DE69215541T2 - Vorrichtung zur herstellung einem gitterträger - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Binders, einen Pressenkopf, der in dieser benutzt wird, und ein Verfahren zur Verbindung von Holzelementen untereinander.
• Bis in die jüngste Zeit wurden Dachbinder ausschließlich von Hand gefertigt. Im Verlaufe der Jahre wurden jedoch verschiedene Entwicklungen gemacht, die den Fertigungsprozeß unterstützt haben. Beispielsweise sind Maschinen mit einer Vielzahl von Pressenköpfen, die jeweils einen integralen Tisch haben, entwickelt worden, bei denen die Pressenköpfe und die Platten von Hand an den Knotenpunkten der Binder positioniert und festgeklemmt werden. Die Elemente, die den Binder bilden, werden auf den Platten positioniert, und dann werden alle Pressenköpfe gleichzeitig und von einer zentralen Steuerung aus betätigt, um Dübel in die Knotenpunkte zu pressen, um so eine selbsttragende Konstruktion zu schaffen. Ein anderer Typ einer bekannten Vorrichtung besteht aus getrennten Platten und Pressenköpfen, bei der zuerst die Platten an den geforderten Knotenpunkten ausgelegt werden (oft werden sie der Einfachheit halber zusammengebunden, um lange, durchgängige Abschnitte zu bilden) und dann hängende oder am Boden montierte Pressenköpfe einzeln an den einzelnen Knotenpunkte in Position gebracht und betätigt werden. Ein weiterer Typ einer bekannten Vorrichtung besteht aus einer massiven Walze, die dazu genutzt wird, Knotenbleche in die Knotenpunkte zu pressen. Die Platten werden durch Einschlagen leicht an den Knotenpunkten befestigt, und dann wird die gesamte Bindereinheit in den Walzenmechanismus eingeführt, der etwa wie eine Mangel wirkt, um die Dübel oder Knotenbleche in die Knotenpunkte zu pressen und die Binderelemente untereinander zu verbinden.
• Bekannt ist auch die Arbeit mit einem langen Bindertisch, auf dem von Hand an den erforderlichen Stellen Anschläge angeordnet werden, an und zwischen alle Knotenpunkte durchgängige Platten gelegt werden und dann eine fahrbare Balkenpresse über den Binder geführt wird, die unter manueller Steuerung an jedem Knotenpunkt angehalten wird und die Knotenpunkte zusammenpreßt. US-PS Nr. 4943038 legt einen ähnlichen Tisch zur Bindermontage offen, der eine Vielzahl von Sektionen hat, in denen jeweils eine Vielzahl von Aufspannanschlägen vorhanden ist, die so positioniert werden können, daß die Binderelemente auf dem Tisch genau im Verhältnis zueinander positioniert werden können, bevor die Verbindung erfolgt. Die Aufspannanschläge werden jeweils durch eine Leitspindel positioniert, die durch einen Handbohrer angetrieben wird. Aber obwohl jeder dieser Aufspannanschläge durch eine kraftbetriebene Vorrichtung positioniert wird, müssen diese Vorrichtungen von Hand betätigt werden und muß folglich jeder Aufspannanschlag einzeln gehandhabt werden.
• Es gab bereits einige Versuche, die Fertigung von Bindern zu automatisieren, und US-PS Nr. 3599562 legt einen solchen Versuch offen. Bei der offengelegten Vorrichtung wird eine Vielzahl von kraftbetriebenen Presseneinheiten regelbar zur Bewegung in die gewünschten Positionen getragen, in denen die Holzkomponenten eines Binders angeordnet sind. Die Presseneinheiten drücken Nagelbleche in die Holzkomponenten ein, um die Holzelemente untereinander zu verbinden. Die Umstellung von einer Form einer Binderbaugruppe auf eine andere wird durch Antriebsmittel in Form von Elektromotoren ermöglicht, die über Antriebsübertragungsketten mit den Presseneinheiten verbunden sind, um die Presseneinheiten automatisch entsprechend der Art des zu montierenden Binders zu positionieren. Die Pressenköpfe stehen aber über die Ebene der Vorrichtung vor, auf welche die Holzkomponenten aufgelegt werden, und es ist daher außerordentlich schwierig, den montierten Binder von der offengelegten Vorrichtung abzunehmen.
• Folglich ist die bekannte Vorrichtung zur Unterstützung bei der Fertigung von Bindern zeitraubend in der Betätigung und arbeitsintensiv. Durchschnittlich wird zum Einrichten der entsprechenden Vorrichtung zur Fertigung eines Postens identischer Binder eine halbe Stunde bis zu einer Stunde gebraucht. Das Pressen eines Postens von 8 bis 10 Bindern dauert im typischen Fall ebenfalls etwa eine halbe Stunde. Folglich beansprucht das Einrichten der Vorrichtung in der Regel mindestens 50% der Produktionszeit und verursacht damit einen beachtlichen Anteil der Kosten. Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, einen Binder genau und schnell zu fertigen. Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, die Arbeitskosten im Zusammenhang mit der Fertigung von Bindern zu senken.
