DE4016460A1 - Geraet zum einpressen von dickfluessigen materialien wie leim in fugen und haarrisse von werkstoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Einpressen von dick­ flüssigen Materialien wie Leim in Fugen und Haarrisse von Werkstoffen, insbesondere zum Einleimen von losen Ästen in Holzbretter.

Bei Nadelholz-Brettern aus Fichte, Kiefer oder Lärche und auch bei Laubholzbrettern wie Ahorn oder Buche lockern sich bei der Holztrocknung durch Schwinden die Äste und es entstehen meist auch Haarrisse. Wenn die lockeren Aste nicht bereits unmittelbar nach dem Trocknen heraus­ fallen, zersplittern sie spätestens bei der Weiterverar­ beitung, beispielsweise beim Hobeln. Sehr astreiche Holz­ bretter werden beinahe wertlos, sie können nur noch als minderwertige Holzware gebraucht und gehandelt werden. Bisherige Versuche, lose Äste vor dem Hobeln wieder im Brett einzuleimen oder Haarrisse zu schließen, sind daran gescheitert, daß der dickflüssige Leim nicht tief genug in die schmalen Fugen eingebracht werden konnte.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein handliches Gerät zu schaffen, mit dem dickflüssige Materialien wie Leim oder Kunststoff auch in relativ tiefe Fugen oder Haarrisse von Werkstoffen wie Holzbretter ein gepreßt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Gerät laut Hauptanspruch. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein erfindungsgemäßes Gerät wird einfach auf die fehler­ hafte Stelle des Werkstoffes ohne großen Druck aufgesetzt, durch den anschließend ausgelösten stark beschleunigten Schlag des Schlagapparates auf den Schlagkopf wird der Dichtring auf der Schlagkopf-Unterseite axial zusammen­ gedrückt und damit ohne Rückschlag das in der flachen Kammer eingebrachte dickflüssige Material durch den damit erzeugten kurzzeitigen hohen Druck tief in die Fuge bzw. den Riß des Werkstoffes eingepreßt. Das erfindungsgemäße Gerät eignet sich insbesondere zum Einleimen von losen Aststücken in getrockneten Holzbrettern, der dickflüssige Holzleim, beispielsweise üblicher Weißleim (PVAC) kann mit einem Schlag in den schmalen Spalt zwischen Aststück und Astloch von der Brettoberseite aus bis praktisch zur Brettunterseite eingepreßt werden und so das Aststück im Brett wieder fest verleimt werden. Auf diese Weise können kostengünstig hochwertige Holzbretter mit festen Aststücken hergestellt werden, wie sie für die hochwertige Holzverarbeitung gebraucht werden. In gleicher Weise können auch schmale Haarrisse von Holzbrettern vor der Weiterverarbeitung durch mehrmaliges Ansetzen des erfin­ dungsgemäßen Gerätes verleimt werden. Der Durchmesser der Kammer auf der Schlagkopfunterseite richtet sich nach dem jeweiligen Anwendungszweck, zum Festleimen von losen Aststücken genügt im allgemeinen ein Durchmesser von etwa 3 bis 5 cm, da die häufigsten Aststücke von Nadel- und Laubholzbrettern mit dem Dichtring einer solchen Kammer umschlossen werden können. Auch die Umriß­ form der Kammer bzw. des Dichtringes richtet sich nach dem jeweiligen Anwendungszweck, im allgemeinen wird der Dichtring jedoch kreisförmig sein, für bestimmte Anwen­ dungszwecke ist aber auch eine elliptische oder sogar eckige Umrißform des Randringes denkbar. Ein erfindungs­ gemäßes Gerät kann auch zum Einpressen von anderen dick­ flüssigen Materialien benutzt werden, beispielsweise zum Einpressen von aushärtbaren Klebstoffen, Lacken, aufschäumbaren zähflüssigen Kunststoffen, Kunstkautschuk, auch von Mehrkomponenten-Klebstoffen, zum Einpressen von Mehrkomponentenklebern ist es vorteilhaft, jeweils getrennte Zuführkanäle in die Kammer des Schlagkopfes vorzusehen. Das erfindungsgemäße Gerät ist auch nicht auf die Bearbeitung von Holz beschränkt, es können dick­ flüssige Materialien auch in schmale Fugen und Risse von Werkstoffen aus Kunststoff oder Metall eingepreßt werden.

