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Maschine zur selbsttätigen Nagelung von Holzscheiben Die Nagelung
von großen, aus mehreren Lagen zusammengesetzten Holzscheiben, z. B. der Flanschen
von Kabeltrommeln, konnte bisher bei der Größe und Dicke dieser Scheiben (bis zu
etwa 31`, m Durchmesser und 150 mm Gesamtholzstärke) und bei entsprechender Stärke
und Länge der Nägel (im Beispielsfalle 2io mm lang und 17 mm Durchmesser) in Rücksicht
auf die bei der Nagelung auftretenden großen Kräfte, besonders wenn, was notwendig
ist, die Nagelspitzen angelhakenförmig umgebogen werden sollen, und in Rücksicht
auf die Größe und das Gewicht der zu vernagelnden Holzscheiben selbst noch nicht
selbsttätig durchgeführt werden.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Maschine, durch welche diese Arbeit
selbsttätig ohne die sonst erforderlichen schwierigen und zeitraubenden Handarbeiten
erfolgt.
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Das Wesen der neuen Maschine besteht darin, daß die Nagelung unter
Verwendung an sich bekannter Nagelzuführungs-und Nageleintreibemittel durch schrittweise
Drehung der zu vernagelnden mehrlagigen Holzplatte unter einem Hammerbalken hindurch
erfolgt, der bei jedem Niedergange in zwei einander gegenüberliegenden Sektoren
der mehrlagigen Scheibe die für diese Sektoren erforderlichen Nägel eintreibt, worauf
die Scheibe nach Hochgang des Hammerbalkens wieder um einen Sektor gedreht und der
gleiche Arbeitsvorgang wiederholt wird.
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Insbesondere wird dabei so gearbeitet, daß bei jedem Niedergange des
Hammerbalkens in jeden der beiden einander gegenüberliegenden Sektoren nur die Hälfte
der in sie einzutreibenden Nägel eingeschlagen wird, und zwar auf der Seite des
einen Sektors eine bestimmte Gruppe dieser Nägel, auf der Seite der diametral gegenüberliegenden
Sektoren eine andere, hierzu versetzte Gruppe der Nägel mit der Folge, daß bei einmaligem
Umlauf der mehrlagigen Holzscheibe um 36o° jedem Sektor ein Nagelsatz von der einen
Seite, z. B. der linken Seite des Hammerbalkens, und ein zweiter hierzu versetzter
Nagelsatz (nach Drehung um 18o') von der anderen Seite, der rechten Seite des Hammerbalkens,
eingetrieben worden ist.
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Diese Arbeitsweise hat den besonderen Vorzug, daß jeweils nur mit
einem Hammerbalkenschlag rund die Hälfte der in zwei gegenüberliegenden Sektoren
vorhandenen Nägel einzutreiben sind, daß also der Druck des Hammerbalkens gegenüber
demjenigen bei gleichzeitigem Eintreiben aller Nägel in zwei Sektoren um die Hälfte
verringert wird, freilich auch mehr Zeit erfordert.
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Vor allem hat die Arbeitsweise, zwei gegenüberliegende Sektoren von
einem Hammerbalken aus zu benageln, den Vorteil, daß die bei bekannten Nietbalken
(Umbiegeschieber) auftretenden axialen Kräfte sich gegenseitig ausgleichen.
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Um die Erfindung zu erläutern, ist in Abb. i im Grundriß der Flansch
A einer Kabeltrommel
mit den gleichmäßig in konzentrischen Kreisen
B, C, D, E, F und G verteilten Nägeln N dargestellt.
