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Verfahren und Vorrichtung zum maschinellen Heften mit U-förmigen Drahtklammern
Bei dem maschinellen Heften mit U-förmigen Drahtklammern für Buchbinderzwecke und
für die Herstellung von Verpackungsmitteln, insbesondere auch von Bretterkisten,
Lattenkisten, sogenannten Drahtbundkisten, Körben o. dgl., ist es bekannt, den Heft-
oder Klammerdraht von einer Spule aus selbsttätig dem Heft- oder Klammerstempel
zuzuführen und :den Draht dann maschinell zu einer Heftklammer zu formen sowie in
das Werkstück einzutreiben, Bisher wird der Vorratsdraht, aus dem man die Klammern
herstellt, schrittweise bewegt und der Klammerform- und Eintreibvorrichtung mit
Unterbrechungen dargeboten. In der Regel verwendet man dazu Förderwalzen, die ebenfalls
mit Unterbrechungen gedreht werden. Es wurde zwar schon vorgeschlagen, die Förderwalzen
für .den Draht ununterbrochen mit gleichmäßiger Geschwindigkeit zu drehen, aber
man schiebt auch dabei den Draht selbst den Werkzeugen schrittweise, also mit Unterbrechungen,
zu.
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Die bisherige Arbeitsweise besteht also darin, ein zur Herstellung
einer Klammer ausreichendes Drahtstück unter den Heft-oder Klammerstempel zu bringen,
dann den Drahtvorschub zu unterbrechen und nun die Werkzeuge arbeiten zu lassen,
um das Drahtstück abzuschneiden, zur Klammer zu formen und diese in das Werkstück
einzutreiben. Erst wenn der Klammerformstempel und der Treiber wieder angehoben
sind, wird der Draht wieder in den Bereich der Werkzeuge vorgeschoben.
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Der schrittweise Vorschub des Drahtes zu den Werkzeugen zeigt beachtliche
Mängel. Der Bewegungswechsel (Vorschub und Stillstand) erfolgt sehr rasch bzw. plötzlich,
und er hat zur Folge, daß die Schenkel der Klammern sehr häufig nicht von gleicher
Länge sind. Darunter leidet :die Güte der Verbindung einmal an und für sich schon,
und noch besonders deshalb, weil eine solche Klammer beim Eintreiben leicht verbogen
werden kann, so daß Fehlheftungen entstehen. Ein weiterer Nachteil der bekannten
Arbeitsweise besteht in der Beschränkung der Geschwindigkeit, mit der die Maschine
arbeiten, also die einzelnen Heftungen aufeinanderfolgen lassen kann.
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Gemäß der Erfindung soll nun der in seiner Längsrichtung laufende
Heftdraht nicht schrittweise selbsttätig zugeführt werden, sondern sein Vorschub
soll immer, d. h. auch im Arbeitsbereich der Werkzeuge, ohne irgendwelche Unterbrechungen
mit gleichmäßiger Geschwindigkeit erfolgen. Dabei wird das sich in den Bereich des
Klammerform-und Eintreibstempels vorschiebende vordere Drahtende aus seiner normalen
Bahn abgelenkt und seitlich an dem arbeitenden Stempel vorbeigeführt. Sobald letzterer
auf seinem Rückhube die Bahn des Drahtes freigegeben hat, wird dieser selbsttätig
in seine
normale Bahn unter den Stempel zurückgelenkt. Während eine
der Klammern geformt und eingetrieben wird, steht also jetzt der Draht nicht mehr
still, sondern das für die nächste Klammer erforderliche Stück wird schon in die
Heftvorrichtung eingeführt, je-
doch am Stempel vorbeigeschoben. Während des
Rückhubes des Stempels legt es sich von selbst in die Arbeitsbahn und wird bei dem
sofort folgenden nächsten Arbeitshube des Stempels abgetrennt, geformt und eingetrieben.
