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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden von horizontal
hintereinander geförderten Holzwerkstücken an
ihren einander zugekehrten Stirnseiten mit einem vertikal verfahrbaren
Fräskopf mit
zwei auf Abstand angeordneten Fräswerkzeugen,
die aus einer Position unterhalb der Förderebene bei einer Hubfahrt
des Fräskopfs
in eine Position oberhalb der Förderebene
der Holzwerkstücke
an deren auf Abstand liegenden Stirnseiten korrespondierende Keilprofile
einfräsen,
und mit einem quer zur Förderrichtung
zwischen die einander zugekehrten Keilprofile einfahrbaren, registerartigen
Düsenaggregat
zum gleichzeitigen berührungslosen
Auftragen von parallelen Leimraupen auf die Köpfe der Keilprofile und mit
einer nach dem Leimauftrag wirksamen Einrichtung zum Fügen der
Keilprofile.
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Vorrichtungen
der vorgenannten Art, die auch als Keilzinkenanlagen bezeichnet
werden, dienen dazu, aus kurzen ausgekappten Holzabschnitten mit
rechteckigem Querschnitt längere
Konstruktionsbauteile herzustellen, wobei die Holzab schnitte über eine
geleimte Keilzinkenverbindung miteinander verbunden sind. Die Holzwerkstücke werden
in der Keilzinkenanlage in einem diskontinuierlichen Durchlaufverfahren
an den einander zugekehrten Stirnseiten auf Abstand positioniert
und mittels je eines jeder Stirnseite zugeordneten Fräswerkzeugs
mit dem Keilprofil versehen. Die Fräswerkzeuge sind an einem Fräskopf angeordnet,
der aus einer Position unterhalb der Förderebene der Holzwerkstücke in eine Position
oberhalb derselben vertikal verfahrbar ist, wobei während dieser
Hubfahrt die Keilprofile gefräst werden.
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Nach
dem Fräsen
müssen
die Keilprofile beleimt werden, um nach dem Fügen der Holzwerkstücke eine
stabile Verbindung zu erhalten, deren Festigkeitswerte denjenigen
des Querschnitts des reinen Holzwerkstücks entsprechen müssen.
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Bei
den aus der Praxis bekannten Keilzinkenanlagen sind zwei Arten der
Beleimung der Keilzinken bekannt. Im ersten Fall werden sogenannte Leimkämme verwendet,
die ein dem Keilprofil entsprechendes Profil aufweisen und an ihren
Flanken Düsenöffnungen
besitzen, durch die über
eine alle Kammzähne
verbindende Leiste zugeführter
Leim austritt. Beim Durchziehen des Leimkamms durch das Keilprofil
wird auf die Keilflanken eine Leimspur aufgebracht. Anschließend werden
die Keilprofile gefügt
und der Leim ausgehärtet.
Um mit kurzen Taktzeiten sowohl bei der Herstellung der Verbindung
der Holzwerkstücke,
als auch bei dem sich in der Regel anschließenden Hobelvorgang arbeiten
zu können, müssen schnell
härtende
Einkomponenten-Leime, z.B. PU-Kleber eingesetzt werden, die an der
Luft aushärten.
Dies führt
beim Einsatz von Leimkämmen zu
erheblichen Problemen. Beim Verstopfen nur einer der beim Beleimungsvorgang
mitwirkenden Düsen
muss der Leimkamm ausgebaut und zeitaufwändig gereinigt werden. Da der
Leim an den Berührungsflächen zwi schen
den Flanken der Kammzähne und
den Flanken der Keilprofile verschmiert, müssen die Leimkämme in regelmäßigen Zeitabständen gereinigt
werden. Schließlich
unterliegen die Leimkämme
auch einem erhöhten
Verschleiß.
Eine optische Qualitätskontrolle
der Beleimung während
der Produktion ist praktisch nicht möglich.
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Bei
den aus der Praxis bekannten Vorrichtungen ist je ein Leimkamm für jedes
der einander zugekehrten Keilprofile an dem unteren Ende des Fräskopfs fest
montiert. Die Leimkämme
müssen
also bei jedem Wartungs- bzw. Reinigungsbedarf ausgebaut und wieder
eingebaut werden.
