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Astlochflickmascine
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Die Erfindung betrifft eine Astlochflickmaschine mit einem Maschinentisch
zur Auflage von Werkstücken und einem Maschinengestell, mit einer Bohrspindel zum
Ausbohren des Astes in einem Brett oder Kantholz, mit einer Hohlspindel mit einem
Werkzeug zum Ausschneiden eines Zapfens aus einer Leiste, wobei in der Hohlspindel
ein Druckbolzen zum Einpressen des Zapfens in die Bohrung des Brettes oder Kantholzes
angeordnet ist, und
mit einer Leimeinspritzvorrichtung, die zusammen
mit den Spindeln an einem gemeinsamen an dem Maschinengestell angebrachten Träger
vorgesehen sind, mit einem ebenfalls von dem Maschinengestell getragenen Antriebsmotor
mit einer axial verschiebbaren Antriebshohlwelle, die über eine Reibungskupplung
wahlweise mit einer der Spindeln in Antriebsverbindung bringbar ist, mit einem in
der Antriebshohlwelle axial durch einen Arbeitskolben verschiebbaren, nicht drehend
vorgesehenen Druckstab, und mit einem an dem Maschinengestell angebrachten, dem
Maschinentisch gegenüberstehenden Spannfuß Eine derartige Astlochflickmaschine ist
bekannt (DE-PS 1528 343). Bei dieser bekannten Maschine ist der Träger mit den Spindeln
und der Leimeinspritzvorrichtung an dem Maschinengestell horizontal verschiebbar
angebracht, um die einzelnen Spindeln, die in dem Träger gegen Federkraft in ihrer
Längsrichtung bewegbar sind, in die jeweilige Arbeitsposition zu bringen, in der
sie mit der Hohlwelle fluchten. Der Antriebsmotor ist fest an dem Maschinengestell
befestigt. Die Antriebshohlwelle und der darin befindliche Druckstab sind dagegen
axial bewegbar. An dem Maschinengestell ist ferner ein Spannfuß vorgesehen, gegen
den die Werkstücke gepreßt und festgespannt werden, wozu der Maschinentisch relativ
zum Maschinengestell vertikal verstellbar ist. Diese bekannte Maschine hat sich
zwar in der Praxis sehr bewährt, sie hat jedoch dann Nachteile, wenn sie im Rahmen
einer Fertigung eingesetzt werden soll, bei der die Werkstücke einzeln durch Förderbänder
oder dgl. gefördert werden. Wird nämlich ein nur eine geringe Höhe aufweisendes
Brett bearbeitet, dann wird der Tisch relativ
hoch herausgefahren,
weil die Bohrungstiefe des ausgebohrten Astes ebenso wie die Höhe des einzupressenden
Zapfens unabhängig von der Brettdicke ist. Wird d.agegen ein Kantholz bearbeitet,
das ein Vielfaches der Brettdicke als Höhe aufweist, dann erreicht der Tisch die
Spannstellung, in der er das Werkstück von unten gegen den Spannfuß preßt, in einer
sehr viel niedrigeren Position. Dies hat nun zur Folge, daß die Tischhöhe relativ
zur Förderebene unterschiedlich ist. Dies führt zu Schwierigkeiten, insbesondere
wenn relativ lange Werkstücke zu bearbeiten sind. Man ist daher bei Verwendung der
bekannten Maschine gezwungen, diese gegenüber der Förderbahn seitlich zu versetzen,
um den Höhenausgleich durch den Benutzer unabhängig von der Fördervorrichtung vornehmen
lassen zu können. Dies stört jedoch den Arbeitsfluß und bedingt, daß bei der Bearbeitung
längerer Werkstücke eine zusätzliche Person erforderlich ist, die das Ende des weit
überhängenden Werkstückes anhebt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die bekannte Astlochflickmaschine
unter Beibehaltung ihrer grundsätzlichen, bewährten Wirkungsweise so zu verbessern,
dp? sie auch im Zuge von selbsttätigen Förderbändern problemlos einsetzbar ist.
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Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Astlochflickmaschine der eingangs
genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß der Maschinentisch gegenüber dem Maschinenzestell
betrieblich feststehend angeordnet ist, und daß der Träger mit den Spindeln und
der Leimeinspritzvorrichtung zusammen mit dem Antriebsmotor, dem Arbeitskolben und
dem Druckstab sowie dem Spannfuß eine Einheit bildet, die
als Ganzes
in einer Bohrung mit vertikaler Komponente relativ zu dem Maschinentisch verstellbar
ist.