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Das neue Arbeitsverfahren bietet zunächst volle Gewähr dafür, daß
die Schenkel der Klammern stets die gleiche Länge haben und daß infolgedessen Fehlheftungen
zuverlässig ausgeschlossen sind. Ferner ist es möglich, den Stempelhub zu verringern,
denn in dem Augenblick, in welchem der Stempel den seitlich weggeschobenen Draht
freigibt, ist die Arbeitsbereitschaft wiederhergestellt. Hieraus und aus dem gleichmäßigen,
unterbrechungslosen Vorschub des Drahtes ergibt sich ferner der wichtige Vorteil,
daß die Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine bedeutend gesteigert werden kann. Die
Leistung der nach dem neuen Verfahren arbeitenden Maschine ist nahezu doppelt so
groß wie die der bekannten Maschinen.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist auf der Zeichnung
dargestellt. Es sind: Fig. i eine Seitenansicht der Maschine, die zugleich den Antrieb
der arbeitenden Teile von einer Hauptwelle aus erläutert, Fig. 2 eine vergrößerte
Seitenansicht einer Klammerform- und Eintreibvorrichtung, Fig. 3 ein nochmals vergrößerter
senkrechter Schnitt durch Teile der Vorrichtung, Fig. q. eine vergrößerte Seitenansicht
(bei abgenommener Stirnplatte), worin der Klammerformer sich am oberen Hubende befindet,
Fig.5 eine gleiche Ansicht, in der der Klammerformer im Begriff ist, den Vorratsdraht
abzuschneiden und das abgeschnittene Stück zu biegen, Fig. 6 eine gleiche Ansicht,
- worin das Drahtstück abgeschnitten und über den Amboß gebogen ist, Fig. 7 eine
gleiche Ansicht mit fertig gebogener Klammer, Fig.8 ein vergrößerter Grundriß nach
Linie 8-8 von Fig. 2 und q., Fig. 9 bis 13 Darstellungen von Einzelheiten nach Linie
9-9 der Fig. 5, Linie io-io der Fig. 6, Linie i 1-i i .der Fig. 7, Linie 12-.12
der Fig. i i und Linie 13-13 der Fig. 12.
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Gemäß Fig. i werden die Klammerform-und Eintreibvorrichtungen und
deren Antriebsteile von einem Maschinengestell i (Seitenteile mit geeigneten Querverbindungen)
getragen. Der Vorratsdraht :2 befindet sich beispielsweise auf einer Spule 3, die
mittels Laschen q. an einer waagerechten Stange 5 aufgehängt ist. Die Stange 5 erstreckt
sich quer über die Maschine und wird von Ständern 6 gehalten, die durch Arme 7 gegen
das Maschinengestell i abgestützt sind. Passende Querstangen dieses Gestelles tragen
einen Werktisch 8 für die zu bearbeitenden Werkstücke. Der Tisch kann, wie gezeichnet,
ortsfest sein oder die Form einer endlosen Förderkette haben oder aber in sonstiger
Weise beweglich eingerichtet sein, um das Werkstück unter der Klammerform- und Eintreibvorrichtung
vorbeizubewegen. Die Maschine kann mehrere solcher Vorrichtungen besitzen, um zu
gleicher Zeit eine Reihe Klammern in das Werkstück einzutreiben. Für jede Form-
und Eintreibvorrichtung ist dann eine Drahtspule 3 vorgesehen.
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Die Klammerform- und Eintreibvorrichtungen werden von einem feststehenden
Balken 9 getragen, der am Maschinengestell i befestigt ist. Ein zweiter Balken io
kann in Führungen i i des Gestelles i senkrecht auf und ab bewegt werden, und zwar
beispielsweise mittels einer Schubstange 12 durch ein Exzenter 13 der Hauptwelle
1q., die in geeigneter Weise angetrieben wird.
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Gemäß Fig. 2 und 3 besitzt jede Klammerform- und Eintreibvorrichtung
einen unteren Rahmen 15 und einen oberen Rahmen 16, die an den Balken 9 und io abnehmbar
und einstellbar befestigt sind. Der Rahmen 15 wird am ortsfesten Balken 9 durch
eine Klemmplatte 17 und der Rahmen 16 am auf und ab steigenden Balken io durch eine
Klemmplatte 18 festgehalten.
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Der Draht?, wird dem unteren Rahmen 5 durch Förderwalzen i9
und 2o zugeführt, von denen die erstere fest auf einer Welle 2i sitzt, die im Maschinengestell
i ruht und in noch anzugebender Weise ununterbrochen gedreht wird. Die Förderwalze
2o sitzt lose auf einer Welle 22, die in einem Arm 23 des Rahmens 15 ruht und durch
eine Feder zur Welle 2i hingedrückt wird. Um eine zuverlässige Drehung beider Förderwalzen
i9, 2o sicherzustellen, sind diese mit Zahnrädern 2q., 25 ausgerüstet.
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Gemäß Fig. i wird die Welle 21 ununterbrochen mittels eines auf ihr
befestigten Kettenrades 26 gedreht, dessen Kette 27 von einem Kettenritzel 28 auf
der Hauptwelle 14 bewegt wird.