• Die Erfindung sieht eine Vorrichtung zur Herstellung eines Binders vor, die eine Vielzahl von Pressenköpfen aufweist, die in einer einzigen Ebene um einen festen Bezugspunkt angeordnet sind und innerhalb der Ebene um den Bezugspunkt bewegt werden können, bei welcher die Pressenköpfe jeweils verbunden sind mit einem kraftbetriebenen Antriebsmittel und mit einem Steuerungsmittel, um das kraftbetriebene Antriebsmittel zu steuern und um automatisch die gewünschte Position jedes Kopfes im Verhältnis zum Bezugspunkt zu bestimmen, so daß jeder Kopf automatisch in die gewünschte Position gesteuert werden kann, und bei welcher jeder Pressenkopf eine Platte und eine zurückziehbare Preßwange aufweist, wobei jede Preßwange einen Preßwangenkopf hat und zwischen einer zurückgezogenen Position und einer Betriebsposition bewegt werden kann, in der sich die untere Fläche des Preßwangenkopfes über der oberen Fläche der Platte befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte, wenn sich die Preßwange in der Betriebsposition befindet, zum Preßwangenkopf hin angehoben werden kann, um eine Preßwirkung auf jedwede Binderelemente und Verbindungsglieder, die sich dazwischen befinden, auszuüben, und dadurch, daß sich in der zurückgezogenen Position die obere Fläche des Preßwangenkopfes in einer Ebene mit oder unter der oberen Fläche der Platte befindet.
• Vorzugsweise können die Platten und die Preßwangen alle gleichzeitig betätigt werden, obwohl es auch denkbar ist, daß die Platten und Preßwangen, entsprechend des zu fertigenden Binders, selektiv betätigt werden können. Vorzugsweise ist jeder Pressenkopf um eine Achse drehbar, die im Verhältnis zu der Stützstruktur, an der er befestigt ist, senkrecht zu der einen Ebene verläuft.
• Vorzugsweise weist die Vorrichtung außerdem eine automatische Zuführungseinrichtung auf, um Verbindungsglieder automatisch den Pressenköpfen zuzuführen. Das beschleunigt die Arbeitsweise der Vorrichtung bei der Fertigung einer Reihe von Bindern mit einer gegebenen Konfiguration.
• Die Erfindung sieht auch einen Pressenkopf zum Einsatz in einer Vorrichtung zur Herstellung eines Binders vor, der eine Platte und eine zurückziehbare Preßwange aufweist, wobei jede Preßwange einen Preßwangenkopf hat und zwischen einer zurückgezogenen Position und einer Betriebsposition bewegt werden kann, wobei sich in der Betriebsposition die untere Fläche des Preßwangenkopfes über der oberen Fläche der Platte befindet, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der zurückgezogenen Position die obere Fläche des Preßwangenkopfes in einer Ebene mit oder unter der oberen Fläche der Platte befindet und daß die Platte, wenn sich die Preßwange in der Betriebsposition befindet, zum Preßwangenkopf hin angehoben wird, um eine Preßwirkung auf jedwede Binderelemente und Verbindungsglieder, die sich dazwischen befinden, auszuüben.
• Vorzugsweise befindet sich die Preßwange angrenzend an die Platte, wenn sich diese in der zurückgezogenen Position befindet, und die oberen Flächen des Preßwangenkopfes und der Platte liegen im wesentlichen in einer Ebene. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn an der Platte wenigstens längs einer von deren Seiten Rahmenelemente angebracht werden, damit die Verbindungsglieder frei zwischen der oberen Fläche der Platte und den Binderelementen, die für die Herstellung eines Binders verwendet werden sollen, angeordnet werden können, wobei die Verbindungsglieder bei Betätigung des Pressenkopfes in die Binderelemente hineingepreßt werden. Noch vorteilhafter ist es, wenn die Rahmenelemente an der Platte längs dreier Seiten derselben angebracht werden, wobei die Platte vorzugsweise eine rechteckige Form hat. Dadurch erübrigt es sich, daß die Binderelemente auf den Verbindungsgliedern ruhen müssen, was zu Instabilität der Binderelemente während der Fertigung und dazu führen kann, daß die Verbindungsglieder aus der gewünschten Position bewegt werden, bevor das Pressen erfolgt.