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Durch die Zusammenfassung sowohl des seither und auch weiterhin horizontal
verschiebbaren Trägers mit Spindeln mit den seither feststehenden Teilen der Antriebs-
und Einpreßvorrichtung gelingt es, die Maschine so auszubilden, daß der Maschinentisch
betrieblich feststehend mit dem Maschinengestell verbunden werden kann. Dadurch
ist eine konstante Höhe der Maschinentischebene erreicht, wodurch die Maschine problemlos
in den Verlauf von Fördervorrichtungen eingeschaltet werden kann. Der gesamte Höhenausgleich
wird durch Verstellung der Einheit vorgenommen. Ebenso erfolgt die Spannung durch
Verstellen des Spannfußes zusammen mit der Einheit. Die Zusammenfassung der Antriebs
und Sinpreßvorrichtung mit dem Trager, der eine völlig andere Vertikal- und Horizontalbewegung
durchzuführen hat, begegnete ursprünglich erheblichen Bedenken hinsichtlich einer
konstruktiv brauchbaren Möglichkeit der Verwirklichung. Es hat sich jedoch gezeigt,
daß eine betrieblich zuverlässige Lösung durch die vorgesehene Zusammenfassung zu
einer Einheit erreichbar ist. Dadurch ist es möglich geworden, die Vorteile der
bekannten Maschine weiterhin auszunutzen und sie auch bei automatisierten Fertigungsabläufen
zur Geltung zu bringen, ohne daß zusätzliches Personal erforderlich ist. Vielmehr
können auch lange Werkstücke problemlos bearbeitet werden, da ihre über dem Maschinentisch
vorstehenden Enden an der Transportvorrichtung abgestützt sind. Dabei lassen sich
bei der erfindungsgemäßen Maschine auch sehr große Höhendifferenzen der Werkstücke
ausgleichen uni es können Bretter liegend ebenso bearzu einer Einheit
beitet
werden wie Kanthölzer liegend und hochkant oder Dielen, Zierschalbretter ebenso
wie Fensterrahmen, Flügelrahmen oder Türrahmen. Dabei treten die unterschiedlichen
Werkstückhöhen häufig unmittelbar nacheinander auf, wenn beispielsweise ein Kantholz
nacheinander an allen seinen vier Oberflächen ausgeflickt wird, wobei es abwechselnd
flachkant oder hochkant auf dem Maschinentisch aufliegt.
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Die Höhenverstellung der Einheit kann auf unterschiedliche Weise vorgenommen
werden, beispielsweise mittels eines Elektromotors und eines Zahnstangentriebes
oder auch mittels eines Hydraulikarbeitskolbens. Bevorzugt ist jedoch die Einheit
durch einen pneumatischen Arbeitskolben höhenverstellbar. Die Verwendung eines Pneumatikantriebes
hat den Vorteil einer sanfteren Arbeitsweise, wobei dennoch eine ausreichende Vorschubkraft
und eine zuverlässige Spannung des Werkstückes erzielt wird.
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Der maximale Hub der Einheit ist durch die Differenz zwischen kleinster
und größter Werkstückhöhe zuzüglich eines kleinen Arbeitshubes gegeben. Sie beträgt
beispielsweise 18 cm, um alle Bearbeitungsmöglichkeiten bieten und aus schöpfen
zu können. Bewegt sich die Einheit allerdings jedesmal um den vollen Hub, dann ergibt
dies bei der Spannung dünner Werkstücke einen relativ großen Spannweg für die Einheit
und führt dadurch zu geringen Taktgeschwindigkeiten und geringer Maschinenleistung.
Auch ist es vielfach im Betrieb so, daß für die überwiegende Mehrzahl der Bearbeitungsvorgänge
und während längerer Zeiträume hindurch nur ein begrenzter Hubbereich erforderlich
ist, weil beispielsweise tagelang nur Kanthölzer bearbeitet werden. Um eine
optimale
Taktzeit und eine möglichst große Arbeitsleistung der Maschine zu erzielen ist daher
mindestens ein Anschlag vorgesehen, der den Hub der Einheit begrenzt.
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Dieser Anschlag könnte als mechanischer Anschlag, beispielsweise in
Gestalt einer Spindel ausgebildet sein.
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Bevorzugt ist jedoch die Einheit mit einem hydraulischen Anschlag
als Hubbegrenzung versehen. Dabei kann die Anordnung so getroffen sein, daß die
Einheit gegen diesen Anschlag anläuft. Bevorzugt ist jedoch gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung eine Anordnung, bei der sich der hydraulische Anschlag unmittelbar
in der Bewegungsbahn des Pneumatikzylinders bzw. dessen Kolbens. befindet, der die
Höhenverstellung der Einheit bewirkt. Dies hat den Vorteil, daß keinerlei Verspannungen
oder Kippmomente auftreten können, weil die Führung von Rückwirkungen des Anschlages
freigehalten ist, da der Anschlag bereits innerhalb des Antriebssystemes wirksam
wird.
