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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einwalzen von Nuten in
die Schäfte von Nägeln o. dgl.
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mit einer am Umfang profilierten, angetriebenen Walze und einem ortsfesten
Gegendrucksegment, das unter Bildung eines sich verengenden Umfangs spalts mit der
Walze zusammenwirkt, mit einer die aufgereihten Nägelmit ihren Schäften im Bereich
des Umfangsspalt-Eintritts an den Umfang der Walze heranführenden Schiene, und mit
einem den jeweils vordersten Nagel der Nagelreihe in den Umfangsspalt drückenden
Schieber.
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Namentlich im Baugewerbe werden zunehmend Nägel (als Verbindungselemente
von Holzteilen) vorgeschrieben, die aufgrund der - beispielsweise ring- oder spiralförmigen
- Profilierung ihrer Schäfte einen Formschluß zwischen den zu verbindenden Teilen
herzustellen erlauben.
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Verarbeitet werden solche Nägel häufig in Nagelmaschinen, in die die
Nägel gurtförmig magaziniert einzulegen sind.
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Die problemlose Herstellung und die störungsfreie Verarbeitung solcher
Nagelgurte sind jedoch nur möglich, wenn die Nagelschäfte gerade sind.
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Bei der bekannten spanlosen Herstellung der oben erwähnten Profilierung
auf den Schäften von Nägeln o. dgl.
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mit Hilfe eines Walz- oder Rollvorganges kommt es infolge
der
dabei auftretenden hohen Kräfte und starken Verformungen jedoch häufiger zu Verbiegungen
der Nagelschäfte, die sich namentlich beim anschließenden Gurten der Nägel störend
bemerkbar machen, indem sie die Herstellung der Nagelgurte unterbrechen oder zu
Ausschuß führen.
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Ursächlich für derartige Fehler bei der Walzenprofilierung von Nagelschäften
o. dgl. sind die dafür bislang eingesetzten Vorrichtungen der eingangs beschriebenen
Art. Diese weisen eine um eine vertikale Achse drehbare Walze auf, an deren - naturgemäß
ebenfalls vertikale - Umfangsfläche die Nägel hängend geführt werden. Die die Nägel
heranführende Schiene ist radial zur Walze sowie derart schräg von oben nach unten
angeordnet, daß die Nägel aufgrund ihres Eigengewichts sich zur Walze hin bewegen.
Sobald sie am Walzenumfang ankommen, werden sie vom oszillierenden Schieber in den
Umfangs spalt gedrückt und sodann von der Walze - auf dieser und dem Gegendrucksegment
abrollendmitgenommen.
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In der Praxis ergeben sich leicht Probleme, wenn der jeweils vorderste
Nagel der lose zugeführten Nagelreihe in Kontakt mit der sich drehenden Walze kommt
und von dieser mitgenommen wird, ehe der Schieber den Nagel in kontrollierter Weise
seitlich zum Eintritt des Umfangsspalts bewegen konnte. Hat der Nagel aber bei der
Übergabe an das Werkzeug nicht eine bestimmte Lage, so kommt es zu unterschiedlichen
Stellungs- und Kräfteverhältnissen, die sich in ungewollten mechanischen Beanspruchungen
des Nagels niederschlagen und zu den oben erwähnten Verbiegungen führen können.
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Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
anzugeben, in der die Profilierung der Nagelschäfte kontrolliert wird und bezüglich
jedes einzelnen Nagels in gleicher Weise erfolgt.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die folgenden Merkmale der
neuen Vorrichtung gelöst: 1. Die Walze ist um eine im wesentlichen horizontale Achse
drehbar angeordnet; 2.1. die Schiene ist mindestens über einen Abschnitt im Bereich
ihrer zum Umfang der Walze hin offenen Mündung im wesentlichen vertikal, die Nägel
mit im wesentlichen horizontal liegenden Schäften zuführend angeordnet; 2.2. die
Mündung der Schiene ist gegenüber dem Scheitel des Walzenumfangs entgegen der Drehrichtung
der Walze versetzt; 2.3. an der Mündung der Schiene ist eine Ablage angeordnet,
die den jeweils vordersten Nagel der Nagelreihe außer Kontakt mit dem Walzenumfang
hält; 3. der Schieber ist entsprechend der Lage der Tangente an den Walzenumfang
im Bereich der Schienenmündung schräg aufwärts gegen den in der Ablage gehaltenen
Nagel beweglich.