• Vorzugsweise können die Rahmenelemente während der Arbeit der Pressenköpfe in eine Position zurückgezogen werden, in der die Rahmenelemente nicht über die obere Fläche der Platte vorstehen.
• Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Rahmenelemente lösbar an der Platte befestigt.
• Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden direkt oder indirekt an der Platte Haltemittel angeordnet, um während der Arbeit des Pressenkopfes wenigstens ein Balkenelement im Verhältnis zur Platte in Position zu halten. Vorzugsweise können die Haltemittel während der Arbeit des Pressenkopfes in eine Position zurückgezogen werden, in der die Haltemittel nicht über die obere Fläche der Platte vorstehen. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Haltemittel wenigstens eine pneumatisch betätigte Klemmvorrichtung in Zylinderform umfassen, um gegen ein entsprechendes Balkenelement zu drücken, um das Balkenelement festzuhalten. Im Idealfall sind die Haltemittel auf den Rahmenelementen angebracht, die sich auf der Platte befinden.
• Es werden nun Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
• Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
• Fig. 2 eine schematische Darstellung der Vorrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
• Fig. 3 eine perspektivische schematische Ansicht eines Pressenkopfes ist, der Teil der Vorrichtung aus Fig. 1 und 2 ist;
• Fig. 4a, 4b, 4c und 4d schematische Darstellungen sind, welche die Arbeitsweise des Pressenkopfes aus Fig. 3 zeigen;
• Fig. 5 eine schematische Schnittansicht einer Klemmvorrichtung ist, die in der Vorrichtung jeder der Fig. 1 bis 4 verwendet wird;
• Fig. 6 eine schematische Schnittansicht einer alternativen Klemmvorrichtung zur Verwendung in der Vorrichtung nach einer der Fig. 1 bis 4 ist;
• Fig. 7 eine Draufsicht einer Platte ist, die Teil eines Pressenkopfes ist, wobei an drei der Seiten Rahmenelemente angebracht sind;
• Fig. 8 eine schematische Ansicht einer pneumatischen Klemmvorrichtung zur Verwendung in der Vorrichtung nach einer der Fig. 1 bis 4 ist;
• Fig. 9a eine schematische Schnittansicht eines Rahmens zur Anbringung an der Platte von Fig. 7 ist;
• Fig. 9b eine schematische Frontansicht eines Teils des Rahmens von Fig. 9a ist, und
• Fig. 10a bis 10d schematische Darstellungen einer Vorrichtung zur Verbindung von Balkenelementen unter Einbeziehung einer Einrichtung zur automatischen Zuführung von Verbindungsgliedern zum Pressenkopf ist.
• Die Vorrichtung, die in Fig. 1 gezeigt wird, umfaßt eine quer verlaufende Stützstruktur 2 und eine quer verlaufende Führung 4, die parallel zur Stützstruktur 2 verläuft. Eine Vielzahl von längs verlaufenden Stützstrukturen 6 ist so angeordnet, daß ein Ende 6a jeder Stützstruktur 6 auf der Führung 4 gehalten wird und längs dieser bewegt werden kann. Das gegenüberliegende Ende 6b jeder Stützstruktur 6 wird auf einem mit Rädern versehenen Wagen (nicht gezeigt) oder einem anderen geeigneten Stützmittel gehalten, die eine Bewegung jeder der Stützstrukturen längs der Führung 4 ermöglichen.
• Auf den Stützstrukturen 2, 6 ist eine Vielzahl von Pressenköpfen 8 angebracht. Die quer verlaufende Stützstruktur 2 trägt eine Vielzahl von Pressenköpfen, von denen insgesamt acht in Fig. 1 gezeigt werden. Es wird gezeigt, daß jede der längs verlaufenden Stützstrukturen 6 zwei Pressenköpfe 8 trägt, ausgenommen die mittlere Stützstruktur 6', die nur einen einzelnen Pressenkopf trägt. Tatsächlich kann jedoch jede Stützstruktur 6 eine beliebige Zahl von Pressenköpfen tragen (im typischen Fall einen bis drei). Außerdem können die Pressenköpfe von den Stützstrukturen 6 abgenommen werden, so daß bei jeder Stützstruktur 6 Pressenköpfe hinzugefügt oder weggenommen werden können, um diese den jeweiligen Anforderungen der Konstruktion anzupassen. Jeder Pressenkopf 8, der sich auf den längs verlaufenden Stützstrukturen 6 befindet, kann um eine Achse 10 gedreht werden, die sich im wesentlichen in der Mitte, ausgehend von der Kante des Pressenkopfes, befindet (siehe Fig. 7). Die Pressenköpfe, die sich auf der quer verlaufenden Stützstruktur 2 befinden, müssen nicht, können aber auf Wunsch drehbar sein. Außerdem kann jeder Pressenkopf 8 gleitend längs der entsprechenden Stützstruktur 2, 6 bewegt werden, um so dessen Position längs derselben zu verändern. Vorhanden sind auch Antriebsmittel zur Ausführung der Gleitbewegung, sie werden aber aus Gründen der Klarheit nicht gezeigt. Außerdem sind Antriebsmittel (nicht gezeigt) zur Bewegung der Stützstrukturen 6 längs der Führung 4 vorhanden.