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In Abb. 2 der Zeichnung sind im Grundriß bei je zwei gegenüberliegenden
Sektoren, z. B. i und 21, 2 und 22, 3 und 23, 4 und 24, 5 und 25, die versetzten
Nagelgruppen dargestellt, welche gleichzeitig z. B. durch einen oberhalb der schrittweise
gedrehten mehrlagigen Holzplatte auf und nieder bewegten Hammerbalken in das Holz
eingetrieben werden mit der Folge, daß bei jedem Hammerbalkenniedergange in jeden
der zwei gegenüberliegenden Sektoren nur rund die Hälfte der Gesamtzahl der nach
Abb. i in sie einzutreibenden Nägel eingetrieben wird, so daß die vollständige Nagelung
eines Sektors beim Umlauf der zu vernagelnden Holzscheibe um 36o' in zwei Phasen
erfolgt, der ersten Phase auf der einen Seite des Hammerbalkens, z. B. der linken
Seite, bei Beginn der Drehung, der zweiten Phase auf der anderen Seite des Hammerbalkens,
der rechten Seite, bei Drehung des Hammerbalkens um i8o °, so daß bei vollständigem
Umlauf der zu vernagelnden Scheibe um 36o" sämtliche Nägel in diese Scheibe eingetrieben
sind.
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Die gruppenweise Nagelzuführung zu je zwei diametral gegenüberliegenden
Sektoren der mehrlagigen Holzscheibe wird gemäß Abb.3 durch an sich bekannte, mit
Abstreichnuten J für die Nägel versehene Drehschieber .S bewirkt. In Abb. 3 sind
diese Drehschieber nebeneinandergesetzt, um die Verteilung der Nuten J auf ihrem
Umfange entsprechend der gruppenweisen Verteilung der Nägel pro Hammerbalkenhub.
nach Abb. 2 zu veranschaulichen.
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Aus der in Abb.3 dargestellten Abstreichstellung der Nuten J zu dem
Nagelzuführungskanal J' ergibt sich, daß dem ersten Sektor fünf Nägel und dem diametral
gegenüberliegenden Sektor ebenfalls fünf Nägel zugeführt werden. Bei Drehung der
Schieber um 9o ° werden dem nächsten Sektor (zweiter Hammerbalkenhub) vier Nägel
und dem ihm diametral gegenüberliegenden gleichfalls vier Nägel zugeführt. Bei weiterer
Drehung um oo ° werden dem dritten Sektor vier Nägel und dem ihm diametral gegenüberliegenden
Sektor fünf Nägel zugeführt und bei der letzten Drehung um 9o ° dem vierten Sektor
vier Nägel und dem ihm gegenüberliegenden Sektor gleichfalls vier Nägel zugeführt,
worauf sich das Spiel für die nächsten Gruppen von vier Sektoren und den ihnen diametral
gegenüberliegenden wiederholt.
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Eine Maschine zur Ausführung des geschilderten Arbeitsgangs ist in
den Abb. 4 bis 15 veranschaulicht. Es zeigt Abb. 4 in Seitenansicht, Abb. 5 in Stirnansicht,
Abb. 6 im Grundriß den gesamten Aufbau der Maschine mit schrittweise geschaltetem
Drehtisch für die zu vernagelnde mehrlagige Holzscheibe und mit periodisch auf und
ab gehendem Hammerbalken nebst den Nagelzuführungsmitteln und dem sogenannten Nietbalken.
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Abb.7 zeigt in Stirnansicht (in der Pfeilrichtung P der Abb. 4 und
in vergrößertem Maßstabe), Abb. 8 im Grundriß und Abb. 8a in einer Einzelheit das
Schaltgetriebe zur schrittweisen Drehung des Einspannringes für die zu vernagelnde
Holzscheibe und für die periodische Aufundabbewegung des Hammerbalkens.
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Abb. 9 zeigt in Stirnansicht und vergrößertem Maßstabe, Abb. io in
Aufsicht und vergrößertem Maßstabe den schrittweisen Antrieb der Nagelzuführungsschieber
vom Hammerbalken aus.
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Abb. ii zeigt in Seitenansicht in vergrößertem Maßstabe den Antrieb
und die Höheneinstellung des Hammerbalkens.
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Abb. 12 bis 15 zeigen im Grundriß und Aufriß die Rillung eines Nietbalkens
zur hakenförmigen Umlegung der Nagelspitzen beim Eintreiben durch die Hämmer.