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Infolge der horizontalen Walzachsenlage, des seitlichen Versatzes
der Nagelzuführung an einen tiefer gelegenen Umgangsabschnitt der Walze und der
schräg aufwärts gerichteten Schieberbewegung ist es möglich, jeden Nagel vor seinem
Kontakt mit der Walze in einer definierten Relativstellung zu dieser zu halten,
aus der er ausschließlich vom Schieber in Kontakt mit der Walze sowie dem
Gegendruckelement
gebracht und an das Werkzeug übergeben wird. Die zufällige Einführung eines Nagels
in den Umfangsspalt - in einer ebenso zufälligen und unbestimmten Relativstellung
- ist ausgeschlossen.
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Das Nachführen der Nägel zur Ablage an der Mündung der Schiene muß
nicht in genau senkrechter Richtung erfolgen; entsprechend brauchen die Nägelschäfte
und die Achse der Walze nicht eine genau horizontale Lage einzunehmen. Vielmehr
sind Abweichungen bis um 25° ohne weiteres zulässig.
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Die Abweichung darf nur nicht so groß werden, daß infolge der Kopf-Schaft-Abstützung
benachbarter Nägel aufeinander zu große seitlich gerichtete Verschiebekräfte auftreten.
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Vorzugsweise erstreckt sich das Gegendruckelement vom Bereich der
Schienenmündung bis etwa zum Scheitel der Walze. Die den Umfangsspalt verlassenden
Nägel werden dann im Verlauf des Bearbeitungsvorganges zum höhergelegenen Teil des
Walzenumfangs hin transportiert und können jenseits des Walzenscheitels unter ihrem
Eigengewicht in ein Sammelgefäß o. dgl. fallen.
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Die Ablage (an der Schienenmündung) weist vorteilhaft zwei beabstandete,
am jeweiligen Nagelschaft angreifende Prismenauflagen auf, deren eine Prismenfläche
sich tangential zur Walze erstreckt. Die nach oben offenen Prismenauflagen zentrieren
den jeweils vordersten Nagel, der alsdann vom Schieber entlang der tangentialen
Prismenfläche in den Umfangsspalt eingeführt wird.
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Es liegt in der Natur der Sache, daß die beiden Auflagen, die möglichst
weit entfernt voneinander am Nagelschaft
angreifen sollen, nicht
beide axial außerhalb des Walzenumfangs angeordnet werden können. Dies ist vielmehr
nur bei der am Kopf des Nagels angreifenden Prismenauflage möglich. Für die axial
im Bereich des Walzenumfangs liegende Prismenauflage ist vorgesehen, daß sie aus
einem entsprechend gebogenen dünnen Blech besteht. Die freie Zunge dieses Bleches
stellt dabei die zum Walzenumfang tangentiale Prismenfläche dar. Die Dicke des Blechs
bestimmt den Mindestabstand, den der jeweils vorderste Nagel in seiner Ablagestellung
von der Walzenoberfläche hat.
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Dabei ist es unschädlich, wenn es zu einer leichten Berührung der
Walzenoberfläche mit der vorerwähnten, zum Walzenumfang tangentialen Prismenfläche
bildenden Zunge des Bleches durch die Walzenoberfläche kommt.
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Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung besteht die Schiene
aus einem die Schäfte der Nägel führenden Kanal und einer die Köpfe der Nägel abweisenden
Leiste, wobei sich die Wirkfläche der Leiste dem Kanal in Richtung der Schienenmündung
nähert. Auf diese Weise wird einerseits der räumlichen Problematik der gegenseitigen
Kopf-Schaft-Abstützung benachbarter Nägel Rechnung getragen, andererseits sichergestellt,
daß der jeweils vorderste Nagel auch in seiner axialen Richtung richtig auf der
Ablage positioniert wird.