• Der Mittelpunkt der quer verlaufenden Stützstruktur 2 wird als Bezugspunkt 12 bezeichnet. Dieser Bezugspunkt kann an jedem geeigneten Punkt innerhalb der Gesamtgeometrie der Vorrichtung oder, wenn das gewünscht wird, sogar außerhalb festgelegt werden. Der Bezugspunkt muß nicht in der Weise fixiert sein, wie das in Fig. 1 gezeigt wird, aber es ist günstig, den Bezugspunkt an einem bestimmten Punkt längs der quer verlaufen Stützstruktur 2 zu fixieren. In Fig. 1 werden auch eine X-Achse und eine Y-Achse gezeigt, um die untenstehende Beschreibung der Vorrichtung zu erleichtern. Die X-Achse und die Y-Achse schneiden sich am Bezugspunkt, und die X-Achse verläuft längs der quer verlaufenden Stützstruktur 2, und die Y-Achse erstreckt sich parallel zu den längs verlaufenden Stützstrukturen 6.
• Die Vorrichtung der Erfindung schließt auch Steuerungsmittel (nicht gezeigt) ein, die den Antrieb der Antriebsmittel und die entsprechende Positionierung der Pressenköpfe 8 bewirken, um einen Binder in einer bestimmten Form zu fertigen. Die Position aller Knotenpunkte in dem gewünschten Binder im Verhältnis zum Bezugspunkt wird in das Steuerungsmittel eingegeben. Mit Hilfe von Überwachungs- und Vergleichselementen (nicht gezeigt) bestimmt das Steuerungsmittel dann die Differenz zwischen der tatsächlichen Position jedes Pressenkopfes 8 und dessen für die Fertigung des benötigten Binders gewünschter Position. Danach betätigt das Steuerungsmittel das Antriebsmittel, um die Position und Ausrichtung jedes Pressenkopfes 8 in Reaktion auf den Wert des Fehlers zwischen der tatsächlichen Position des Pressenkopfes 8 und dessen gewünschter Position zu ändern. Die Antriebsmittel sind so angeordnet, daß sie die Pressenköpfe 8, die sich auf der quer verlaufenden Stützstruktur 2 befinden, längs der Stützstruktur 2 in der Richtung von Pfeil 14 in die gewünschten Positionen bewegen; daß sie die Stützstrukturen 6 in der Richtung von Pfeil 16 antreiben, um die darauf angebrachten Pressenköpfe 8 in den korrekten "X-Achsen"-Positionen im Verhältnis zum Bezugspunkt auszurichten, und daß sie die Pressenköpfe 8, die auf den Stützstrukturen 6 angebracht sind, in der Richtung von Pfeil 18 bewegen, um die korrekte "Y-Achsen"-Position jedes Pressenkopfes 8 im Verhältnis zum Bezugspunkt 12 zu erreichen. Sobald das Steuerungsmittel die gewünschten Positionen jedes Pressenkopfes empfangen hat, kann jeder Pressenkopf 8 durch das Steuerungsmittel in die gewünschte Position bewegt werden. Die Pressenköpfe können paarweise, in Gruppen oder alle auf einmal bewegt werden, wodurch die Zeit verkürzt werden kann, die zum Einrichten der Vorrichtung für die Fertigung eines bestimmten Binders gebraucht wird. Das Steuerungsmittel ist auch in der Lage, die Pressenköpfe 8 um ihre Achsen 10 zu drehen, um die Pressenköpfe 8 in der Richtung der Elemente auszurichten, die den Binder bilden sollen. Nachdem alle Pressenköpfe korrekt positioniert worden sind, können sie durch ein automatisches Bremssystem (nicht gezeigt) in diesen Positionen gehalten werden.