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Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit den Ansprüchen.
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In der Zeichnung ist das Schema einer Astlochflickmaschine mit höhenverstellbarer
Einheit vereinfacht wiedergegeben unter Weglassung aller für das Verständnis der
Erfindung nicht erforderlichen Einzelheiten, die im übrigen in der DE-PS 15 28 343
dargestellt und erläutert sind.
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Die dargestellte Astlochflickmaschine umfaßt ein C-förmiges Maschinengestell
1, das einen Maschinentisch 2 trägt, der betrieblich starr mit dem Maschinengestell
1 verbunden
ist. Es versteht sich, daß der Maschinentisch 2 zur
Anpassung an jeweilig örtliche Gegebenheiten dennoch höbenverstellbar ist, beispielsweise
mittels einer Spindel, daß aber die eingestellte Höhe während des Betriebes konstant
ist. Diese Höhenverstellung dient lediglich der Anpassung an unterschiedliche Aufstellungsorte
der Maschine. In dem oberen Bereich des hohlen Maschinengestelles 1 sind hydraulische
und pneumatische Antriebsorgane untergebracht und es ist an dem oberen Steg des
C eine vertikale Führung 3 vorgesehen, an der eine Einheit 4 senkrecht zur Ebene
des Maschinentisches 2 verstellbar ist. Die Einheit 4 umfaßt ein Gehäuse 5, an dem
ein nach unten ragender Stab 6 angebracht ist, an dessen unterem, freien Ende ein
zur Ebene des Maschinentisches 2 paralleler Spannfuß 7 befestigt ist. An dem Gehäuse
5 ist ferner ein Träger 8 angebracht, der etwa parallel zur Ebene des Maschinentisches
2 verstellbar ist. In dem Träger 8 ist eine Bohrspindel 9 drehbar gelagert und entgegen
der Wirkung einer Feder 10 axial verschiebbar. Die Bohrspindel 9 ist über eine Reibungskupplung
11 antreibbar. Im Träger 8 ist ferner eine Hohlspindel 12 drehbar und entgegen der
Kraft einer Schraubendruckfeder 13 axial verschiebbar, die ebenfalls an ihrem oberen
Ende mit einer Reibungskupplung 14 versehen ist. Innerhalb der Hohlspindel 12 ist
ein nicht dargestellter axial verschiebbarer Druckbolzen vorgesehen, der zum Eindrücken
eines ausgeschnittenen Zapfens dient. An dem Träger 8 ist ferner ein Halter 15 befestigt,
der gleichzeitig als Führung für eine Leiste 32 dient, aus der mittels der Hohlspindel
12 und dem an ihr befestigten Werkzeug ein Zapfen ausgebohrt wird. Der Halter 15
trägt an seinem unteren Ende einen Einpreßring 16, durch den
hindurch
der Zapfen in die Bohrung des Werkstückes eingepreßt wird.
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An dem Gehäuse 5 der Einheit 4 ist ferner ein Hohlwellenmotor 17 befestigt,
an dem ein Pneumatikarbeitszylinder 18 angeflanscht ist.
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Die an der Führung 3 geführte Einheit 4 ist über ein Gestänge 19 mit
einem Pneumatikarbeitskolben 20 starr verbunden, der in einem Zylinder 21 geführt
ist. Der Zylinder 21 wiederum ist mit einem Hydraulikzylinder 22 verbunden, der
innerhalb des hohlen Maschinengestelles 1 axial verschiebbar dadurch gehalten ist,
daß ein in dem Hydraulikzylinder 22 geführter Kolben 23 mit seiner Kolbenstange
24 starr an dem Maschinengestell 1 befestigt ist. An den beiden Enden des Hydraulikzylinders
22 münden Leitungen 25 und 26, in deren Verlauf je ein elektromagnetisch oder pneumatisch
betätigtes Sperrventil 27 bzw. 28 eingeschaltet ist. Die Leitungen 25 und 26 führen
an Druckmittelwandler 29 bzw. 30, bei denen es sich um Zylinder handelt, in denen
ein Kolben verschiebbar geführt ist, der einerseits mit Preßluft beaufschlagbar
ist und der andererseits den Preßluftdruck auf auf der an deren Seite befindliche
Hydraulikflüssigkeit überträgt und sie in die Leitung 25 bzw. 26 preßt.
