DE19640492C2 - Nagelgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Nagelgerät der gemäß Oberbegriff bekannten Gattung und dabei insbesondere ein solches, das ausgelegt ist zum Aufnageln eines Brettes längs seines Randes auf einen Balken und insbesondere gemäß DE 196 16 881 C1 zum Vernageln eines zur Platte anwachsenden Brettstapels (dessen Bretter-Breite die Platten-Dicke bestimmt und dessen Stapel-Höhe die Platten-Länge ergibt). Dafür wird das Nagelgerät - vorzugsweise programmgesteuert - längs einer Führungsschiene von einer Nagelposition zur nächsten verfahren. Die kollisionsfreie Ausgabe jeweils eines Drahtstiftes aus dem Magazin des Nagelgerätes verlangt praktisch einen vorübergehenden Stillstand des Nagelgerätes auf der jeweils erreichten Nagelposition, um den aus einem Magazin zugeführten Stift unverbogen in das Holz eintreiben zu können, und dann wieder eine Beschleunigung bis zum Erreichen der nächsten Nagelposition. Ein solches diskontinuierliches Verfahren über die, längs des Verlaufes der Führungsschiene aufeinanderfolgenden, Nagelpositionen ist aber energetisch unzweckmäßig und vor allem recht zeitaufwendig.

Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diesen Arbeitsablauf zu beschleunigen.

Das ist dadurch gelöst, daß gemäß dem Hauptanspruch der Ablauf gewissermaßen zu einer Art von Pilgerschritt-Bewegungsfolge (allerdings mit richtungsunabhängig unterschiedlichen Geschwindigkeiten) unterteilt ist: Das Nagelgerät wird nämlich längs der Schiene, die den Nagelpositionen folgt (also dementsprechend nicht unbedingt linear verlaufen muß), nicht mehr unmittelbar verlagert, sondern nur noch mittelbar, mittels einer Laufkatze. Diese wird nun möglichst kontinuierlich über die aufeinanderfolgenden Nagelpositionen hinweg verfahren: wobei sie aber das Nagelgerät an der Position zurückläßt, bis die Übergabe des Stiftes ins Holz erfolgt ist. Für diese Zeitspanne verlagert sich also das Nagelgerät längs der Laufkatze deren Vorschubbewegung entgegen nach rückwärts - um dann aber den Weg im Schnellgang nachzuholen, also längs der Lautkatze in Richtung auf die nächste Nagelposition nachzueilen, wenn der Nagelvorgang an der zuletzt erreichten Station erledigt ist.

Dadurch läßt sich die Arbeitsgeschwindigkeit des ungestörten Eintreibens der Folge von Drahtstiften ohne nachteilige konstruktive Auswirkungen, sogar unter Verbesserung des ki­ netischen Verhaltens, erheblich beschleunigen. Mittels eines Positionier-Motors für den Vor­ schub der Laufkatze läßt sich ein koordinatenmäßig vorgegebenes Nagelmuster präzise und erforderlichenfalls im Reversier-Betrieb rasch ansteuern. Ein von der Bewegung der Lauf­ katze abgeleitetes Nachfahren des Nagelgerätes relativ zur aktuellen Laufkatzen-Bewegung ergibt eine zeitoptimale Kinematik beim Ansteuern der Folgeposition mittels des nacheilen­ den Nagelgerätes. Noch zweckmäßiger ist es, eine vorübergehende formschlüssige Kopplung zwischen Nagelgerät und Holzoberfläche für ein Zurückhalten des Nagelgerätes gegenüber der fortschreitenden Voranbewegung der Laufkatze auszunutzen und das Nagelgerät dann wieder längs der schon vorgeeilten Laufkatze nach vorne nachzuschieben, sobald das Nagel­ gerät nach dem Eintreiben des Stiftes wieder vom Holz abgehoben wurde, also die Form­ schluß-Kopplung beendet ist.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur eine stark vereinfachte und nicht maßstabsgerechte Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels zur erfindungsgemäßen Lösung darstellt. Das eigentliche Nagelgerät 28 ist zu aufeinander­ folgenden Nagelpositionen 29 (die für dieses Beispiel einander linear benachbart sind) längs einer Führungsschiene 32 mittels einer Laufkatze 33 verfahrbar. Die Fortbewegung der Laufkatze 33 mit dem Nagelgerät 28 erfolgt je nach der gewünschten Nageldichte (die auch über die Arbeitsstrecke variieren kann) programmgesteuert etwa durch einen externen An­ trieb mittels einer Schleppverbindung oder bevorzugt mittels eines internen Rever­ sier-Antriebs. Der kann zugleich als Positioniermotor dienen und dafür z. B. mit einer Zahn­ stange an der Schiene 32 formschlüssig in Eingriff stehen, wenn kein gesonderter Wegmes­ ser als Istwertgeber in einer Positionierregelung vorgesehen ist.