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I Aufbau der Maschine Nach den Abb. 4 bis 6 besteht die Maschine aus
einer Grundplatte i, den beiden Seitenständern 2 und 2R sowie einer oberen, diese
Seitenständer verbindenden Traverse 3. Längs der Seitenständer ist auf und ab beweglich
geführt der Hammerbalken 4, welcher die einzelnen Hämmer H, von denen nur einer
dargestellt ist, wie bei gewöhnlichen Nagelmaschinen bekannt, herunterdrückt. Der
Antrieb dieses Hammerbalkens erfolgt durch Kurbelstangen 8 und 811, die an Bolzen
der Hammerbalkengleitstücke 7 und 7#, einerseits und an Kurbeln 9 und o1 der Hauptwelle
io andererseits angreifen. Der Antrieb der Hauptwelle io erfolgt mittels eines auf
ihr mit später beschriebener Schaltkupplung aufgesetzten Stirnrades ii. In dieses
greift das Ritzel 12 der Welle 14, die ihrerseits durch Vorgelege 16, 17, 18 vom
Ritzel io des Antriebselektromotors 2o bei Einschaltung des letzteren in Umlauf
versetzt wird.
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Auf der Grundplatte i ist ein waagerechter Tisch 21 angeordnet. In
einer V-förmigen Randaussparung dieses Tisches läuft ein mit Außenverzahnung 22
versehener Ring 23, der einstellbare Spannocken 24 und 24a trägt, um die aus mehreren
Holzlagen zusammengesetzte Scheibelt fest einspannen zu können. Der schrittweise
Drehantrieb des Drehringes 23. um den Tisch 21 erfolgt von einem Ritzel 25 in nachher
zu beschreibender Weise. Ferner sind im Tisch 2i in der gleichen Durchmesserebene
wie der
Hammerbalken ,4 die Nietbalken -26 und 26@' gegenläufig
angetrieben geführt. Sie sind (vgl. z. B. Abb. 12 und 13) mit Schrägrillen 26' versehen,
gegen welche die Spitzen der Nägel unter der Einwirkung eines niedergehenden Hammers
H sich legen und infolge der Querbewegung eines Nietbalkens, z. B. 26, in der in
Abb. 14 und 15 veranschaulichten Weise schräg zur Faserrichtung des Holzes angelhakenförmig
in dieses umgelegt werden.
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Oberhalb des die zu vernagelnde Scheibe A tragenden Tisches 21 ist
eine Traverse 27 zur Aufnahme der Hammerkästen 28 höheneinstellbar gelagert. Diesen
Hammerkästen werden in bei Nagelmaschinen bekannter Weise die Nägel zugeführt und
durch die in sie eintreiben-=den Nägel H des Hammerbalkens bei Niedergang desselben
in das Holz vorgetrieben. Auf der Obertraverse 3 des Maschinengestelles sind die
Oberbauten 29 und 29@' mit den Nagelkästen 3o und 30' zur Zuführung der Nägel
zu den Hammerkästen angeordnet.
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II Aus dem geschilderten Aufbau ergibt sich, daß die Maschine wie
folgt arbeitet: Die für den Flansch erforderlichen Bretter, die in drei kreuzweisen
Lagen aufeinandergeschichtet sind, werden auf dem Tisch 21 der Maschine durch Kloben
24 und 24-' im Drehring 23 festgespannt. Nach Einrücken eines Handhebels nimmt (v
gl. den Abschnitt III über Schaltgetriebe) das Stirnrad ii die Welle io mit und
zieht den Hammerbalken 4 herunter. Beim Ausführungsbeispiel nach den Abb. i bis
3 werden mit diesem ersten Schlage zehn Nägel eingetrieben und deren Spitzen vermöge
der Nietschienen 26 und 26,', welche Sperrzahnprofil aufweisen, umgebogen und völlig
ins Holz zurückgeführt. Der außerordentlich starke Druck der dicken Nägel wird dadurch
aufgehoben, daß die Bewegung der Nietschienen entgegengesetzt zueinander verläuft,
so daß keine einseitigen Drücke auf das Maschinengestell und auf die Getriebeteile
zur Ausübung gelangen. Beim Wiederhochgange des Hammerbalkens «erden durch die Nageldrehschieber
S (vgl. den unten folgenden Abschnitt IV über Nagelzuführung) selbsttätig frische
Nägel den Hammerkästen 28 der Traverse 27 zugeführt, und zwar beim zweiten Hube
des Hammerbalkens im Beispielsfalle nur acht Stück. Ohne neue Einschaltung von Hand
vollzieht sich vermöge des noch unten zu beschreibenden Schaltgetriebes nach entsprechender
Teildrehung des Arbeitsringes 23 die zweite Nagelung, bis die Scheibe nach vierzig
Schlägen vollständig benagelt ist und sich um einen vollen Winkel von36o°gedrehthat,
d. h. in die Anfangsstellung zurückgeführt ist. Hierauf schaltet sich das Getriebe
selbsttätig aus, so daß das fertige Arbeitsstück aus der stillstehenden Maschine
entnommen und ein neues aufgespannt werden kann.
