DE19525832C1 - Rahmenbearbeitungsautomat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Rah­ men an Front- und Querseiten, bestehend aus einer Bohr-Preß- und Spannvorrichtung sowie aus mindestens einer Handhabungs- Magazin- und Dosierungseinheit, wobei Hülsen, die mit einem Kopfansatz versehen sind nach dem Bohren der entsprechenden Löcher in die Frontseite der Rahmen eingepreßt werden und recht­ winklig hierzu Nägel und ggf. Abstandshalter befestigt werden.

Bei einer bekannten Rahmenbearbeitungsvorrichtung für Holzrah­ men, die für die Verwendung in Bienenstöcken von Imkern benutzt wurde, können Bohrungen und Hülsen in die Rahmenteile, insbeson­ dere an der Frontseite von Hand eingebracht werden (siehe z. B. Graze-Katalog, 1992).

Üblicherweise werden die Löcher von Hand in den Holzrahmen ge­ bohrt und dann die Hülsen ebenfalls von Hand in die Löcher ein­ gepreßt. Die Hülsen sind notwendig, weil die Löcher Haltedrähte für die Bienenwaben aufnehmen sollen. Da die Haltedrähte hierbei bewegt werden, können die Ränder der Bohrungen leicht beschädigt werden. Die Hülsen und die Nägel müssen daher fest in den Lö­ chern der Holzrahmen sitzen, damit sie bei der Bewegung nicht herausfallen können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die bisher bei der Herstellung von gebohrten und mit Nägeln und Hülsen versehenen Rahmen von Hand auszuführenden Arbeiten maschinell durchzufüh­ ren, wobei die von allen Seiten in die Rahmenteile einzubringen­ den Löcher und Hülsen bzw. Nägel sicher befestigt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Es hat sich gezeigt, daß durch die erfindungsgemäße Rahmenbearbeitungsvorrichtung erstmals Rahmen, insbesondere für Imkereizwecke maschinell und ggf. auch vollautomatisch mit Bohrungen versehen werden können, in die Hülsen ebenfalls maschinell einpreßbar sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann der erfindungsgemäße Rahmenbearbeitungsautomat auch zusätzliche Befestigungsnägel in die Rahmenteile einbringen, an denen die Haltedrähte angebunden werden können. In einer weiteren bevorzugten Variante können Abstandshalter seitlich oder auf derselben Seite wie die Draht­ haltebohrungen auf dem Rahmen maschinell angebracht werden, was bisher nur von Hand und mit großem Zeitaufwand möglich war.

Zunächst muß dafür gesorgt werden, daß die Position des Rahmens maschinell erkannt wird. Dafür dienen beim Rahmen für Imkerei­ zwecke sogenannte "Tragohren", die seitlich an der Frontseite des Rahmens herausragen und zur Erkennung durch die Steuerung des Rahmenbearbeitungsautomaten geeignet sind. Die Frontseiten des Rahmens sind die wesentliche Bearbeitungsseiten, weil hier die Drähte gespannt werden müssen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbei­ spiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Rahmenbearbeitungsautomaten in Seiten­ ansicht,

Fig. 2 den Rahmenbearbeitungsautomaten in Drauf­ sicht,

Fig. 3a, 3b, 3c Detailausschnitte des Magazins für die Zu­ führung von Hülsen in verschiedener Ansicht,

Fig. 4 fertiger Rahmen für Imkereizwecke,

Fig. 5 Draufsicht auf eine Übergabeeinheit für Nä­ gel und Abstandshalter,

Fig. 6 Übergabeeinheit nach Fig. 5 in Seitenan­ sicht,

Fig. 7 Seitenansicht eines Hoffmannrahmens.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Arbeitstisch 1 erkennbar, auf dem ein Längsschlitten 2 mit einem Bohrwerk 3 montiert ist. Hinter dem Bohrwerk 3 befindet sich eine Vorschubeinheit 4, die eine Positionierung des Bohrkopfes 3.1 mit Bohrer 14 in Längsrichtung ermöglicht.

Am anderen Ende des Arbeitstisches 1 ist ein Querschlitten 5 mit drei Spannvorrichtungen 6.1 und 6.2 und so angeordnet, die zum Spannen des Rahmens 7 in horizontaler und vertikaler Richtung dienen. In Fig. 1 und 2 sind die Spannvorrichtungen 6.1, 6.2 und die Spann- und Positioniereinheit 10 in offener Position dargestellt.