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Bei
der zweiten bekannten Bauweise wird ein Düsenaggregat mit registerartig
angeordneten und getrennt steuerbaren Düsen verwendet. Das Düsenaggregat
fährt nach
dem Fräsen
der Keilzinken quer zur Förderrichtung
der Holzwerkstücke
im Spalt zwischen den Keilprofilen, wobei die Düsen aufgrund ihrer Fahrbewegung
auf den Köpfen
der Keilzinken übereinander
und parallel liegende Leimraupen ablegen. Die Düsen sind an gegenüberliegenden
Seiten des Düsenaggregates
in der Höhe
versetzt angeordnet, so dass über
die Höhe
der Holzwerkstücke
die Leimraupen an den gegenüberliegenden
Keilprofilen gleichfalls versetzt verlaufen. Beim anschließenden Fügen wird
der Leim auf die Flanken und in den Grund der Keilprofile verdrängt und
dadurch eine vollflächige
Verleimung der Keilprofile gewährleistet. Dieses
berührungslose
Aufbringen des Leims erfolgt verschleißfrei.
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Bei
einer aus der Praxis bekannten Vorrichtung befindet sich das Düsenaggregat
außerhalb
der Keilzinkenanlage bzw. außerhalb
des Förderstrangs der
Holzwerkstücke.
Es sitzt auf einem außerhalb
der Keilzinkenanlage angeordneten Ständer und wird über einen
Schlitten mit elektrischem Servoantrieb quer in die Maschine zwischen
die Keilzinken einge fahren. Das Düsenaggregat muss erst wieder
in seine Ausgangsposition zurückgefahren
werden, bevor der Fügevorgang
einsetzen kann, wodurch die Taktzeit erhöht wird. Da sich die Führung und
die Antriebsmechanik unterhalb des Düsenaggregats befinden, können sie
von abtropfendem Leim verschmutzt werden, so dass auch hier entsprechende
Aufmerksamkeit des Bedienpersonals geboten ist und häufigere
Reinigungsarbeiten erforderlich sind. Vorteilhaft ist bei dieser
indirekten Beleimung, dass die auf den Köpfen der Keilprofile aufgebrachten
Leimraupen von außen
sichtbar sind, so dass das Bedienungspersonal optisch feststellen
kann, ob die Leimraupen linienförmig
und parallel zueinander verlaufen, was Voraussetzung für eine einwandfreie
Verleimung ist.
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Ausgehend
von der Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 mit einem berührungslosen
Auftrag des Leims liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen
einfacheren Aufbau verknüpft mit
einer Leistungssteigerung und einer größeren Wartungsfreundlichkeit
vorzuschlagen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass am unteren Ende des Fräskopfs eine
Führung
angeordnet ist, in die das Düsenaggregat
eingesetzt und mittels wenigstens eines Linearantriebs, vorzugsweise
eines Druckmittelzylinders, quer zur Förderrichtung der Holzwerkstücke verfahrbar
ist.
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Im
Gegensatz zum Stand der Technik ist das Düsenaggregat unmittelbar an
dem vertikal verfahrbaren Fräskopf
angebracht und kann bei der Hubfahrt des Fräskopfs unmittelbar auf Arbeitsniveau
gebracht werden. Mittels des zwischen Fräskopf und Düsenaggregat wirksamen Linearantriebs
wird das Düsenaggregat
in der Führung
verfahren und erfolgt dabei der Leimauftrag auf die Keilzinken.
Nach Abschluss des Leimauftrags wird der Fräskopf zusammen mit dem Düsenaggregat
weiter angehoben und werden die Keilprofile anschließend gefügt. Gegenüber der
bekannten Vorrichtung lässt
sich die Taktzeit verkürzen,
da ein Rückhub
des Düsenaggregates über die
Werkstückbreite
entfällt.
Damit ist eine entsprechende Leistungssteigerung der Keilzinkenanlage
möglich.
Zudem ergibt sich durch den konstruktiven Aufbau eine erhebliche
Kostenersparnis gegenüber
dem Stand der Technik, der mit einem elektrischen Servomotor, Schlitten,
Spindeln und Führungen
arbeitet. Schließlich
ist von Vorteil, dass die Führung
mit dem Linearantrieb oberhalb des Düsenaggregates angeordnet sind,
so dass sie durch abtropfenden oder nachtropfenden Leim nicht verschmutzt werden
können.
Reinigungsarbeiten sind praktisch nicht mehr notwendig.
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In
bevorzugter Ausführung
ist der Druckmittelzylinder ein Pneumatikzylinder, der das Düsenaggregat
mit einer kontrollierten, konstanten Geschwindigkeit entlang der
Keilprofile bewegt, so dass parallele an gegenüberliegenden Keilprofilen versetzt
zueinander angeordnete Leimraupen entstehen.