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Gemäß Fig. q. wird der Draht :2 mittels der Förderwalzen i9, 2o durch
ein Führungsrohr 29 hindurchgeschoben, das von einem am Rahmen 15 befestigten Klotz
30 gehalten wird.
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Von dem festen Führungsrohr 29 gelangt der Draht 2 in ein biegsames
und nachgiebiges Führungsrohr 31, das an dem Klotz 30 mittels
einer
Stellschraube 32 festgehalten wird. Das Führungsrohr 31 geht vom Klotz 30 in eine
Aussparung des unteren Rahmens 15
hinein, und wenn es sich in normaler, nicht
gekrümmter Lage befindet, bringt es den Draht über ein ortsfestes Messer 33 und
einen Amboß 35. Das Messer 33 besitzt eine schräge, unter einem für die Bildung
der Klammerenden geeigneten Winkel stehende Schneidkante 3.4 und wird in der Aussparung
des Rahmens 15 durch Bolzen oder Schrauben festgehalten. Das Führungsrohr
31 gestattet in der nachstehend beschriebenen Weise ein Abbiegen des Drahtes aus
seiner normalen Bahn und die Rückkehr in diese zwecks Abschneidens und zwecks Biegens
über dem Amboß 35.
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Zur Herstellung einer Klammer aus dem Ende des das Führungsrohr 31
überragenden und über dem Amboß 35 hinweggehenden Drahtes ist ein Klammerstempel
36 vorgesehen, der eine Schneidkante 37 besitzt, die passend zur Schneidkante
34 des ortsfesten Messers 33 verläuft, tun den Draht beim Abwärtsgange des Stempels
36 abzuschneiden. Zwecks Aufnahme des abgeschnittenen Drahtstückes besitzt der Stempel
36 auf seiner Unterseite gewöhnlich Nuten 38, deren Tiefe gleich dem Drahtdurchmesser
ist. Wenn also der Stempel 36 auf den Amboß 35 gesenkt ist, liegt der Draht, durch
den Amboß 35 gesichert, in den Nuten38.
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Um .das Drahtstück über den Amboß 35 zu biegen, besitzt der Stempel
316 eine verlängerte seitliche Aussparung 39 mit einander gegenüberliegenden
Längsnuten4o, von denen jede die Tiefe des Drahtdurchmessers hat und mit einer der
waagerechten Nuten 38 am unteren Ende des Stempels in Verbindung steht. Beim Nuten
Abwärtsgange des Stempels wird das in den . 38 liegende Drahtstück über den Amboß
35 hinübergebogen, wobei sich die Drahtenden in die Nuten 40 hineinlegen.
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Gemäß Fig. 3 ist zwecks Niederdrückens des Stempels 36 eine unter
Federdruck stehende Klaue 41 angeordnet, deren oberes Ende drehbar an einem Klotz
42 sitzt, der an einem Ansatz 43 des oberen Rahmens 16 befestigt ist (Fig. 2). Das
untere Klauenende liegt unmittelbar über dem Oberende des Stempels 36. Wenn also
der obere Rahmen 16 sich senkt, wird auch der Stempel 36 nach unten geschoben
und biegt das Drahtstück über den Amboß 35 hinweg.
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Der Stempel 36 wird nicht zwangsläufig und nicht bis zur Oberfläche
des Werkstückes liernnterbewegt, sondern nach der Herstellung der Klammer wird die
Klaue 41 außer Eingriff mit dem oberen Ende des Stempels 36 gebracht. Das geschieht
mittels eines Stiftes .t-. an der Klaue, der mit schrägen Hubflächen 45 an Rippen
46 einer Stirnplatte des unteren Rahmens 15 zusammentrifft. Um den Klammerstempel
-nachgiebig auf das Werkstück zu senken und diesem die Klammer zuzuführen, ist der
Stempel 36 mit einer L-förmig gebogenen Stange 47 ausgerüstet, deren oberes Ende
durch eine Bohrung in einem Ansatz 43 des Rahmens 16 hindurchragt. Zwischen den
Ansatz 43 und einen Bund 49 der Stange 47 ist eine Schraubenfeder 48 eingeschaltet.
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Der Amboß 35, über den die Klammer gebogen wird, steckt in einem Amboßhalter
5o, der in einer Aussparung 5, des Rahmens 15 an einem Bolzen 52 aufgehängt
ist (Fig. 3). Zum Ausschwenken des Ambosses ist eine Ausklinkführung 53 an einer
Stange 54 des Klotzes 42 befestigt, die auf eine Schrägfläche 55 des Amboßhalters
5o treffen kann und dadurch den Amboß 35 unter der fertigen Klammer wegzieht, so
daß diese vom Stempel 36 gesenkt werden kann, um ihre Spitzen auf das Werkstück
zu setzen, in das sie einzutreiben ist.