Zunächst erfolgt die Positionierung des Rahmens 7 über den Quer­ schlitten 5. Bei einem automatischen Positionieren wird anhand der Tragohren 38 die Einlegerichtung des Rahmens 7 erkannt, und die Steuerung erfolgt über ein Arbeitsprogramm, das die einzel­ nen Schritte des Bearbeitungsvorgangs enthält (Fig. 4). Die Position der Tragohren 38 wird durch die Tragohrenerkennung 37 erfaßt.

In vertikaler Richtung ist über dem Arbeitstisch 1 ein Magazin 11 angeordnet. Es besteht aus einem Sammelbehälter für die Hül­ sen 15 sowie aus einer Vereinzelungsstrecke 12, an deren Ende eine Dosiereinheit 13 für die Aufbringung der Hülsen 15 auf den Bohrer 14 angeordnet ist.

Einzelheiten hierzu sind der Fig. 3 zu entnehmen. In Fig. 3a ist das Magazin 11 in Arbeitsposition dargestellt. Die Hülsen 15 gelangen aufgrund der Schwerkraft aus dem oberen Bereich des Sammelbehälters bis zur Vereinzelungsstrecke 12 und fallen dort entlang einer Schiene 12a bis zur Dosiereinheit 13. Diese sorgt dafür, daß die einzelne Hülse 15 positionsgenau bis zur Abnahme durch den Bohrer 14 gehalten wird.

Fig. 3b ist ein Detailausschnitt an der Übergangs stelle zwi­ schen Sammelbehälter des Magazins 11 und der Schiene 12a. Zunächst rutschen die Hülsen 15 einzeln in die Nut 42 und gelangen von dort sortiert in einer Reihe in die Schiene 12a. Andere nicht sortierte Hülsen 15 werden durch das Führungsblech 41 von der Nut 42 entfernt gehalten und verbleiben zunächst in dem Magazin 11.

In Fig. 3c ist die Dosiereinheit 13 vergrößert dargestellt. Von oben gelangen die Hülsen 15 durch die Schiene 12a bis an den Stopper 13a der Dosiereinheit 13 und werden dort in Position gehalten, bis eine Magnetspule 13c den Stopper 13a kurzzeitig nach links verschiebt und somit die Öffnung der Schiene 12a nach unten freigibt. Dabei hält der Bolzen 13b die noch in der Schie­ ne 12a geführten Hülse 15 fest. Die Öffnungszeit ist so bemes­ sen, daß nur immer eine Hülse 15 zur Zeit die Schiene 12a ver­ läßt.

Der Werkzeugwechsler 18 besteht aus einem Bohrerteil 19.1 und einem Pressenteil 19.2. Mit dem Bohrerteil 19.1 werden die Vor­ bohrungen für die Löcher zum Einschlagen der Nägel in den Rahmen 7 hergestellt. Mit der Spann- und Positioniereinheit 10 wird die Bohrtiefe festgelegt. Mit dem Pressenteil 19.2 werden die Ab­ standshalter und die Nägel in die vorgebohrten Löcher einge­ preßt.

Der einzige Unterschied zwischen den Bearbeitungsvorgängen be­ steht darin, daß beim Einpressen eines Drahthaltenagels nur ein­ mal angedrückt wird, während der Abstandshalter mit bis zu fünf Schlägen der Spann- und Positioniereinheit 10 über das Pressen­ teil 19.2 auf den Abstandshalter eingeschlagen wird.

Der Vorschub bzw. die Übergabe der Nägel geschieht auf folgende Weise:
Aus einem zweifachen Nagelmagazin 21 für kurze Nägel (Drahthal­ tenägel 21a, 21b) und für lange Nägel (Abstandshaltenägel 20) rutschen die Nägel nach dem Einschwenken in die vertikale Posi­ tion nach unten (siehe Fig. 5 und 6). Die Nägel gelangen dabei in die Vereinzelerstrecke 23.1 und 23.2 (Fig. 6a und 6c) und rutschen vor bis zu einem Querblech 24.1 und 24.2. An diesen Querblechen 24.1, 24.2 befindet sich jeweils ein Festhaltebolzen mit Feder. Mit diesen werden die oberhalb der Querbleche 24.1, 24.2 befindenden Nägel zurückgehalten, so daß ein Nagel auf die Abschlußbleche 25.1, 25.2 fällt beim Öffnen der Querbleche. Die übrigen Nägel werden durch ein Führungsblech 22.1 und 22.2 zurückgehalten und gelangen erst beim nächsten Einschwenken des Nagelmagazins 21 in die Vereinzelerstrecke 23.1 und 23.2.