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III Die Antriebs- und Schaltvorrichtung In Abb. 7, 8 und 8,1
ist die Antriebs- und Schaltvorrichtung zur schrittweisen Drehung und Stillsetzung
des Werkstückringes 23 und zur Aufundniederbewegung des Hammerbalkens sowie zur
Hinundherbewegung des Nietbalkens während der Stillstandsperiode des Werkstückes
dargestellt.
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Wird, um die Maschine in Gang zu setzen, der Handhebel 31 im Sinne
des Pfeiles R der Abb. 7 bewegt, so wird der mit ihm verkeilte Nockenanschlag 32
aus der Bahn des Umschaltnockens 33 gezogen. Der Umschaltnocken 33 steht (vgl. Abb.
8,') unter der Wirkung einer Druckfeder 34 und wird infolgedessen nach Freigabe
durch Anschlag 3-2 in Richtung des in ihm eingezeichneten Pfeiles bewegt. Am Umschaltnocken
33 ist der Randsegmentkeil 35 befestigt, der in einer zylindrischen Aussparung der
auf der Maschinenhauptwelle io aufgekeilten Umschaltbüchse 36 ruht. In der Umschaltstellung
des Nockens 33 (ausgezogene Stellung der Abb. 8-') liegt der Keil 35 in der zylindrischen
Aussparung der Büchse 36 versenkt. In der Einschaltstellung (strichpunktierte Stellung
der Abb. 8`1) springt er mit einem Teil seiner Mantelfläche aus dem Umfange der
Umschaltbüchse 36 hervor und bildet einen Anschlag für die Mitnehmer 37 des vom
Antriebsmotor aus in der unter II beschriebenen Weise angetriebenen Stirnzahnrades
ii, so daß bei Drehung dieses Stirnzahnrades ii vom Antriebsmotor aus die Umschaltbüchse
36 und die Hauptantriebswelle io der Maschine mitgedreht wird. Bei der Drehung der
Welle io findet in der in Abb. 2 dargestellten Werkstückstellung die erste Nagelung
mit zehn Nägeln beim ersten Hammerbalkenhub statt, gleichzeitig auch die Umbiegung
der Nagelspitzen durch die Nietbalken 26 und 26-' (vgl. Abb. 5 und 6). Um die Nietbalken
26 und 26a von der umlaufenden Welle io aus in Hinundhergang zu versetzen, sind
auf der Welle io Daumen 38 und 38#' aufgekeilt, welche auf einer Welle 39 sitzende
Winkelhebel 40 und 40,' ausschwingen, die ihrerseits um Bolzen 41 und 4i schwingende
waagerechte Winkelhebel 42 und 42#', welche an den Nietbalken angelenkt sind, antreiben.
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Nach erfolgtem Niedergange des Hammerbalkens 4 und Hinundhergange
der Nietbalken 26 und 26,' wird durch einen auf der Umschaltbüchse 36 vorgesehenen
Nocken 43 ein um Zapfen 44 schwingender Hebel 45 verschwenkt. Hebel 45 ist durch
dessen Arm 46 und Lenkstange 47 mit einem um Zapfen 48 schwingenden Arm 49 verbunden.