• Aus Sicherheitsgründen kann ein System von Lampen und/oder Sirenen (nicht gezeigt) eingesetzt werden, um das Risiko eines Unfalls oder einer Verletzung von Personen zu senken, die sich in der Nähe der Vorrichtung aufhalten. Rote Lampen sind so angeordnet, daß sie aufleuchten oder blinken, wenn sich die Pressenköpfe 8 bewegen oder wenn sie in Betrieb sind. Außerdem erklingen Huptöne und Sirenen. Vorhanden ist auch ein automatisches Stopp- und Umkehrsystem, um das Unfallrisiko zu senken. An jedem Pressenkopf 8 sind Indikatoren (nicht gezeigt) vorhanden, die anzeigen, wenn sich der entsprechende Pressenkopf 8 in der geforderten Position befindet. Ein rotes Licht gibt eine fehlerhafte Position an, ein gelbes Licht gibt an, daß der Fehler innerhalb bestimmter Grenzen liegt, und ein grünes Licht zeigt, daß der Pressenkopf richtig positioniert ist. Dadurch ist es möglich, die Pressenköpfe im Bedarfsfall von Hand zu positionieren, wenn beispielsweise die Antriebsmittel aus irgendeinem Grund ausgefallen sind.
• Fig. 2 zeigt eine alternative Anordnung nach der Erfindung, die der in Fig. 1 gezeigten ähnlich ist, bei der aber die quer verlaufende Stützstruktur weggelassen worden ist. Die einzigen vorhandenen Stützstrukturen sind die längs verlaufenden, die unter 6 gezeigt werden. Wie oben beschrieben, können die Stützstrukturen 6 längs der Führung 4 bewegt werden. Der Bezugspunkt 12 wird zum Schnittpunkt zwischen der Führung 4 und der mittleren Stützstruktur 6' verlagert, er kann auf Wunsch im Verhältnis zur Führung 4 fixiert sein. Die X- und die Y-Achse werden so verlagert, daß sie parallel bzw. senkrecht zur Führung 4 und durch den Bezugspunkt 12 verlaufen. Wie bei der Vorrichtung von Fig. 1 kann sich der Bezugspunkt faktisch an jeder geeigneten Position im Verhältnis zu der Vorrichtung befinden.
• An den Stützstrukturen 6 werden Pressenköpfe 8 in ausreichender Zahl montiert, so daß an jedem Knotenpunkt des zu fertigenden Binders wenigstens ein Pressenkopf 8 positioniert werden kann. Die Pressenköpfe werden in der Nähe der Führung 4 angeordnet, um Knotenpunkten Rechnung zu tragen, die sich am Untergurt des Binders befinden. Als Alternative dazu könnte der Binder mit der "Oberseite nach unten" gefertigt werden, d. h., mit dem Untergurt parallel zur Führung 4, aber angrenzend an die Enden der Stützstrukturen 6, die den an der Führung befestigten gegenüberliegen.
• Dieses Ausführungsbeispiel ist sogar noch vielseitiger anwendbar als die oben beschriebene Vorrichtung und erleichtert die Fertigung von Bindern mit Untergurten, die angewinkelt sind oder nicht-parallele Abschnitte einschließen. Es wird davon ausgegangen, daß dieser Typ von Vorrichtung eine größere Zahl von Stützstrukturen 6 braucht als für die Vorrichtung in Fig. 1 notwendig sind, um der Zahl der Knotenpunkte Rechnung tragen zu können, die üblicherweise längs eines Untergurts erforderlich sind.
• Für die beiden Ausführungsbeispiele von Fig. 1 und 2 werden identische Pressenköpfe 8 verwendet. Der einzelne Pressenkopf 8 ist im wesentlichen so aufgebaut, wie das in Fig. 3 und 4 gezeigt wird. Fig. 3 zeigt einen Pressenkopf in seiner Arbeitskonfiguration. Der Pressenkopf 8 besteht aus einer Platte 20 und einer Preßwange 22. Die Preßwange 22 kann zwischen einer zurückgezogenen Position (die in Fig. 4a gezeigt wird) und einer Betriebsposition (die in Fig. 3 und 4c gezeigt wird) bewegt werden. Geeignete mechanische Mittel, mit denen die Preßwange 22 im Verhältnis zur Platte 20 bewegt werden kann, sind allgemein bekannt und werden hier nicht beschrieben.
• An der Platte 20 wird ein Rahmen 24 (der in Fig. 3 und 4 in punktierten Linien gezeigt wird) angebracht. Der Rahmen selbst und das Verbindungsmittel werden unten beschrieben. Der Rahmen 24 hat den Zweck, zwischen der oberen Fläche 26 der Platte 20 und der unteren Fläche eines Balkenelements 28, das während des Fertigungsvorgangs auf dem Pressenkopf 8 positioniert wird, einen Abstand zuzulassen.
• Es wird nun das Fertigungsverfahren beschrieben.