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Um eine Anpassung an unterschiedliche Nägel zu erleichtern, ist ferner
vorgesehen, daß der Abstand der Wirkfläche der Leiste vom Kanal einstellbar ist.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, daß die Schiene
- in Zuführrichtung der Nägel - vor ihrem Mündungsabschnitt einen innerhalb ihrer
Hauptebene abgewinkelten,
schräg zum Mündungsabschnitt abfallenden
Nachschubabschnitt hat. Auf diese Weise werden die sich im Mündungsabschnitt befindlichen
Nägel vom Gewicht der im Nachschubabschnitt anstehenden Nägel teilweise entlastet.
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Ferner kann im Nachschubabschnitt ein Sensor angeordnet sein, der
den Schieber stillsetzt, wenn die Reihe der bis zur Mündung anstehenden Nägel den
Sensor nicht mehr erreicht. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß - außer wenn
dies bei Nagelwechsel o. dgl. beabsichtigt ist - der Mündungsabschnitt der Schiene
stets voller Nägel ist, welche die richtige Staffelanordnung zueinander haben.
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Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel,
und zwar zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung, soweit sie im vorliegenden
Zusammenhang von Interesse ist; Fig. 2 eine - teilweise geschnittene - Ansicht im
wesentlichen gemäß der Linie II - II in Fig. 1; Fig. 3 eine - teilweise geschnittene
- Ansicht im wesentlichen gemäß der Linie III - III in Fig. 1; und Fig. 4 die Ausschnitte
A (Fig. 2) und B (Fig. 3) und 5 in vergrößertem Maßstab.
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Die - das eine Teil des Profilierungswerkzeugs bildende -Walze 1 ist
um die horizqntale Achse 2 (in nicht näher dargestellter Weise) dreh- und antreibbar
gelagert. An ihrem Umfang 3 ist die Walze mit einer Vielzahl von Rillen versehen,
welche in den Nagelschäften entsprechende Pro im lierungen erzeugen.
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Das das andere Teil des Profilierungswerkzeugs bildende Gegendrucksegment
4 ist in der aus den Figuren 2 und 3 entnehmbaren Weise relativ zur Walze 1 angeordnet.
Es bildet mit der Walze den sich in deren Drehrichtung (Pfeil 5) etwas verjüngenden
Umfangs spalt 6 und erstreckt sich von einem entgegen der Drehrichtung (Pfeil 5)
vom Scheitel 7 der Walze 1 versetzten Punkt bis etwa zu diesem Scheitel hin.
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Die im ganzen mit 8 bezeichnete Schiene, welche die zu profilierenden
Nägel 9 der Walze 1 zuführt, besteht aus einem von zwei Blechen o. dgl. gebildeten
Kanal 10 und einer Leiste 11. Der Kanal 10 führt, wie die Figuren 2 und 3 erkennen
lassen, die Schäfte 12 der Nägel 9, während deren Köpfe 13 von der Wirkfläche 14
der Leiste 11 abgewiesen, d.h. geleitet werden. Um letzteres vor allem in dem insoweit
kritischen Bereich nahe der Mündung 15 in der richtigen Weise zu gewährleisten,
ist jedenfalls der unterhalb eines Drehlagers 16 befindliche Teil der Leiste 11
um das Lager 16 schwenkbar und mittels einer Klemmschraube in der gewünschten Lage
arretierbar.
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Im übrigen besteht die Schiene 8 aus einem Mündungsabschnitt 18 und
einem Nachschubabschnitt 19. In letzterem ist ein Sensor 29 angeordnet, der den
Schieber (siehe unten) stillsetzt, wenn die - in Fig. 1 nur teilweise angedeuteten
-Nägel 9 nicht mehr bis zum Sensor 29 reichen, beispielsweise wegen mangelnden oder
stockenden Nachschubs. Fig. 1 macht deutlich, daß der Nachschubabschnitt 19 der
Schiene 8 gegenüber deren vertikalem Mündungsabschnitt 18 abgewinkelt ist.