Dieser Arm 49 bildet Anschlag für den Umschaltnocken 5o
einer Umschaltbüchse
51 der Welle 52. Diese Umschaltbüchse 51 ist in gleicher Weise ausgebildet
wie die Umschaltbüchse 36. Bewegt sich demnach der Anschlagarm 49 aus der Bahn des
Umschaltnockens 5o, so findet Kupplung zwischen der Umschaltbüchse 51 und einem
umlaufenden Stirnzahnrad 53 statt, dessen Antrieb vom Motor 2o aus (Abb. 6) über
Welle 14 erfolgt. Auf der Welle 52 sitzt das Kegelrad 54 (Abb.6), das jetzt angetrieben
wird und das Kegelrad 55 der senkrechten Welle 56 antreibt, auf deren oberem Ende
das Antriebsritzel 25 für den Werktisch befestigt ist. Dadurch wird der Werkstücksring
23, der mit in das Ritzel 25 eingreifender Verzahnung 22 versehen ist, in Umlauf
versetzt. Die Drehung des Ringes 23 erfolgt um einen Sektorabstand des Werkstückes.
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Die Stillsetzung nach einer Sektordrehung findet in folgender Weise
statt: Wenn die Hauptwelle zo eingeschaltet ist, bewegt sich der Hammerbalken nach
unten. Auf der Hauptwelle zo sitzt nun ein mit der Kurbel verbundener Hubdaumen
57 (Abb.7). In bestimmter Drehstellui3g der Welle io trifft dieser Hubdaumen 57
auf einen mit dem Handgriff 31 verbundenen Arm 58 und führt dadurch den Handgriff
z in seine Ausschalt- und Sperrstellung zurück. Dadurch wird verhindert, daß für
den Fall, daß durch Getriebestörungen der Werkstücktisch sich nicht drehen sollte,
der Hammerbalken erneut niedergehen und Nägel auf die vorher eingeschlagenen Nägel
treiben könnte. Diese Sicherung bleibt so lange bestehen, bis auf die im folgenden
beschriebene Weise die selbsttätige Wiedereinschaltung erfolgt.
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Auf dem Kegelrad 55 sind in einer Durchmesserebene zwei Stehbolzen
59 und 6o befestigt. Auf einer parallel zu diesen Stehbolzen liegenden Welle
61 ist ein Nocken 62 befestigt mit einem Hebelarm 63. Nach einer Hebeldrehung des
Kegelrades 55 stößt einer der Bolzen 59 oder 6o gegen den Anschlag 62, verschwenkt
diesen und dadurch den Hebelarm 63. Dieser führt durch Lenkstange 64, die am Handgriff
31 angreift, den Handgriff in die Einschaltstellung (rechte Stellung Abb. 7) zurück,
so daß nunmehr ein Hammer- und Nietbalkenhub stattfinden kann, und zwar in der Ruhestellung
des Zahnkranzes nach erfolgter Drehung um einen Sektor desselben, so daß nunmehr
die zweite Nagelung (Hub II) im Beispielsfalle mit acht Nägeln stattfindet. Zwischen
den nächsten aufeinanderfolgenden Hüben spielt sich der gleiche automatische Schaltvorgang
ab, so daß bei Hub III im Beispielsfalle neun Nägel, bei Hub IV im Beispielsfalle
wieder acht Nägel eingetrieben werden. Auf den Hub IV erfolgt dann wieder die gleiche
Serie von Hüben I bis IV. Der Winkel zwischen zwei aufeinanderfolgenden Hüben beträgt
im Beispielsfalle g', so daß nach insgesamt vierzig Hüben oder Schlägen der Flansch
eine volle Umdrehung von 36o' zurückgelegt hat und voll benagelt ist.
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In diesem Augenblicke schaltet sich die Maschine selbsttätig aus.
Das geschieht durch einen auf dem Zahnkranz 23 befestigten Nocken 65 (Abb. 7), welcher
in der Drehendstellung des Werkstücktisches gegen einen Winkelhebel 66
anschlägt,
der durch Lenkstange 67 wiederum mit Handgriff 31 verbunden ist und diesen in seine
Sperrstellung zurückführt.