• Wenn die Pressenköpfe 8 durch das Steuerungsmittel korrekt positioniert worden sind, können die Balkenelemente auf der Vorrichtung positioniert werden, die in Fig. 1 oder 2 gezeigt wird. Dazu gehört es, die Balkenelemente 28 quer zu den Rahmen 24 jedes Pressenkopfes 8 zu legen und sie mit Hilfe von pneumatischen Holzklammern und Anschlägen (die unten beschrieben werden) festzuhalten. Auf der oberen Fläche 26 der Platte befindet sich in dem Raum zwischen der Platte 20 und dem Balkenelement 28 ein Verbindungsglied 30. Ein weiteres Verbindungsglied 32 ist oben auf dem Balkenelement 28 angeordnet. Dann wird durch das Steuerungsmittel ein Signal an die Bedienungskraft gegeben, mit dem Preßvorgang zu beginnen, und es werden Warnsirenen und -lampen betätigt. Die Preßwange 22 befindet sich zunächst in der zurückgezogenen Position, sie grenzt an die Platte 20 an, wobei sich die obere Fläche 34 des Preßwangenkopfes 36 im wesentlichen in einer Ebene mit der oberen Fläche 26 der Platte befindet. Dann wird die Preßwange 22 nach oben, wie das in Fig. 4b gezeigt wird, und im wesentlichen quer bewegt, so daß der Preßwangenkopf 36 direkt über die Platte 20 gebracht wird. Der Preßwangenkopf 36 wird auch über dem Balkenelement 28 und den beiden Verbindungsgliedern 30, 32 ausgerichtet. Der abschließende Schritt des Preßvorgangs besteht darin, die Platte 20 im Verhältnis zur Preßwange 22 mit ausreichender Kraft anzuheben, um die Verbindungsglieder 30, 32 in das Balkenelement 28 zu pressen. Die Preßbewegung wird automatisch beendet, wenn über eine festgelegte Zeit eine ausreichende Kraft ausgeübt worden ist. Der Hebemechanismus, durch den die Platte 20 angehoben wird, wird vorzugsweise hydraulisch betrieben und durch dasselbe Steuerungsmittel gesteuert, das zum Positionieren der Pressenköpfe 8 benutzt wird. Durch die Umkehrung der eben beschriebenen Schritte wird die Preßwange 22 in die zurückgezogene Position an der Platte 20 zurückgeführt, und die pneumatischen Holzklammern werden automatisch gelöst, um das schnelle Abnehmen des Binders von der Vorrichtung zu erleichtern.
• Jeder der Pressenköpfe 8 wird auf gleiche Weise betätigt. Wenn alle Pressenköpfe 8 für die Fertigung eines bestimmten Binders eingesetzt werden sollen, dann werden alle Pressenköpfe gleichzeitig betätigt. Wenn jedoch für die Fertigung eines bestimmten Binders eine Reihe von Pressenköpfen nicht gebraucht wird, dann wählt das Steuerungsmittel nur die Pressenköpfe aus, die gebraucht werden, und betätigt diejenigen nicht, die nicht benötigt werden.
• Der oben erwähnte Rahmen 24 ist notwendig, um unter dem Balkenelement 28 ein Verbindungsglied anordnen zu können, ohne das Balkenelement im Verhältnis zur Vorrichtung instabil werden zu lassen. In einigen Fällen kann es notwendig sein, daß sich zwei Pressenköpfe 8 sehr eng beieinander befinden, und es kann notwendig sein, daß ein Teil oder der gesamte Rahmen, der die Platte 20 umschließt, abgenommen werden muß. Für jede einzelne Platte oder Gruppe von Platten werden genügend Rahmen benötigt, um das zu verbindende Holz in angemessener Weise aufzulagern. Dazu wird eine Klemmeinrichtung verwendet, wie sie in Fig. 5 gezeigt wird. Die Einrichtung besteht aus einem Gehäuse 40, in dem ein zylindrisches Element 42, das ein vorstehendes Element 44 trägt, gleitfähig angeordnet wird. Das vorstehende Element 44 trägt Bajonettverschlüsse 46, die in Kurvennuten 48 fixiert werden können, die in den Seitenwänden der Platte 20 gebildet werden. Zwischen der Stirnwand des Gehäuses 40 und der angrenzenden Fläche des zylindrischen Elements 42 ist eine Tellerfeder 50 angeordnet, und die Tellerfeder 50 spannt das vorstehende Element 44 in eine zurückgezogene Position vor. Das zylindrische Element 42 wird im Gehäuse durch ein Handhabungselement 52 gehalten, das drehbar am zylindrischen Element 42 befestigt ist; das Handhabungselement 52 stößt an ein scheibenförmiges Element 54 an, das mit Hilfe eines Spaltrings sicher im Gehäuse 40 befestigt ist. Der Rahmen 24 wird unlösbar am vorstehenden Element 44 zwischen dem Gehäuse und den Bajonettverschlüssen 46 angebracht. Die Klemmvorrichtung und der Rahmen 24 können folglich nicht getrennt werden.