Das dickflüssige Material kann auf beliebige Weise in die Kammer auf der Unterseite des Schlagkopfes eingebracht werden. Im einfachsten Fall geschieht dies beispielsweise mit einer Spachtel vor dem Aufsetzen des Schlagkopfes auf die Oberfläche des Werkstoffes oder dadurch, daß unmittelbar auf die Oberfläche des Werkstoffes eine ent­ sprechende Menge des dickflüssigen Materials aufgetragen wird. Vorzugsweise wird das dickflüssige Material jedoch automatisch beim Aufsetzen des Gerätes in die Kammer des Schlagkopfes eingebracht. Dies erfolgt vorzugsweise über eine geeignete Zumeßvorrichtung und einen Zuführkanal im Schlagkopf, die Zuführgeschwindigkeit und Zuführzeit wird durch eine Zumeßvorrichtung so eingestellt, daß bei aufgesetztem Schlagkopf die dann geschlossene Kammer voll mit Flüssigkeit gefüllt wird, bevor anschließend der Schlag des Schlagapparates ausgelöst wird.

Der Schlagapparat kann von beliebiger bekannter Bauart sein, der Schlagimpuls des Schlagstößels kann pneumatisch, hydraulisch, elektrisch oder auch durch entsprechende Explosionspatronen erzeugt werden, besonders vorteilhaft sind jedoch übliche pneumatische Schlagzylinder, wie sie für andere Zwecke beispielsweise als Nagler zum auto­ matischen Einschlagen von Nägeln benutzt werden. Ein erfindungsgemäßes Gerät kann aus einem solchen handels­ üblichen Schlagzylinder einfach dadurch hergestellt wer­ den, daß unterhalb des Schlagstößels über eine geeignete Haltevorrichtung der Schlagkopf angebracht wird und die entsprechenden Zufuhrleitungen für das einzupressende dickflüssige Material gegebenenfalls mit entsprechenden Vorratsbehältern angebracht werden. Auch übliche Schlag­ bohrmaschinen oder Schlaghämmer können so für den erfin­ dungsgemäßen Zweck umgerüstet werden. Ein erfindungsge­ mäßes Gerät ist nicht nur als Handwerkzeug einsetzbar, sondern könnte in geeigneten CNS-gesteuerten Maschinen auch stationär verwendet werden, bei denen beispielsweise die Äste elektronisch ertastet werden und dann automatisch über das erfindungsgemäße Gerät festgeleimt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt im Maßstab von etwa 1 : 3 die Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Gerätes.

Fig. 2 zeigt die Frontansicht teilweise im Schnitt.

Fig. 3 zeigt im Maßstab von etwa 1 : 1 Details des Schlag­ kopfes und seiner Halterung.

Die Figuren zeigen einen handelsüblichen pneumatischen Schlagzylinder 1, wie er beispielsweise von der Firma Martonair angeboten und in dem Prospekt "SCHLAGZYLINDER, Lochen Nieten Biegen Prägen Pressen" in seinem Aufbau und in seiner Wirkungsweise näher beschriebenist. Inner­ halb des Zylindergehäuses 2 ist ein Kolben 3 axial ver­ schiebbar gelagert, dessen Kolbenstange 4 in einem Lager 5 axial verschiebbar gelagert ist. Die Druckluft wird über eine Leitung 6 und ein im Handgriff 7 eingebautes Steuerventil, das über einen Auslösehebel 8 betätigbar ist, den Zylinderräumen oberhalb und unterhalb des Kolbens 3 zugeführt, so daß dieser in bekannter Weise pneumatisch mit hoher kinetischer Energie axial nach unten bewegt werden kann.

Am unteren Ende des Zylindergehäuses 2 (Kolbenstangenlager 5) dieses handelsüblichen Schlagzylinders 1 ist über eine Haltevorrichtung 9 ein Schlagkopf 10 angebracht. Die Haltevorrichtung 9 besteht aus einer Buchse 11, die auf das zylindrische Ende des Kolbenstangenlagers 5 auf­ gesetzt und dort durch Schrauben 12 befestigt ist. Am Schlagkopf 10 ist eine Buchse 13 gleichen Durchmessers aufgesetzt und beispielsweise ebenfalls über Schrauben am Schlagkopf befestigt. Auf diese beiden im axialen Abstand 14 voneinander angeordneten Buchsen 11 und 13 ist eine Schrauben-Druckfeder 15 aufgesetzt, deren Enden jeweils mit den Buchsen 11 bzw. 13 verschweißt sind.