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Um den werkstücktragenden, schrittweise geschalteten Drehring auch
leer laufen lassen zu können, ist eine besondere Vorrichtung vorgesehen. Diese besteht
aus einem Schaltgriff 68 (Abb. 7 und 8), der durch Lenkstange 69 mit dem um Zapfen
70 schwingenden Hebelsystem 71 und 71' verbunden ist, welcher in eine Nabe
des Anschlagarmes 62 eingreift. Beim Ziehen des Handgriffes 68 wird demnach der
Anschlag 62 hochgehoben und aus der Bahn der Stehbolzen 59 und 6o gebracht, so daß
der Handgriff 31 nicht in die Einschaltstellung des Hammerbalkengetriebes zurückgeführt
wird, d. h. der Hammerbalken ausgeschaltet bleibt.
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Auf der Verbindungsstange 69 sitzt aber ferner ein Anschlagring 72,
der gegen das untere Ende des Schwenkarmes 46 bei der Verschiebung der Verbindungsstange
69 vom Handgriff 68 aus stößt, infolgedessen den Anschlagarm 49 durch Verbindungsstange
47 ausrückt, so daß die Kupplung zwischen Welle 52 und Zahnrad 53 herbeigeführt
wird. Demnach läuft der das Werkstück tragende Zahnkranz 23 leer um, ohne daß der
Hammerbalken in Tätigkeit tritt.
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IV Die Schaltung der Nagelverteilungsschieber vom Hammerbalken aus
Die Schaltung der in Abb. zo schematisch dargestellten Nagelverteilungsschieber
erfolgt vom Hammerbalken aus in der in den Abb. 9 und zo dargestellten Weise. Die
Nagelverteilungsschieber S sitzen auf parallelen Achsen 73, die Schraubenräder 74
tragen. Diese stehen in Eingriff mit den Schraubenrädern 75 einer durchlaufenden
Welle 76. Die schrittweise Drehung dieser Welle 76 (im Beispielsfalle um einen Drehungswinkel
von jeweils go°) findet durch ein auf ihr befestigtes Sperrzahnrad 77 statt, in
welches eine Klinke 78 eingreift, die beim Niedergange des Hammerbalkens 4 durch
an diesem befestigte Lenkstange 79 und auf Welle 76 sitzenden Kurbelarm 8z, an dem,
sie aufgehängt ist, gedreht wird. Bei jedem Niedergange des Hammerbalkens werden
also die Nagelschieber um go' gemeinsam geschaltet.
V Um die Höhenlage
des Hammerbalkens und damit den Hammerhub voreinstellen zu können, ist der Hammerbalken
4 nicht starr mit seinen Gleit- oder Führungsstücken 7, 7,= verbunden, sondern höheneinstellbar.
Zu diesem Zwecke (Abb. ii) greift der Hammerbalken 4 mit Führungsleisten 82 bzw.
82#t zwischen die Führungsbacken 7 bzw. 7a. In einem Führungsbacken, z. B. 7, ist
eine Hohlspinde183 gelagert, welche durch eine mit ihr auf Drehung gekuppelte Welle
84 gedreht werden kann, dabei aber längs dieser Welle 84 gleiten kann.
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Auf der Außengewinde tragenden Hohlspindel 83 sitzt die mit der Führungsleiste
82 des Hammerbalkens 4 verbundene Mutter oder Gewindebüchse 85. Wird die Hohlspindel
83 durch die Welle 84 gedreht, so verschiebt sich die Mutter 85 und auch damit der
Hammerbalken 4 im Führungsstück 7, wodurch die Höheneinstellung des Hammerbalkens
erfolgt. Die Drehung der Welle 84 kann durch Schnekkengetriebe 86 vom Antriebsmotor
aus erfolgen. Gleichzeitig kann bei der Drehung der Welle 84 auch die Höheneinstellung
der Hammerkastentraverse 27 erfolgen, indem auf dem unteren, mit Gewinde versehenen
Ende 87 der Welle 84 die Mutter oder Gewindebüchse 88 des Hammerkastenrahmens 27
sitzt, so daß durch Drehung der Welle 84 gleichzeitig eine Verschiebung des Hammerkastenrahmens
27 erfolgt.