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An der zur Walze 1 hin gerichteten Mündung 15 des Mündungsabschnitts
18 der Schiene 8 ist eine von Prismenauflagen 20,21
gebildete Ablage
angeordnet. Auf die Prismenauflagen 20, 21 fällt der jeweils vorderste Nagel 9 der
im Mündungsabschnitt 18 anstehenden (losen) Reihe von Nägeln, wenn der jeweils vor
ihm befindliche Nagel vom Schieber in der nachstehend noch zu beschreibenden Weise
aus jener Ablageposition heraus in den Umfangs spalt 6 eingeführt worden und der
Schieber in seine Ausgangsstellung zurückgekehrt ist.
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Wie Fig. 1 zeigt, befindet sich die Prismenauflage 20 axial außerhalb
(des Arbeitsbereichs) der Walze 1, so daß die von einer vertikalen Platte gebildete
Prismenauflage 20 nicht mit der Walze 1 kollidiert; mit Hilfe eines Klotzes 22 ist
die Prismenauflage 20 am Kanal 10 der Schiene 8 angeschraubt. Diese Verschraubung
kann so justiert werden, daß sich die zum Umfang 3 der Walze 1 tangential erstreckende
Prismenfläche 23 radial etwas über der Oberfläche des Walzenumfangs 3 befindet,
so daß der Schaft 12 des jeweils vordersten, sich in der Ablage befindlichen Nagels
9 nicht mit der Walze 1 in Kontakt kommt.
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Fig. 1 zeigt auch, daß sich die andere Prismenauflage 21 axial innerhalb
des Arbeitsbereichs der Walze 1 befindet.
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Deshalb besteht diese Prismenauflage 21 aus einem relativ dünnen Blech,
welches mit Hilfe eines Klotzes 24 ebenfalls am Kanal 10 der Schiene 8 - justierbar
- angeschraubt ist. In Fig. 3 ist dieser zur Prismenauflage 20 gebogene Blechstreifen
nur als verdickter Strich dargestellt; die Zunge 25 des Blechstreifens an dessen
freiem Ende erstreckt sich tangential zum Walzenumfang 3 und hat allenfalls einen
sehr geringen Abstand zu diesem.
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In Fig. 2 ist der (in Fig. 3 weggelassene) Schieber 26 mehr oder weniger
schematisch dargestellt. Vom Schieber 26 wird die Schieberzunge 27 oszillierend
schräg aufwärts und abwärts bewegt, und zwar ebenfalls tangential zum Umfang 3 der
Walze 1. Dabei schiebt die Schieberzunge 27, zwischen den Prismenauflagen 20, 21
angreifend, den jeweils vordersten, auf den Prismenauflagen abgelegten Nagel 9 (der
imMündungsabschnitt 18 der Schiene 8 befindlichen Nagelreihe) in den Eintritt 28
des Umfangs spalts 6 zwischen der Walze 1 und dem Gegendrucksegment 4. Beim Rückhub
der Schieberzunge 27 in die in Fig. 2 dargestellte Ausgangsstellung fällt - wie
oben bereits erwähnt - der nächste Nagel 9 auf die Prismenauflagen 20, 21 und wird
dort zur entsprechenden kontrollierten Einführung in den Umfangsspalt 6 positioniert.
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Der seitliche Versatz der Schiene 8 (bzw. ihres Abschnittes 18) gegenüber
der senkrechten, durch die Achse 2 und den Scheitel 7 gehenden Mittelebene der Walze
1 sollte auf den Durchmesser der Walze 1 abgestimmt werden. Der in der Zeichnung
(Fig. 2 und 3) des Ausführungsbeispiels dargestellte Winkel s von ca. 500 gegen
die Mittelebene hat sich für einen Walzendurchmesser von 300 mm als günstig erwiesen.
Bei einem kleineren Walzendurchmesser ist ein grösserer Winkeln zweckmässig und
umgekehrt.
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