Auf der Unterseite 16 des Schlagkopfes 10 ist in einer Ringnut 17 ein Dichtring 18 aus elastisch nachgiebigem Material, beispielsweise aus Gummi oder einem geeigneten Kunststoffmaterial eingesetzt. Die Ringnut 17 besitzt einen solchen Querschnitt und sie ist vorzugsweise am äußeren Rand derart trichterförmig verbreitert, daß beim axialen Zusammendrücken des Dichtringes 18 das dabei elastisch verformte Ringmaterial im wesentlichen voll innerhalb dieser Ringnut 17 aufgenommen wird. Der ela­ stische Dichtring 18 bildet zusammen mit der Unterseite 16 des Schlagkopfes 10 eine kreisrunde Kammer 19, in welche über einen Kanal 20 Leim einführbar ist.

Der Abstand 14 zwischen den beiden Haltebuchsen 11 und 13 und die Länge dieser Buchsen ist so gewählt, daß die konzentrisch in den Buchsen axial verschiebbare Kolben­ stange 4 (Schlagstößel) bei vollem Hub in der in den Figuren dargestellten voll ausgefahrenen Stellung der Druckfeder 15 die Oberseite 21 des Schlagkopfes 10 gerade nicht mehr erreicht, damit wird sichergestellt, daß in der voll ausgefahrenen Stellung auf den Schlagkopf kein Schlag durch den Schlagapparat ausgeführt werden kann. Erst wenn das Gerät auf die Oberfläche 22 eines zu bear­ beitenden Holzbrettes 23 aufgesetzt wird und durch leich­ ten Druck auf den Schlagzylinder die Feder 15 zusammen­ gedrückt wird und die Oberseite 21 des Schlagkopfes etwa die in Fig. 3 gestrichelt eingezeichnete Stellung 24 erreicht, kann auch das Ende 25 der Kolbenstange die Oberseite 21 des Schlagkopfes erreichen und zwar in einem Bereich seines Arbeitshubes, in welchem er die größte kinetische Energie liefert (oberhalb des Auslaufhubes). In dieser Stellung wird also die maximale Schlagenergie des Schlagapparates auf den Schlagkopf ausgeübt. Das Ende 25 der Kolbenstange ist vorzugsweise abgerundet, auf der Oberseite 21 des Schlagkopfes ist eine dazu passende Mulde ausgebildet. Sämtliche Teile sind vorzugs­ weise aus nichtrostendem Stahl hergestellt.

Soll mit einem erfindungsgemäßen Gerät beispielsweise ein loses Aststück 29 in ein Holzbrett 23 festgeleimt werden, so wird das Gerät mit dem Schlagkopf 10 zunächst lose auf die Oberfläche 22 des Brettes aufgesetzt, so daß der elastische Dichtring 18 das Astloch umschließt. Dann drückt der Benutzer das Gerät mit leichtem Druck nach unten, so daß die Feder 15 zusammengedrückt wird und die Oberseite des Schlagkopfes die Stellung 24 er­ reicht. Vorher oder gleichzeitig mit diesem axialen Nie­ derdrücken des Gerätes wird über den Kanal 20 aus einem Vorratsbehälter eine solche Menge Leim in die Kammer 19 eingebracht, daß diese voll mit Leim gefüllt ist. Anschließend wird dann durch Betätigen des Auslösehebels 8 der Schlagapparat betätigt, der Kolben 3 wird axial nach unten gedrückt und die Kolbenstange 4 schlägt mit ihrem Ende 25 auf die Oberseite 21 des Schlagkopfes 10 auf. Durch diesen starken Schlagimpuls wird der Schlagkopf 10 axial nach unten in Richtung auf die Oberfläche 22 des Brettes stark beschleunigt bewegt und der elastische Dichtring 18 axial zusammengedrückt. Der Hub des Schlag­ kopfes durch den Schlag beträgt zwar nur einige Milli­ meter, die jedoch ausreichen, um den in der Kammer 19 eingefüllten Leim tief in den Ringspalt 26 des Aststückes 29 einzupressen. In ähnlicher Weise können auch Haarrisse 27 in der Brettoberseite verleimt werden.