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Die so auf das Werkstück aufgesetzte Klammer muß ,dann rasch eingetrieben
werden. Für diesen Zweck ist ein Treiber 56 vorgesehen, der in die Seitenaussparung
39 des Stempels 36 hineingreift und an der Stange 54 befestigt ist.
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Bei .der Abwärtsbewegung des Balkens ao und des oberen Rahmens 16
senkt sich der Klammerstempel 36 und biegt das Drahtstück über den Amboß 35. Letzterer
wird dann unter der fertigen Klammer hinweg zuriickgeschwenkt, und der Klauenstift
44 trifft auf die Schrägfläche 45 der Rippe 46, so daß die Klaue 41 vom Stempel
36 abgezogen wird. Bei der weiteren Abwärtsbewegung des Balkens io bringt der Stempel
36 die Klammer auf das Werkstück, der Treiber 56 erfaßt die Klammer und treibt-
sie in das Werkstück hinein bzw. durch dasselbe hindurch. Die Spitzen der Klammer
werden beim Heraustreten aus dem Werkstück umgebogen. Zu diesem Zweck ist senkrecht
unter dem Treiber eine geeignete Unterlage unterhalb des Werkstückes angeordnet.
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Wenn der Balken io und der obere Rahmen 16 sich in ihrer tiefsten
Stellung befinden, hat der Stift 44 der Klaue 4i die Hubfläche 45 der Rippe 46 überschritten,
und die Klauennase 57 greift unter den Hakenansatz 58 des Stempels 36. Infolgedessen
nimmt die Klaue 41 den Klammerstempel sofort mit; wenn sich der Rahmen 16 nach oben
bewegt, und zwar so lange, bis der Stift 44 auf eine Hubfläche 59 an der
Rippe 46 trifft, welche die Klauennase 57 unter dem Hakenansatz 58 wegzieht. Die
Klaue 41 steigt dann mit dem oberen Rahmen 16 zusammen weiter, bis sie
über
die Hubfläche 45 hinweg wieder einschwenken kann und in. die in Fig. 3 gezeigte
Stellung über dem oberen Ende des Stempels 36 zurückkehrt. Während die Klaue 41
sich hebt, bewegt sich auch der Treiber 56 in der Aussparung 39 des- Stempels 36
aufwärts, und wenn die Klauennase 57 vom Hakenansatz 58 ausgelöst ist, trifft das
obere Ende des Treibers 56 gegen den oberen Abschluß der Aussparung 39 des Stempels
36 und hebt diesen bis über den Amboß 35, worauf die Ausklinkführung 53 den Amboßhalter
50 schwenkt und den Amboß 35 zwecks Herstellung einer neuen Klammer unter den Stempel
36 bringt.
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Die 'Förderwalzen i9 und äo führen den Spulendraht 2 ununterbrochen
mit gleichbleibender Geschwindigkeit zu. Die Drehgeschwindigkeit der Walzen ig,
2o kann geregelt werden, um die Länge des bei jeder Umdrehung der Hauptwelle 14,
während der das Formen und Eintreiben einer Klammer erfolgt, vorzuschiebenden Drahtstückes
zu bestimmen. Die Regelung der 'Umlauf-. geschwindigkeit der Walzen 19,2o kann durch
Auswechseln des Kettenritzels 28 auf der Hauptwelle 14 oder durch Auswechseln des
großen Kettenrades 26 auf der Welle 21 oder aber durch Auswechseln der Förderwalzen
i9, 2o selbst erfolgen.