• Um den Rahmen 24 sicher an der Platte 20 festklemmen zu können, werden das vorstehende Element 44 und die Bajonettverschlüsse 46 in die Kurvennut 48 in der Platte 20 eingeführt, um den Rahmen 24 mit der Platte 20 auf Stoß zu bringen. Dann wird der Handgriff 52 so gedreht, daß die Bajonettverschlüsse 46 mit der Kurvenfläche der Nute 48 ineinandergreifen. Während sich die Bajonettverschlüsse 46 längs der Kurvennute 48 bewegen, wird das vorstehende Element 44 gegen die Vorspannung durch die Feder 50 in eine Strecklage gebracht. Die damit verbundene Bewegung ist tatsächlich sehr gering. Dieser Typ von Klemmeinrichtung kann dazu genutzt werden, rasch eine hohe Klemmkraft zu erreichen, ohne daß eine Beschädigung der Klemmvorrichtung oder der festzuklemmenden Komponenten durch ein zu starkes Einspannen riskiert wird. Der Rahmen 24 kann, wenn das gewünscht wird, leicht und schnell von der Platte abgenommen werden, wozu einfach der Handgriff 52 in der Richtung gedreht wird, die der zur Herstellung der Verbindung erforderlichen entgegengesetzt ist, gefolgt von der Herausführung des vorstehenden Elements 44 aus der Kurvennut 48.
• Fig. 6 zeigt eine Variante des Verbindungsglieds, das in Fig. 5 gezeigt wird, die für die Verbindung mit einem Rahmen 24 geeignet ist, so daß das Gehäuse 40 als Anschlagelement dienen kann, das die Positionierung des Balkenelements auf der Platte unterstützt. Das Verbindungsglied selbst ist faktisch mit dem in Fig. 5 gezeigten Verbindungsglied identisch, es hat aber ein etwas längeres vorstehendes Element 44, auf dem ein Klemmelement 60 mit einer inneren Kurvennut 62 angebracht ist. Die Bajonettverschlüsse 46 sind an den Enden dieser Kurvennute 62 angebracht. Das Klemmelement 60 hat eine rechteckige Form, geeignet aber ist jede Form, die nicht rund ist.
• Als Anschlag hat die Klemmeinrichtung folgende Wirkungsweise: Das vorstehende Element 44 und das Klemmelement 60 werden in einen Schlitz 64 eingeführt, der über die Länge eines entsprechenden Rahmens 24 führt, wozu eine von zwei Keillängsnuten 66 genutzt wird, die sich an den Enden des Schlitzes 64 befinden (siehe Fig. 7). Der Anschlag wird dann längs des Schlitzes 64 geschoben, wobei sich das Rahmenelement 24 zwischen dem Klemmelement 60 und dem Gehäuse 40 befindet. Wenn die gewünschte Position erreicht ist, wird der Handgriff 52 gedreht, um die Drehung sowohl der Bajonettverschlüsse 46 als auch des Klemmelements 60 zu bewirken. Nach einem bestimmten Umfang an Drehung stößt das Klemmelement 60 auf Grund der nicht-runden Form des Klemmelements an den Rahmen 24 an. Die weitere Drehung des Handgriffs 52 bewirkt, daß sich die Bajonettverschlüsse 46 längs der Kurvennute 62 bewegen und damit das vorstehende Element 44 gegen die Vorspannwirkung der Feder 50 in eine Strecklage gebracht wird. Auf diese Weise wird zwischen dem Gehäuse 40 und dem Klemmelement 60 ohne übermäßige Anstrengung und ohne jedes Risiko eines zu starken Einspannens eine hohe Klemmkraft erreicht. Der Anschlag wird dadurch genau und leicht auf dem Rahmen 24 in Position gebracht und kann im Bedarfsfall genau und leicht in eine andere Position gebracht werden.