Der Querschnitt und das elastische Material des Dicht­ ringes 18 sind so gewählt, daß dieser Dichtring 18 zwar leicht axial zusammengedrückt werden kann, andererseits aber auch sicherstellt ist, daß der Leim nicht seitlich am Dichtring vorbei radial nach außen gedrückt wird, sondern im wesentlichen nach unten in den Spalt 26. Dies kann einerseits durch entsprechende Querschnittsform des Dichtringes 18 erreicht werden, im einfachsten Fall ist der Dichtring 18 ein einfacher O-Ring, vorzugsweise wird jedoch ein Dichtring 18 mit etwa rechteckigem ode elliptischem Querschnitt benutzt, dessen Querschnitt also in axialer Richtung größer ist als in radialer Richtung. Um das Austreten des Leimes radial nach außen soweit wie möglich zu verhindern sind auch Lippendicht­ ringe geeignet. Ferner kann es von Vorteil sein, die Unterseite des Schlagkopfes 10, also den Kammerboden, mit einem elastisch nachgiebigen Belag abzudecken, um eine Beschädigung der Werkstoffoberseite beim Aufschlagen des Schlagkopfes zu verhindern. Die Kammer 19 kann auch durch eine geeignete von unten auf den Schlagkopf aufge­ setzte elastische Kappe gebildet sein, die einstückig sowohl den Dichtring 18 als auch die elastische Abdeckung der Unterseite des Schlagkopfes bildet. Der Dichtring 18 kann auch teilweise aus einem härteren Material be­ stehen, es ist nur erforderlich, daß er in axialer Rich­ tung beim Schlag des Schlagkopfes elastisch nachgiebig in die Unterseite des Schlagkopfes eingedrückt werden kann.

Für die Zufuhr des Leimes über den Kanal 20 gibt es ver­ schiedene Möglichkeiten. In dem gezeigten Ausführungsbei­ spiel nach Fig. 1 ist seitlich am Schlagzylinder 1 ein Leimbehälter 30 befestigt, der über ein Rückschlagventil 31 und einen Schlauch 32 mit dem Einlaß 33 des Kanals 20 verbunden ist. Der obere Teil des Leimbehälters 30 ist über eine Druckluftleitung 34 mit einem Druck­ luft-Steuerventil 35 verbunden, das mit dem Druck­ luft-Steuerventil des Schlagzylinders 1 funktionell zu­ sammenwirkt. Die Steuerung der Ventile ist so aufeinander abgestimmt, daß beim Betätigen des Auslösehebels 8 zu­ nächst bestimmt durch die am Zeitsteuerventil 35 einge­ stellte Verzögerungszeit Druckluft über die Leitung 34 dem Leimbehälter 30 zugeführt wird und dadurch eine vor­ bestimmte Leimmenge durch Druckluft über die Leitung 32 und den Kanal 20 in die Kammer 19 des Schlagkopfes eingepreßt wird und erst anschließend der Schlag ausgelöst wird. Die Zeitverzögerung am Ventil 35 wird je nach Leim­ art so eingestellt, daß die Kammer 19 jeweils voll mit Leim gefüllt ist, bevor dann anschließend über das Steuerventil 35 die Druckluft den Zylinderräumen des eigentlichen Schlagzylinders 1 zugeführt und so der Schlag ausgelöst wird.

Eine andere Möglichkeit für die Steuerung der Leimzufuhr besteht darin, die beim Aufsetzen des Schlagkopfes 10 auf die Oberseite des Brettes herbeigeführte anfängliche axiale Relativverschiebung zwischen Schlagkopf 10 und Schlagzylinder 1 entweder unmittelbar zur Leimzufuhr oder zu deren Steuerung auszunutzen. Wenn beispielsweise im Leimbehälter 30 ein mechanischer Pumpmechanismus ein­ gebaut ist, wie er bei Spritzflaschen üblich ist, so kann durch diese Relativbewegung beim Aufsetzen des Ge­ rätes gleichzeitig über eine entsprechende mechanische Verbindung zwischen Pumpmechanismus und Schlagkopf der Pumpenstößel betätigt und so eine vorbestimmte Menge Leim über den Kanal 20 in die Kammer 19 eingespritzt werden. Diese anfängliche Relativbewegung könnte auch zur Betätigung eines entsprechenden Steuerventils benutzt werden, das beispielsweise mit dem Ventil 35 so funktio­ nell zusammenwirkt, daß Leim nur dann in die Kammer 19 eingespritzt werden kann, wenn der Schlagkopf auf eine Werkstoffoberfläche aufgedrückt wird.

Für größere Anlagen, beispielsweise mit mehreren parallel betriebenen Geräten kann der Leim auch von einem statio­ naren Leimvorratsbehälter über eine zusätzliche Leitung parallel zur Druckluft dem Gerät zugeführt werden und so am Gerät selbst ein entsprechender Leimbehälter ent­ fallen. Das Rückschlagventil 31 verhindert während des Schlages ein Zurückfließen des Leimes über den Kanal 20.