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Gemäß Fig. 4 bis i i ist Vorkehrung getroffen, um die ununterbrochene
Zuführung des Spulendrahtes während der Herstellung und des Eintreibens einer Klammer
zu ermöglichen. Nach Fig. 4 und 8 wird der Draht 2 über das ortsfeste Messer 33
und den Amboß 35 sowie unter den Stempel 36 gebracht. Wenn letzterer aus seiner
Stellung nach Fig.4 in die nach Fig.5-abwärts geht, setzt sich die Drahtförderung
seitlich vom Amboß 35 fort. Wenn die Schneidkante 3.7 des Stempels 36 die Schneidkante
34 des festen Messers 33 (Fig. 5 und@g) erreicht, liegt die genaue Drahtlänge für
eine Klammer über dem Amboß 35, und sie wird dann von den Schneiden 34,37
abgetrennt. Beim weiteren Abwärtsgange erfolgt das Biegen des abgeschnittenen Drahtstückes
über den Amboß gemäß Fig.6 und 7. Während des Senkens des Stempels 36 und seines
sich anschließenden Aufsteigens in die Stellung nach Fig.4 wird der Draht gemäß
Fig. i i weiter vorgeschoben. Der Stempel 36 besitzt eine schräge Fläche
6o, die das vordere Drahtende quer zur Eintreibrichtung der Klammern auf die Vorderseite
des Stempels wegschiebt. Dieses Abbiegen des Drahtes mittels der Fläche 6o wird
durch die Biegsamkeit des Führungsrohres 31 ermöglicht, das sich zusammen mit dem
Draht abbiegt, jedoch. ein nachteiliges Krümmen des letzteren verhindert. In dieser
Weise schiebt sich der Draht :2 auf der Vorderseite des Stempels 36 so weit vor,
wie es die gestrichelten Linien in Fig. i i angeben. Sobald dann der Stempel bis
über den Draht 2 gestiegen ist, bringt das Führungsrohr 31 infolge seiner Biegsamkeit
den Draht aus der Stellung nach Fig. i i in die nach Fig. g.' Damit gelangt
der Draht unter den Stempel 36 und über den Amboß 35, also in die Lage, in der er
beim nächsten Abwärtshube des Stempels abgeschnitten und umgebogen werden kann.
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Um die Bewegung des Drahtes :2 unter den Stempel 36 und über den Amboß
35 zu unterstützen, soll die Innenseite der Stirnplatte 6i gemäß Fig. i i bis 13
mit einem Führungskanal 62 versehen sein, der ein gekrümmtes Ende 63 besitzt, an
dem entlang sich das Drahtende zum Stempel 36 und Amboß 35 hin krümmt, wie die gestrichelten
Linien in Fig. i i es zeigen.
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Gemäß Fig. 7 ist am Rahmen 15 unmittelbar über dem Führungskanal
für den Draht 2 eine Schiene 64 befestigt. Sie wirkt dort, wo der Draht das Führungsrohr
31 verläßt, und verhindert das Ansteigen .des Drahtes mit dem Stempel
36 infolge der Reibung zwischen der Außenfläche des Stempels und dem Draht.
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Da der Draht ununterbrochen in die Klammerform- und Eintreibvorrichtung
gefördert wird, steht unmittelbar nach der Fertigstellung .und dem Eintreiben einer
Klammer schon das - Drahtstück für die nächste Klammer bereit. Dadurch wird der
Vorteil erreicht, daß der Stempelhub erheblich verringert werden kann. Dieser braucht
nur so groß zu sein, daß der Stempel von dem in Bereitschaft befindlichen Drahtende
frei, also .genügend abgehoben wird.
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Zu beachten ist, daß das nachgiebige Führungsrohr 3x das vorgeschobene
Drahtende seitlich unter den Stempel bringt, ohne daß eine Unterbrechung des Längsvorschubes
des Drahtes eintritt.
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Die Arbeitsweise der Maschine ergibt sich aus den obigen Erläuterungen.
Bei jedem vollständigen Umlauf der Hauptwelle 14 wird eine Klammer hergestellt und
eingetrieben, und alle Drähte :2 werden ununterbrochen in die Klammerform- und Eintreibvorrichtungen
eingeführt. Während der Herstellung und des Eintreibens einer Klammer wird der Draht
aus seiner gewöhnlichen Bahn durch die Schrägfläche 6o des Stempels 36 abgelenkt
und seitlich an letzerem vorbeigeführt, und zwar mit dem biegsamen Führungsrohr
31. Hat sich der Stempel 36 über den Draht 2 gehoben, so schwingt das Führungsrohr
31 in die Normalstellung zurück und bringt den Draht 2 in die Arbeitsstellung für
den nächsten Stempelabwärtsgang.
Die neue Vorrichtung eignet sich
insbesondere für die Kistenherstellung, läßt sich aber auch bei anderen Maschinen
anwenden, wo das Formen und Eintreiben von Klammern gefordert ist. Die Vorrichtung
läßt sich ferner zur Herstellung von Klammern als Handelsware benutzen; in diesem
Falle stößt der Treiber die geformten Klammern in einen geeigneten Behälter- aus.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel,
sondern gestattet auch abweichende Gestaltungen.