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Der
Pneumatikzylinder weist vorzugsweise einen Maximalhub auf, der der
größten Breite
der auf der Keilzinkenanlage verarbeitbaren Holzwerkstücke entspricht.
Damit lässt
sich der Leimauftrag durch entsprechende Steuerung der Düsen des
Düsenaggregats
auf die zu beleimende Ist-Breite der gerade verarbeiteten Holzwerkstücke begrenzen.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform ist
der Fräskopf
bei seiner Hubfahrt aus seiner Position unterhalb der Förderebene
der Holzwerkstücke und
nach dem Fräsen
der Keilprofile mittels eines Steuergliedes in einer vertikalen
Position stillsetzbar, in der sich das Düsenaggregat in der Ausgangsposition
für den
Leimauftrag befindet. Diese Ausgangsposition ist für sämtliche
Arbeitsbreiten dieselbe.
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Die
Ausgangsposition befindet sich nahe der einen Außenkante der Holzwerkstücke.
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Zweckmäßigerweise
ist dem Düsenaggregat ein
Antriebsglied zugeordnet, mit dem es aus einer Parkposition im nach
oben offenen Grundrahmen der Vorrichtung bei der Hubfahrt des Fräskopfs in
die Ausgangsposition für
den Leimauftrag verfahrbar ist.
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Der
nach oben offene Grundrahmen nimmt die auf die zugeführten Holzwerkstücke und
den fertigen Holzstrang wirksamen Presskräfte auf. In dem nach oben offenen
Grundrahmen kann im Bereich unterhalb des Fügequerschnittes der Holzwerkstücke eine
Edelstahlwanne eingesetzt sein, die abtropfenden Leim aufnimmt.
In dieser Edelstahlwanne nimmt auch das Düsenaggregat seine Parkposition ein,
um auch hiervon abtropfenden Leim in der Wanne aufzunehmen. Da die
Achse des Düsenaggregates
in der Ausgangsposition für
den Leimauftrag gegenüber
der Achse des Düsenaggregates
in der Parkposition seitlich versetzt ist, dient das weitere Antriebsglied
ausschließlich
zur Positionierung des Düsenaggregates.
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Dieses
Antriebsglied zum Verfahren des Düsenaggregates aus der Parkposition
in die Ausgangsposition für
den Leimauftrag ist vorzugsweise als Pneumatikzylinder ausgebildet,
der an der Führung
des Düsenaggregates
angeordnet ist. Er weist gegenüber
dem den Leimauftrag besorgenden Pneumatikzylinder einen wesentlich
kürzen
Hub auf.
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Nachstehend
ist die Erfindung anhand einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform
der Vorrichtung beschrieben.
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In
der Zeichnung zeigen:
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1 eine Ansicht einer Keilzinkenanlage;
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2 einen Vertikalschnitt
durch die Keilzinkenanlage gemäß 1 im Bereich des Fräskopfs;
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3 verschiedene Betriebspositionen
des Düsenaggregates,
nämlich
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3a die Parkposition;
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3b die Ausgangsposition
für den
Leimauftrag und
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3c die Endposition nach
dem Leimauftrag.
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Die
Vorrichtung weist einen als Schweißkonstruktion ausgebildeten
Grundrahmen 1 auf, der aus einem nach oben offenen C-Profil
und einer oberen Werkstückplatte 2 für die auf
der Werkstückplatte
geförderten
Werkstücke 3 (siehe 2) besteht. Die Werkstückplatte 2 und
die Seitenwände
des Grundrahmens sind im mittleren Bereich unter Bildung eines Raums 4 unterbrochen.
Mit dem Grundrahmen 1 ist ein Ständer 5 verbunden,
an dem der Fräskopf 6 mit
zwei achsparallelen und seitlich zueinander versetzten Fräswerkzeugen 7, 8 geführt ist.
Der Fräskopf 6 ist
mittels eines Getriebemotors, dessen Abtriebsrad 37 eine
Zahnstange 38 antreibt, vertikal verfahrbar. Die Frässpindeln
der Fräswerkzeuge
sind über
Riemenscheiben 39, 40 antreibbar (2) Am oberen Ende des Fräskopfs 6 sind
zu beiden Seiten Anschläge 9, 10 angeordnet.
An der Unterseite des Fräskopfs 6 ist
in senkrecht zur Zeichenebene der 1 verlaufenden
Führungen
ein Düsenaggregat 11 eingesetzt,
dessen Düsenreihen 12, 13 nach
gegenüberliegenden
Seiten weisen und deren Düsen
in der Höhe
versetzt zueinander angeordnet sind.