Das Nagelgerät 28 seinerseits ist an der Laufkatze 33 längs einer Nachführschiene 35, paral­ lel zur Führungsschiene 32 für den Vorschub der Laufkatze 33, in der und gegen die mo­ mentane Bewegungsrichtung der Lautkatze 33 verschiebbar.

Wenn z. B. ein Brett 12 auf ein anderes Brett oder einen darunterliegenden Balken 12' gena­ gelt werden soll. dann ist eine Reihe von Nagelpositionen 29-29-29 mittels der Laufkatze 33 und somit mittels des Nagelgerätes 28 nacheinander anzufahren. Währenddessen wird je­ weils mittels Magnetkraft, Druckluft, pyrotechnisch ausgelöster Expansion oder sonstiger Hilfsenergie ein Drahtstift 30 an der Nagelposition 29 orthogonal in das Brett 12 hineinge­ schossen. Dessen Übertritt aus dem Magazin 37 ins Brett 12 benötigt eine gewisse (zwar kurze aber nicht vernachlässigbare) Zeitspanne. Wenn das Magazin 37 schon während der Abgabe des Stiftes 30 zu rasch in Richtung auf die nächste Nagelposition 29 weiterbewegt werden würde, dann würde die Gefahr bestehen, daß der Stift sich beim Eintreiben in das Holz verbiegt (und deshalb keine vorschriftsmäßige, zuverlässige Verbindung ergibt). Ande­ rerseits würde das ruckartige Anhalten für den Nagelvorgang und das daraufhin erfolgende rasche Wieder-Anfahren der Lautkatze 33 eine extreme, verschleißgefährdete mechanische Beanspruchung der Anlage darstellen und auch aus energetischen Gründen nicht vorteilhaft sein.

Deshalb wird gemäß vorliegender Erfindung die Weiterbewegung des Nagelgerätes 28 mit seinem Stift-Magazin 37 und dessen Ausgabedüse relativ zur wenigstens quasi-stationären Weiterbewegung der Lautkatze 33 verzögert, indem es sich deren Vorschubrichtung 36 ent­ gegen längs der Nachführschiene 35 verlagert, so daß während der Stift-Übergabe keine (jedenfalls keine funktionsstörende) Bewegung des Nagelgerätes 28 relativ zur Nagelposition 29 auftritt wie nachstehend erläutert.

Bei Erreichen einer Nagelposition 29 befindet sich das Nagelgerät 28 im in Vorschubrich­ tung 36 vorderen Bereich 35v seiner Nachführschiene 35. Das Nagelgerät 28 wird auf das Werkstück (Brett 12) abgesenkt, bis es mit der Holzoberfläche quer zur Laufkat­ zen-Vorschubrichtung in Eingriff gerät. Infolge diesen Formschlusses kann es der Weiterbe­ wegung der Laufkatze 33 relativ zum Brett 12 nun nicht mehr folgen, es verlagert sich längs der laufkatzenfesten Schiene 35 nach rückwärts zu derem rückwärtigen Bereich 35h hin, bis der Stift 30 an der aktuellen Nagelposition 29 übergeben ist - während der vordere Bereich der Nachführschiene 35v unterdessen bereits mit der Laufkatze 33 die nächstfolgende Na­ gelposition 29 erreicht haben kann (wie für die Zeichnung angenommen) oder jedenfalls bald erreichen wird. Das nach dem Nagelvorgang durch Abheben vom Holz (Brett 12) nun rückwärtig freigegebene Nagelgerät 28 wird daraufhin deshalb längs der Nachführschiene 35 in Vorschubrichtung 36 der Laufkatze 33 nach vorne beschleunigt, um dort den nächsten Stift 30 anzusetzen - und dabei dann wieder vorübergehend hinter der weiteren Vorschub­ bewegung der Laufkatze 33 zurückzufallen.

Die parallel zur Vorschubbewegung der Laufkatze 33 erfolgende Aufholbewegung des Na­ gelgerätes 28 verläuft also diskontinuierlicher und mit höherer Geschwindigkeit - was aber wegen der kleineren Massen konstruktiv unkritisch und leichter als eine ausgesprochen dis­ kontinuierliche Bewegung der Laufkatze 33 beherrschbar ist. Die vorübergehende Rückver­ lagerung des Nagelgerätes 28 (relativ zur Laufkatze 33) erfolgt bevorzugt wie beschrieben unmittelbar zwangsweise infolge noch anstehenden Formschlusses für die Übergabe des Stiftes 30 ins Brett 12. Es kann grundsätzlich aber auch ein mechanisches oder elektrisches Getriebe für eine gesteuerte Zurückverlagerung in Abhängigkeit insbesondere vom Vorschub 36 der Laufkatze 33 vorgesehen sein.