Für die Ausbildung der Haltervorrichtung 9 des Schlag­ kopfes gibt es die verschiedensten Möglichkeiten. Die dargestellte Ausführungsform besitzt den Vorteil, daß der Schlagkopf nicht nur in axialer Richtung begrenzt verschiebbar, sondern auch in begrenztem Maße gegenüber der Schlagachse kippbar ist, so daß Unebenheiten auf der Brettoberfläche beim Aufsetzen ausgeglichen werden können. Für bestimmte Anwendungsfälle kann es jedoch auch vorteilhaft sein, eine exakte axiale Führung des Schlagkopfes vorzusehen, beispielsweise dadurch, daß die beiden Buchsen 11 und 13 teleskopartig ineinander verschiebbar sind. Die Ausbildung der Haltevorrichtung 9 richtet sich auch nach dem jeweils verwendeten Schlag­ zylinder, für andere handelsübliche Schlagapparate, die kein zylindrisches Kolbenlager 5 aufweisen, sondern einen anderen Befestigungsflansch, kann eine andere Ausbildung der Haltevorrichtung sinnvoll sein, indem beispielsweise axial nach unten abstehende Führungsstangen am Schlag­ zylinder befestigt werden, auf denen der Schlagkopf axial verschiebbar geführt und durch entsprechende Druckfedern axial nach unten vorgespannt ist.

Claims (12)

1. Gerät zum Einpressen von dickflüssigen Materialien wie Leim in Fugen und Haarrisse von Werkstoffen, ins­ besondere zum Einleimen von losen Ästen in Holz, gekennzeichnet durch einen unterhalb des Schlagstößels (4) eines Schlagapparates (1) ange­ ordneten Schlagkopf (10), auf dessen Unterseite (16) eine flache, nach unten offene, durch einen axial nachgiebigen Dichtring (18) begrenzte und mit dem einzubringenden Material füllbare Kammer (19) ausge­ bildet ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schlagapparat (1) ein handelsüblicher pneumatischer Schlagzylinder ist.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schlagkopf (10) über eine Haltevorrichtung (9) begrenzt axial ver­ schiebbar am Gehäuse (2, 5) des Schlagapparates (1) derart befestigt ist, daß der axial verschiebbare Schlagstößel (4) des Schlagapparates auf der Oberseite (21) des Schlagkopfes (10) aufschlagen kann.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schlagkopf (10) durch eine Druckfeder (15) vom Gehäuse (5) des Schlagappa­ rates weg federnd vorgespannt ist.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Haltevorrichtung (9) so ausgebildet ist, daß in der durch die Druckfeder (15) bestimmten voll ausgefahrenen Stellung des Schlagkopfes (10) der Schlagstößel (24) die Schlagkopf-Oberseite (21) nicht erreicht.

6. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (19) durch einen in einer Ringnut (17) der Schlagkopf-Un­ terseite (16) eingesetzten Dichtring (18) aus elastisch nachgiebigem Material begrenzt ist.

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Querschnitt der Ringnut (17) so gewählt ist, daß beim axialen Verformen des Dichtringes (18) dessen elastisches Material im we­ sentlichen in der Ringnut aufgenommen wird.

8. Gerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Schlagkopf (10) ein in die flache Kammer (19) mündender Kanal (20) für die Zufuhr des einzupressenden Materials ausgebildet ist, der mit einem Vorratsbehäl­ ter (30) für das einzupressende Material verbunden ist.

9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Vorratsbehälter (30) seit­ lich am Gehäuse des Schlagapparates (1) befestigt ist.

10. Gerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zufuhrmenge des einzupressenden Materials über eine Zumeßvorrichtung gesteuert ist.

11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zumeßvorrichtung durch die beim axialen Aufsetzen des Schlagkopfes herbeigeführte axiale Relativbewegung zwischen Schlagkopf (10) und Schlagapparat (1) gesteuert ist.

12. Gerät nach Anspruch 10 oder 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zumeßvorrichtung durch ein Zeitsteuerventil (35) gebildet ist, das vor Auslösung des Schlagapparates (1) pneumatisch eine vorbestimmte Menge des einzupressenden Materials aus dem Vorratsbehälter (30) in die Kammer (19) des Schlagkopfes (10) zuführt.