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Vor
Arbeitsbeginn und vor jedem Fräsvorgang
befindet sich der Fräskopf 6 mit
dem Düsenaggregat 13 in
dem nach oben und zur Seite hin offenen Raum 4 des Grundrahmens 1.
In dieser Position befinden sich die Anschläge 9 und 10 am
oberen Ende des Fräskopfs 6 unmittelbar
oberhalb des Werkstücktischs 2.
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Am
Einlaufende der Keilzinkenanlage sind zwei Paare von Vorschubwalzen 14, 15 und 16, 17 angeordnet,
von denen die oberen angetriebenen Vorschubwalzen 14, 16 gegen
die unteren stützenden
Vorschubwalzen 15, 17 mittels Pneumatikzylindern 18, 19 zugestellt
werden können.
Nahe dem Auslaufende ist ein Auslaufwalzenpaar 20, 21 angeordnet,
von denen die obere Walze 20 gegen die untere Walze 21 mittels
eines Pneumatikzylinders 22 zustellbar ist. Beide Walzen 20, 21 sind
von einem Reservierbetrieb angetrieben.
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In
Förderrichtung
hinter den Auslaufwalzen 20, 21 ist ein Längenmessrad 23 angeordnet,
das mittels eines Pneumatikzylinders 24 auf die Werkstückhöhe einstellbar
ist. Schließlich
befindet sich am Auslaufende eine Säge 25, die mittels
eines Hubzylinders 27 um eine Achse 26 aus einer
Position unterhalb des Werkstücktischs 2 nach
oben schwenkbar ist.
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Beiderseits
des Ständers 5 mit
dem Fräskopf 6 sind
Spannplatten 28, 29 mittels hydraulischen Spannzylindern 30, 31 gegen
die auf dem Werkstücktisch 2 geförderten
Holzwerkstücke
bzw. den gefügten
Holzstrang zustellbar. Im Bereich des in Förderrichtung vorderen Endes
der Spannplatte 28 und des hinteren Endes der Spannplatte 29 ist
jeweils noch ein Splitterschutz angeordnet, der in der Zeichnung
jedoch nicht dargestellt ist. Ferner sind in Höhe des Werkstücktischs 2 senkrecht
zur Zeichenebene wirksame Pneumatikzylinder 32 angeordnet, die
die Holzwerkstücke 3 und
den Holzstrang gegen feste Anschläge 33 (siehe 2) ausrichten.
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Das
Düsenaggregat 11 mit
den in Reihe und an gegenüberliegenden
Seiten versetzt zueinander angeordneten Düsen 12, 13 (1), von denen jede einzeln
ansteuerbar ist, ist gemäß 3 über einen pneumatischen Positionierzylinder 34 und
einen pneumatischen Leimauftragszylinder 35 mit größerem Hub
an einer Führung 36 am
unteren Ende des Fräskopfs 6 horizontal
verfahrbar (siehe 3a). Entgegen
der zeichnerischen Darstellung liegen die Pneumatikzylinder 35 und 36 in
einer zur Zeichenebene senkrechten Ebene nebeneinander.
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Nachfolgend
ist die Betriebsweise der Vorrichtung beschrieben:
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Die
ausgekappten Holzwerkstücke
von gegebenenfalls unterschiedlicher Länge mit einem beliebigen rechteckigen
Querschnitt innerhalb des Hüllvolumens
des in 2 dargestellten
Werkstücks 3 werden
in 1 von links über eine
Rollenbahn der Keilzinkenanlage zugeführt und von den auf Werkstückhöhe eingestellten
Vorschubwalzen 14, 16 im Verein mit den unteren
Walzen 15, 17 auf dem Werkstücktisch 2 bis an den
Anschlag 9 am oberen Ende des in seiner unterhalb der Förderebene
positionierten Fräskopfs 6 transportiert.
Die vorlaufende Stirnseite des Holzwerkstücks liegt also dem Anschlag 9 an.
Das zuvor gefügte
strangartige Werkstück
wird bei gelüfteter
Spannplatte 29 mit seiner nachlaufenden, unbearbeiteten
Stirnseite mittels der Auslaufwalzen 20, 21 gegen
den Anschlag 10 des Fräskopfs 6 zurückgeschoben.
Mittels der Pneumatikzylinder 32 werden sowohl der bereits
gefügte
Teil des Werkstückstrangs
auf der rechten Seite der Keilzinkenanlage und das auf der vorlaufenden
Stirnseite gleichfalls unbearbeitete neu zugeführte Holzwerkstück gegen
den Anschlag 33 (2)
ausgerichtet.