Als Vortriebseinrichtung 38 für die Aufholbewegung des Nagelgerätes 28 kann ein (me­ chanischer oder hydraulischer) Kraftspeicher Einsatz finden, der während der Rück­ wärts-Verlagerung des Nagelgerätes 28 geladen (etwa als Feder gespannt) und mit Abgabe des Drahtstiftes 30 wieder freigegeben wird; oder die Vortriebseinrichtung 38 ist eigenstän­ dig realisiert und wird in Abhängigkeit von der Übergabe des Drahtstiftes 30 für maximale Nachführgeschwindigkeit längs der Schiene 35 nach vorne gestartet. Als besonders vorteil­ haft hat sich die Realisierung der Vortriebseinrichtung 38 durch einen Fluiddruck-Zylinder erwiesen, der mit Abheben des Nagelmagazines 37 vom Brett 12 beströmt wird, um das Nagelgerät 28 mittels einer Kolbenstange bis zu einem vorderen Anschlag vorzuschieben. Dann wird der Kolben wieder drucklos geschaltet und vom Nagelgerät 28 zurückgeschoben, indem dieses für den Nagelvorgang vorübergehend formschlüssig in die Oberfläche des Brettes 12 eingedrückt wird.

Aus Vereinfachungsgründen ist in der Zeichnung nicht berücksichtigt, daß an einer Laufkat­ ze 33 zweckmäßigerweise zwei auch gegeneinander verfahrbare Nagelgeräte 28 längsgeführt sind, vorzugsweise kollisionsfrei nebeneinander: Während das vordere Gerät 28 noch nagelt (also am Holz 12 fixiert ist), eilt das hintere Gerät 28 an der Laufkatze 33 nach vorne in die nächstfolgende Nagelposition 29. Dann wird diese vom hinteren Gerät 28 überrollt, um an der weiterbewegten Laufkatze 33 vorne die nächstfolgende Nagelposition 29 einzunehmen - während das an sich vordere Nagelgerät 28, das unterdessen hinten angelangt ist, dort nun vom Brett 12 freigegeben und wieder vor das andere an der Laufkatze 33 nach vorne ge­ schoben wird, ..., und so fort, einander abwechselnd übergreifend, was eine stark gesteigerte Arbeitsgeschwindigkeit ergibt. Je nach den Abmessungen bzw. Nagelbereichs-Breiten kön­ nen auch zwei oder mehr solcher Paare von Nagelgeräten 28 an einer Laufkatze 33 diskonti­ nuierlichen zum Mitschleppen geführt sein.

Ebenfalls in der Zeichnung nicht berücksichtigt ist, daß ein Nagelgerät 28 nicht unmittelbar längs einer linearen (oder gebogen verlaufenden) Schiene 35 an der Laufkatze 33 geführt sein muß; so erbringt eine Kreuzführung für das Nagelgerät 28 die Möglichkeit, jeweils kur­ ze Nagelreihen quer zur Vorschubrichtung der Laufkatze 33 zu setzen.

Claims (9)

1. Nagelgerät (28) mit Drahtstiften (30), die in zueinander distanziert aufeinanderfolgenden Nagelpositionen (29) einzutreiben sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich längs der Nagel­ positionen (29) eine Führungsschiene (32) für eine Lautkatze (33) erstreckt, die ihrerseits mit einer Nachführschiene (35) ausgestattet ist, längs welcher das Nagelgerät (28) während der Ausgabe eines Stiftes (30) in die gerade erreichte Nagelposition (29) relativ zum Vor­ schub der Laufkatze (33) zurückbleibt, um dann wieder relativ zur Laufkatze (33) in deren Vorschubrichtung (36) zur nächstfolgenden Nagelposition (29) beschleunigt zu werden.

2. Nagelgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufkatze (33) mit einem Positionier-Antrieb (34) ausgestattet ist.

3. Nagelgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es für das Nachfahren relativ zur Laufkatze (33) mit einer Vortriebseinrichtung (38) ausgestattet ist, die in Abhän­ gigkeit von der Vorschub-Bewegung der Laufkatze (33) wirkt.

4. Nagelgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einer Vortriebseinrichtung (38) ausgestattet ist, die infolge ihres Zurückbleibens relativ zur Vorschub-Bewegung der Lautkatze (33) mit potentieller Energie geladen und bei Abga­ be des Drahtstiftes (30) ausgelöst wird.

5. Nagelgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es für die Stift-Übergabe auf die Nagelposition 29 abgesenkt und mit derer Umgebung in form­ schlüssige Verbindung gebracht ist.

6. Nagelgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es während Verharrens an einer Nagelposition (29) in der weiterbewegten Laufkatze (33) einen drucklos geschalteten Kolben zurückfährt, der dann mit Fluid beaufschlagt wird, um das Nagelgerät (28) an der Laufkatze (33) wieder in die nächste Nagelposition (29) nach vorne zu verlagern.

7. Nagelgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es im gegenläufigen Wechsel mit einem weiteren an der Laufkatze (33) geführt ist.

8. Nagelgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es in einer Kreuzführung verlagerbar ist, von der ein Arm etwa längs der Vorschubrichtung der Laufkatze (33) und der andere Arm (34) etwa quer dazu verläuft.

9. Nagelgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß seine Nachführschiene (35) sich wenigstens über den Abstand zweier aufeinanderfolgender Nagelpositionen (29) erstreckt.