Neben dem Nagelmagazin 21 gibt es noch ein Abstandshülsenmagazin 26 (Fig. 6b), das ebenfalls aus einer Vereinzelerstrecke 26c und einer Dosiervorrichtung 26b sowie einem Schwenkmechanismus 26a besteht. Die Abstandshülsen 43, 44 werden am Ende der Ver­ einzelerstrecke 26c in senkrechter Position über dem Aufnahme­ klotz 27 gehalten.

Der Aufnahmeklotz 27 ist aus den Fig. 5 und 6c zu erkennen. Sobald eine Abstandshülse 43, 44 gemäß Fig. 6 auf dem Aufnahme­ klotz 27 abgelegt ist, wird sie durch Platzklemmen 28 fixiert. Dann fährt das Abstandshülsenmagazin 26 hoch und der Aufnahme­ klotz 27 wird um 90° gedreht. Dann fährt der Klotzeinschieber 52 in Richtung der bereitliegenden Nägel (Fig. 6a). Die Abschluß­ platte 25 fährt zur Seite und der Nagelschieber 29 schiebt die Nägel in den Aufnahmeklotz 27, wobei die Nägel von der Platz­ klemme 30 gehalten werden. Werden anstelle von Rundstangen für die Abstandshülsen 43 Blechabstandhalter 100 verwendet (siehe Fig. 4), so entfällt die eine Hälfte der Magazineinrichtung und in die Vereinzelungsstrecke 26c werden Blechabstandshalter 100 eingelegt.

Das Nagelmagazin 21 kann nun wieder hochfahren und der Aufnah­ meklotz 27 fährt in seine Grundposition zurück.

In Fig. 6c ist erkennbar, wie der Greifer 31 den Drahthaltena­ gel 101 oder die Abstandshülse 43, 44 bzw. Blechabstandshalter 100 ergreift. Der Greifer 31 wird durch Linearbewegung des Klotzeinschiebers 52 in die Position 32 gemäß Fig. 5 gebracht. Über 31a wird der Drahthaltenagel 101 oder die Abstandshülse 43, 44 vom Greifer 31 auf den Rahmen 7 in der Position 32 (Fig. 5) abgesetzt. Durch Betätigung der Spann- und Positionierein­ richtung 10 wird der Nagel dann von oben angedrückt bzw. einge­ schlagen.

Der vorbeschriebene Verfahrensablauf kann auch automatisch er­ folgen. Hierzu sind Handhabungsstationen erforderlich, die aus einer Wendestation 54 und einer Drehstation 55 bestehen und ein automatisches Wenden ermöglichen.

In Fig. 2 ist ein Drehgreifer 33 dargestellt, der den Rahmen 7 erfaßt (Position A) und in eine Bearbeitungsposition B bringt.

Nun kann der Bohrvorgang beginnen, indem der Bohrer 14 gegen die zu bearbeitenden Rahmenteilen gedrückt und der Bohrer 14 mit dem Rahmen 7 in Eingriff gebracht wird. Nach Beendigung des Bohr­ vorganges wird der Bohrabsatz 16 weiter in das Rahmenteil einge­ drückt und dabei die Hülse 15, die vorher aus dem Magazin 11 entnommen wurde und auf dem Bohrabsatz 16 aufliegt in das Rah­ menteil eingedrückt wird.

Die Zuführung der Hülse 13 wurde oben bereits beschrieben. Beim Vorfahren des Bohrwerkes 3 wird die Hülse 15 mit dem Bohrer 14 von der Dosiereinheit 13 abgenommen und automatisch über den Bohrer 14 gezogen. Dann öffnet die Dosiereinheit 13. Das Magazin 11 kann zusammen mit der Dosiereinheit 13 aus dem Arbeitsbereich ausschwenken, so daß der Längsschlitten 2 weiter in Richtung Arbeitsposition gebracht werden kann.

Wie bereits gesagt, wird die über den Bohrabsatz 16 in das Rah­ menteil eingedrückte Hülse 15 weiter in das bereits fertige Loch eingepreßt. Beim Zurückziehen des Bohrers bleibt die Hülse 15 fest im Rahmen 7 sitzen. Nun kann nach dem Zurückfahren des Längsschlittens 2 die Spannvorrichtung 6.1 und 6.2 bzw. die Spann- und Positionseinheit 10 öffnen, so daß der Rahmen 7 in die nächste Bearbeitungsposition von den Querschlitten 5 gebracht wird.

Im vorliegenden Fall ist die nächste Arbeitsposition erreicht, wenn der Querschlitten 5 um den Bohrungsabstand L (Fig. 4) weiter seitwärts verfahren wurde. Dann beginnt der Bohrvorgang von neuem, wobei zunächst das Magazin 11 mit dem Zylinder 17 gedreht und dadurch eine neue Hülse 15 auf den Bohrer 14 aufge­ bracht wird.