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Gleichzeitig
werden die Werkstücke
mittels der Spannzylinder 30, 31 mit den Spannplatten 28, 29 gegen
den Werksstücktisch 2 verspannt.
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Nach
dem Spannen beginnt der Fräskopf 6 seine
Hubfahrt, bei der die Fräswerkzeuge 7, 8 an den
einander zugekehrten Stirnseiten des zugeführten Holzwerkstücks und
des bereits gefügten
Holzstrangs ein Keilprofil ausfräsen.
Wenn die Fräswerkzeuge 7, 8 außer Eingriff
kommen und sich das Düsenaggregat 11 in
Höhe der
einander zugekehrten Keilprofile befindet, wird die Hubfahrt des
Fräskopfs 6 gestoppt.
Während
der Hubfahrt ist das anfangs in der Parkposition (2 und 3a)
befindliche Düsenaggregat
mittels des Pneumatikzylinders 34 in der Führung 36 in
die Ausgangsposition gemäß 3b für den Leimauftrag verfahren
worden. Anschließend
wird das Düsenaggregat 11 mittels
des Pneumatikzylinders 35 aus der Ausgangsposition 3b über die
Breite des Holzwerkstücks 3 verfahren.
Es werden nur diejenigen Düsen 12 bzw. 13 des
Düsenaggregates 11 angesteuert,
die innerhalb der Höhe des
Holzwerkstücks
liegen. Die Düsen
bringen die gewünschte
Anzahl von parallelen Leimraupen auf die Köpfe der einander zugekehrten
Keilzinken auf.
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Nach
dem Beleimen wird der bereits gefügte Holzstrang auf der rechten
Seite der Anlage gemäß 1 mittels der Auslaufwalzen 20, 21 bei
wenig gelüfteter
Spannplatte 29 und wenig gelüfteten Pneumatikzylindern 32 mittels
der Auslaufwalzen 20, 21 gegen das mit der Spannplatte 28 und
den Pneumatikzylindern 32 gegen die Anschläge 33 noch
eingespannte Holzwerkstück
geschoben, um die Keilzinkenprofile miteinander zu verpressen. Nach
Anheben der Spannplatte 28 und Lüften der Pneumatikzylinder 32 auf
der linken Seite der Keilzinkenanlage wird mittels der Auslaufwalzen 20, 21 der
gefügte
Holzstrang nach rechts gefördert
bis seine nachlaufende unbearbeitete Stirnseite noch rechts vom
An schlag 10 des Fräskopfs 6 endet.
Gleichzeitig führt
der Fräskopf nach
unten und wird von links ein neues Holzwerkstück zugeführt, bis es am Anschlag 9 anliegt.
Anschließend
beginnt ein neuer Fräs-,
Beleim- und Fügevorgang,
wie er zuvor beschrieben worden ist.
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Die
Länge des
gefügten
Holzstrangs wird mittels des Messrades 23 erfasst. Hat
die Länge
das Soll-Maß erreicht,
wird die Säge 25 mittels
des Pneumatikzylinders 27 nach oben eingeschwenkt und der Holzstrang
auf Länge
geschnitten.
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- 1
- C-förmiger Grundrahmen
- 2
- Werkstücktisch
- 3
- Werkstück
- 4
- Freiraum
im Grundrahmen 1
- 5
- Ständer für Fräskopf
- 6
- Fräskopf
- 7
- Fräswerkzeug
- 8
- Fräswerkzeug
- 9
- Anschlag
- 10
- Anschlag
- 11
- Düsenaggregat
- 12
- Düsenregister
- 13
- Düsenregister
- 14,15
- Vorschubwalzen
- 16,17
- Vorschubwalzen
- 18
- Pneumatikzylinder
- 19
- Pneumatikzylinder
- 20,21
- Auslaufwalzen
- 22
- Pneumatikzylinder
- 23
- Messrad
- 24
- Pneumatikzylinder
- 25
- Säge
- 26
- Achse
- 27
- Pneumatikzylinder
- 28
- Spannplatte
- 29
- Spannplatte
- 30
- Spannzylinder
- 31
- Spannzylinder
- 32
- Ausrichtzylinder
(pneumatisch)
- 33
- Ausrichtanschlag
- 34
- Positionierzylinder
(pneumatisch)
- 35
- Beleimungszylinder
(pneumatisch)
- 36
- Führung
- 37
- Antriebsritzel
- 38
- Zahnstange
- 39
- Riemenscheibe
(Antrieb)
- 40
- Riemenscheibe
(Abtrieb)