Es sind drei obere Messerarme 322 zum Formfräsen der
oberen Abschnitte der beiden Enden und drei untere Messerarme 124 zum
Formfräsen
der unteren Abschnitte der Enden vorhanden. Jeder Arm 122, 124 besitzt
ein hieran befestigtes Hartmetallblättchen 126, das eine Schneidkante
zum Abrunden mittels Fräsen
aufweist. Eine konkave Ausnehmung 128 ist im Wesentlichen
entlang der Nabe 120 ausgebildet, beabstandet zwischen
den oberen und unteren Messerarmen 122, 124. Der
Formfräser 48 ist
auf der Welle 130 (10)
verkeilt, die sich von einem Elektromotor 132 nach unten
erstreckt, der zum Drehen des Formfräsers mit relativ hoher Geschwindigkeit
betreibbar ist. Der Motor 132 und ein Lager (nicht gezeigt)
für das
untere Ende der Welle 130 sind an der Lager-Motor-Einheit
bezüglich
des Rahmens 52 horizontal und vertikal einstellbar angebracht,
um den Formfräser genau
einjustieren zu können.
Es versteht sich, dass die Ausgestaltung des Formfräsers als
auch das allgemeine Verfahren zum Befestigen und Drehen des Formfräsers oder
dessen Anordnung verschieden sein kann, ohne dass der Schutzbereich
der vorliegenden Erfindung verlassen wird.
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Die
Schneidplättchen 126 des
Formwerkzeuges 48 üben
auf jeden Balken 30 in einer quer zu dessen Bewegungsrichtung
liegende Richtung Kraft aus. Wenn der Formfräser 48 das Material
vom Balken (11) herausfräst, befindet
sich der Messerarm 122 gegenüber dem Messerarm 124,
der anfänglich
den Balken fräste,
in seiner Drehbewegung in einer Stellung, in der er gegenüber dem
Balken in einer seitlich nach außen gerichteten Richtung reisst. Demzufolge
hat der Balken 30 die Tendenz, sich seitwärts nach
außen
zu bewegen, weg von der ausgerichteten Balkenreihe 32 in
zwischen den oberen und unteren Messerarmen 122, 124 befindliche
Position.
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Am
Rahmen 52 ist auf jeder Seite ein Anschlag 140 angebracht,
um eine Bewegung der Balken 30 in einer im Wesentlichen
quer zur Bewegungsrichtung liegenden Richtung zu verhindern, wenn
das Formwerkzeug oder der Fräser 48 das
Balkenende zerspant. Der Anschlag 140 ist unmittelbar neben
dem Bewegungsweg angeordnet und zum in-Kontakt-gelangen mit dem Balkenende 30 ausgebildet,
wenn sich der Balken in Querrichtung bewegen sollte. Der Anschlag
ist zwischen den Führungsschienen 72, 74 angehoben
positioniert und seitlich versetzt dazu angeordnet. Der Anschlag 140 besitzt im
Wesentlichen flache, horizontale obere und untere Flächen 142, 144 und
ein stromabwärts
liegendes Ende 146, das sich in eine Position in der konkaven Ausnehmung 148 des
Formwerkzeuges oder des Fräsers 48 erstreckt,
ohne dass der Formfräser
berührt
wird, so dass der Formfräser
ohne mit dem Anschlag in Kontakt zu kommen frei drehen kann. Das stromabwärts liegende
Ende 146 des Anschlags 104 ist nahe der Nabe 120 des
Formfräsers
angeordnet, wobei der Abstand zwischen dem stromabwärts liegenden
Ende und der Nabe geringer ist als die Breite des Balkens 30,
so dass der Balken daran gehindert wird, sich zwischen den Anschlag
und den Formfräser
zu bewegen. Der Abstand zwischen dem stromabwärts liegenden Ende 146 des
Anschlags und der Nabe 120 beträgt vorzugsweise weniger als
0,5 Inch.
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Der
Anschlag 140 besitzt einen ersten Seitenrand 148 (11), der dem Bewegungsweg
zugewandt ist und der im Wesentlichen parallel zu dem Bewegungsweg
verläuft.
Dieser Rand ist im Wesentlichen flach und mit den Balken 30 in
Kontakt bringbar, um eine seitliche Bewegung zu verhindern. Der Anschlag 140 hat
einen zweiten Seitenrand 150, der dem Formwerkzeug oder
Fräser 148 zugewandt
ist und abgeschrägt
ist (11), um zu vermeiden,
dass sie mit dem Formfräser
in Berührung
gelangt, wenn sich der Formfräser
dreht, wobei er aber in dessen unmittelbarer Nähe verbleibt. Der Anschlag 140 kann andere
Formen oder Größen besitzen,
und es können
zusätzliche
Anschläge
an anderen Stellen entlang des Bewegungsverlaufes vorhanden sein,
ohne dass der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung verlassen
wird.
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Unter
Berücksichtigung
der obigen Erläuterungen
ist es offensichtlich, das verschiedene Ziele der Erfindung erreicht
werden und weitere vorteilhafte Ergebnisse erhalten werden.
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Wenn
Bauelemente der vorliegenden Erfindung oder deren bevorzugte Ausführungsform(en) eingeführt werden,
sollen die Artikel "ein", "eine", "die" und "dieses" eines oder mehrere
der Elemente kennzeichnen. Die Ausdrücke "umfassend", "enthaltend" und "aufweisend" bedeuten, dass etwas
enthalten ist und bedeuten jedoch auch, dass weitere Elemente oder
andere als die aufgelisteten Elemente enthalten sein können.
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Da
verschiedene Änderungen
in den obigen Ausgestaltungen ausgeführt werden können, ohne dass
der Schutzbereich verlassen werden muss, ist es angedacht, dass
alles gemäß der obigen
Beschreibung oder in den beigefügten
Zeichnungen gezeigte als lediglich beispielhaft und nicht beschränkend anzusehen
ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Vorrichtung
zum Zurichten eines Werkstücks mit
abgerundeten Enden, insbesondere zur Verwendung als Füllstäbe in Dachbindern.
Die Vorrichtung enthält
ein Zuführsystem
zum Zuführen
von Werkstücken
in eine Reihe von Werkstücken,
die entlang eines Bewegungswegs angeordnet sind, und zum zyklischen
Vorwärtsschieben
der Reihe entlang des Bewegungswegs zu einem Rotationsfräser. Eine
sich bewegende Fördereinrichtung
nimmt Werkstücke hierauf
auf und führt
jedes Werkstück
aufeinanderfolgend einer Ladestelle neben dem stromaufwärts liegenden
Ende des Bewegungswegs zu. Eine Vorschubeinrichtung ist am stromaufwärts liegenden Ende
des Bewegungswegs vorhanden. Eine gemeinsame Antriebswelle treibt
gleichzeitig die Fördereinrichtung
und die Vorschubeinrichtung an. Eine Anschlagschiene verhindert
eine Bewegung des Werkstücke
in einer im Wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung liegenden Richtung,
während
das Zerspanungswerkzeug die Enden profiliert.