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Der maximale Hub der Einheit 4 ist durch den möglichen Hub des Pneumatikarbeitskolbens
20 im Zylinder 21 gegeben. Die Bewegung nach unten wird dann begrenzt, wenn der
Spannfuß 7 auf einem Werkstück 31 zur Anlage kommt, das auf dem Maschinentisch 2
liegt. Dabei hat im allgemeinen der Kolben 20 noch nicht das untere Ende des
Zylinders
21 erreicht. Der Hub der Einheit 4 nach oben ist dadurch begrenzt, daß der Kolben
20 am Ende des Zylinders 21 zur Anlage kommt. Dieser Anlagepunkt ist jedoch verstellbar,
weil der Zylinder 21 zusammen mit dem Zylinder 22 höhenverstellbar ist. Um den Zylinder
22 zu verstellen werden die Ventile 27 und 28 geöffnet und es wird zur Verstellung
des Zylinders 22 nach oben der Kolbendruckmittelwandler 29 und zur Verstellung des
Zylinders 22 nach unten der Kolben im Druckmittelwandler 30 mit Preßluft beaufschlagt,
worauf entsprechend Hydraulil=fliissigkeit von einem der Druckmittelwandler in den
Hydraulikzylinder 22 und von der anderen Seite dieses Zylinders zum anderen Druckmittelwandler
fließt. Ist die gewünschte Lage erreicht dann wird sie durch Schließen der Sperrventile
27 und 28 blockiert. Auf diese Weise kann der Hub der Einheit 4 nach oben so eingestellt
werden, daß der Spannfuß 7 geringfügig über der oberen Oberfläche des beispielsweise
hochkant stehenden Werkstückes steht. Bei flachkant liegendem Werkstück ist der
Hub dann lediglich um die Höhendifferenz zwischen hochkant und flachkant größer
als das Hubmindestmaß; es muß also nicht stets der Gesamthub, den die Maschine ermöglicht
und der durch den Zylinder 21 gegeben ist, durchfahren werden Nach der Einstellung
der Maschine läuft der Arbeitstakt wie folgt ab: Es wird ein Werkstiick 31 auf den
Maschinentisch 2 gelegt und die Maschine gestartet, worauf der Zylinder 21 einseitig
entlüftet und/oder auf der anderen Seite des Kolbens 20 mit Preßluft gespeist wird.
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Dadurch wird die Einheit 4 abgesenkt, bis der Spannfuß 7 auf dem Werkstück
31 zur Anlage kommt und dieses zlestpJcßt. Die Spannkraft eflr'bt sich dabei unmittelbar
aus
der Druckdifferenz zu beiden Seiten des Kolbens 20, der Kolbenfläche und des wirkenden
Gewichts der Einheit 4 und kann beliebig eingestellt werden. Danach erfolgt der
iibliche Arbeitsablauf, nämlich Absenken der nicht dargestellten Hohlwelle, bis
über die Kupplung 11 die Bohrspindel 9 mitgenommen und aus dem Werkstiick 31 der
Ast ausgebohrt wird. Anschließend wird die Hohlwelle wieder hochgefahren und dann
der Träger 8 verschoben, bis sich die Hohlspindel 12 unter der Hohlwelle befindet.
Während dieses Vorganges wird durch die nicht dargestellte Leimeinspritzvorrichtung
etwas Leim in das zuvor im Werkstück 31 ausgebohrte Loch gespritzt. Anschließend
wird die Hohlwelle wieder nach unten gefahren, bis sie über die Reibungskupplung
14 die Hohlspindel 42 antreibt, die einen Zapfen aus einer Leiste 32 ausschneidet,
die senkrecht zur Zeichenebene steht. Anschließend fährt ein Druckbolzen durch die
Hohlwelle und die Hohlspindel 12 nach unten, drückt den ausgeschnittenen Zapfen
aus der Leiste 32 heraus und den zuvor ausgeschnittenen Zapfen durch den Einpreßring
16 hindurch in die Bohrung im Werkstück 31, wo der Zapfen bündig mit der Oberfläche
abschließt. Danach fahren Hohlwelle lmd Druckstab wieder nach oben, der Träger 8
läuft in seine dargestellte Ausgangsstellung zurück und die Einheit 4 wird durch
Umsteuern des Druckes im Zylinder 21 ebenfalls nach oben gefahren, womit der Arbeitstakt
beendet ist.
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Obwohl das Werkstück 31 nicht mehr von unten, sondern von oben gespannt
wird, gelingt es bei der dargestellten Maschine ebenso wie bei der bekannten Maschine
mit Werkstiickspannung von unten, den Zapfen bündig mit der Oberfläche des Werkstückes
einzupressen, was eine Voraussetzung für ein einwandfreies Arbeitsergebnis ist