In gleicher Weise können die seitliche am Rahmen 7 anzubringen­ den Bohrungen bzw. Nägel und Abstandshalter automatisch vorge­ nommen werden. Ist der Bearbeitungsablauf beendet, entnimmt der Drehgreifer 33 den Rahmen 7 und der Längsschlitten 34 (Fig. 1) fährt zurück. Der Drehgreifer 33 dreht sich um 90°, so daß der Rahmen 7 in die Spannvorrichtung 6.1, 6.2 und die Spann- und Positionseinheit 10 eingelegt werden kann. Ist der Rahmen 7 kom­ plett bearbeitet, wird er auf dem Transportschlitten 48 aus dem Bearbeitungszentrum entfernt. Nun kann ein neuer Rahmen 7 auf dem Tisch 56 abgelegt werden. Der Rahmen 7 wird nun in das Bear­ beitungszentrum gebracht, wozu ein Wendetisch für die Wendesta­ tion 54 und die Drehstation 55 eingerichtet ist.

Eine spezielle Vorrichtung ist für die Bearbeitung von sogenann­ ten "Hoffmannrahmen" gemäß Fig. 7 erforderlich. Diese müssen von der Seite bearbeitet werden, so daß zwei Halter 49 und ein um 180° drehbarer Drehgreifer 51 gemäß Fig. 1 seitlich von der Bearbeitungsstation angeordnet werden müssen. Mit diesen Vor­ richtungen kann der Hoffmannrahmen an der Seitenfläche 35 be­ arbeitet und um 180° geschwenkt werden, wie es in Fig. 7 darge­ stellt ist.

Vorstehend wurde die automatische Bearbeitung mit der Rahmen­ bohrvorrichtung beschrieben. Es lassen sich jedoch auch manuelle Bearbeitungen sowie teil- oder halbautomatische Fertigungsabläufe realisieren.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Bearbeiten von Rahmen an Front- und Quer­ seiten, bestehend aus einer Bohr-Press- und Spannvorrich­ tung sowie aus mindestens einer Handhabungs-Magazin- und Dosiereinheit, wobei Hülsen, die mit einem Kopfansatz ver­ sehen sind nach dem Bohren der entsprechenden Löcher in die Frontseite der Rahmen eingepreßt werden und rechtwinklig hierzu Nägel und ggf. Abstandshalter befestigt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß der Bohrer (14) einen Bohrabsatz (16) aufweist, mit dem die Hülse (15) auf dem Bohrer (14) zentriert wird,
daß eine Hülsenzufuhreinrichtung aus einer mittig gelager­ ten Schwenkvorrichtung mit einem Magazin (11) besteht, das an seinem Boden eine Nut (42) aufweist, an deren Ende eine Schiene (12a) befestigt ist, wobei die Breite der Nut (42) mindestens gleich dem äußeren Umfang der Hülse (15) ist, aber nicht größer als der äußere Umfang des Kopfansatzes der Hülse (15) ist,
daß am anderen Ende der Hülsenzufuhreinrichtung eine mecha­ nisch oder elektromechanisch betätigbare Dosiereinheit, (13) angeordnet ist, die beim Einschwenken der Hülsenzufuhrein­ richtung vor dem Bohrer (14) die Schiene (12a) kurzzeitig öffnet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Übergangsbereich zwischen Nut (42) und Schiene (12a) ein Führungsblech (41) über der Nut (42) angeordnet ist, wobei der Abstand zwischen dem Führungsblech (41) und der Nut (42) etwas größer als die Materialdicke des Kopfansat­ zes ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekenn­ zeichnet durch eine Nagelzufuhreinrichtung in Form einer mittig gelagerten Schwenkvorrichtung mit einem Nagelmagazin (21) auf der einen und auf der anderen Seite einem Quer­ blech (24), das mit einem Nagelschieber (29) in Verbindung steht.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Nagelmagazin (21) entnommenen Nägel in einer Vereinzelungsstrecke (23.1, 23.2) gesammelt und von dem Nagelschieber (29) oberhalb des Querbleches (24.1, 24.2) auf einen Aufnahmeklotz (27) aufgeschoben wird.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abstandshülse (43, 44) auf dem Aufnahmeklotz (27) aufgelegt und von Platzklemmen (28, 30) fixiert wird, daß der Aufnahmeklotz (27) um 90° gedreht und ein Nagel in die Abstandshülse (43) auf dem Aufnahmeklotz (27) einge­ drückt wird.