• Das Verbindungsglied, das oben im Zusammenhang mit Fig. 5 und 6 beschrieben worden ist, ist außerordentlich vielseitig einsetzbar. Beispielsweise kann das Verbindungsglied so angepaßt werden, daß es pneumatische Haltemittel aufnimmt, um die Ausrichtung und das Einspannen der Balkenelemente im Verhältnis zur Platte zu unterstützen. Im Idealfall können pneumatische Zylinder-Anschläge, wie sie in Fig. 8 gezeigt werden, mit der oberen Fläche des Anschlags, der in Fig. 6 gezeigt wird, verbunden werden, so daß die pneumatischen Anschläge leicht an jeder geeigneten Stelle am Umfang der Platte positioniert werden können. Die Platten der Vorrichtung, die in Fig. 1 bis 4 gezeigt wird, haben im Idealfall wenigstens zwei pneumatische Zylinder-Anschläge, die längs wenigstens einer Seite der Platte ausgerichtet und auf dem entsprechenden Rahmen angebracht sind. Außerdem können an den Rahmenelementen feste Anschläge vorhanden sein, um eine Stoßfläche für die Balkenelemente zu bilden, gegen welche die Balkenelemente durch die pneumatischen Haltemittel gepreßt werden können. Die pneumatischen Haltemittel werden durch das oben beschriebene Steuerungsmittel gesteuert, so daß nach der richtigen Positionierung der Pressenköpfe und der Einführung der Balkenelemente in die Spannvorrichtung die pneumatischen Haltemittel ausgelöst werden können, um die Balkenelemente für die Dauer des Preßvorgangs einzuspannen.
• Um einen effektiven Preßvorgang zu erreichen, muß die Platte in der Lage sein, das untere Verbindungsglied in die untere Oberfläche der Balkenelemente zu pressen, die sich am Pressenkopf befinden. Die Rahmenelemente, welche die Balkenelemente tragen, wie auch die Anschläge und Haltemittel sollten daher in eine Position zurückgezogen werden können, in der sie den Preßvorgang nicht behindern. Das ist durch die Bereitstellung eines zurückziehbaren Rahmens möglich, wie er in Fig. 9a und 9b gezeigt wird. Die Figuren zeigen einen Rahmen 24, der zwei Teile hat; ein oberes Teil 24a und ein unteres Teil 24b. Das untere Teil 24b ist mit Hilfe wenigstens eines der Verbindungsglieder, wie sie in Fig. 5 gezeigt und oben beschrieben werden, lösbar mit der Platte 20 verbunden. Das obere Teil 24b des Rahmens 24 ist mit dem unteren Teil 24b mit Hilfe eines Bolzens 70 verbunden, der im unteren Teil 24b durch eine runde Öffnung, im oberen Teil 24a aber durch einen Längsschlitz 72 führt. Zwischen dem oberen Teil 24a und dem unteren Teil 24b erstreckt sich ein Rückhaltebolzen 74 mit einer Spiralfeder 76, die über dessen Länge angeordnet ist. Durch die Wirkung der Feder 76 erhält das obere Teil 24a eine Vorspannung, die vom unteren Teil 24b weg gerichtet ist, so daß der Bolzen 70 am unteren Ende von Schlitz 72 gehalten wird. Die Vorspannkraft der Feder 76 reicht aus, um das obere Teil 24a des Rahmenelements 24 selbst dann in der Position zu halten, die in Fig. 9a gezeigt wird, wenn ein Balkenelement auf diesem aufgelagert ist. Nur wenn der Preßvorgang ausgeübt wird und die Platte 20 zum Preßwangenkopf hin gedrückt wird (siehe Fig. 3), wird das obere Teil 24a nach unten gedrückt, so daß sich das obere Teil 24a unter die obere Fläche 78 der Platte 20 zurückzieht.
• Die oben beschriebene Vorrichtung kann durch die Bereitstellung einer automatischen Zuführungseinrichtung zur Zufuhr der Verbindungsglieder direkt zu den Pressenköpfen erweitert werden. Eine automatische Zuführungseinrichtung wird unten in Verbindung mit der Vorrichtung zur Verbindung von Balkenelementen beschrieben.
• Die Vorrichtung, die in Fig. 10a bis 10d gezeigt wird, umfaßt einen Pressenkopf, der eine bewegliche Platte 100 und ein feststehendes Pressenelement 102 hat. Die Platte 100 kann in senkrechter Richtung zum Pressenelement 102 hin und von diesem weg bewegt werden, wie das durch den Pfeil 104 gezeigt wird. Die Vorrichtung umfaßt auch ein Magazin 106, in dem Paare von Zinkenplatten oder anderen geeigneten Verbindungsgliedern 108 bereit zur Zuführung zum Pressenkopf gestapelt sind. Das Magazin 106 läuft an seinem unteren Ende in einem Zuführungstrichter 110 aus, durch den mit Hilfe einer Stange 112 ein Paar von Verbindungsgliedern 108 geschoben werden kann. Sowohl in der Platte 100 als auch im Pressenelement 102 befinden sich Elektromagneten (nicht gezeigt), die es ermöglichen, die Verbindungsglieder 108 an der Platte und dem Pressenkopf 100, 102 zu halten, wenn die Elektromagneten betätigt werden.
• Es wird nun die Arbeitsweise der Vorrichtung beschrieben.
• Zunächst wird die Platte 100 nach oben zum Pressenelement 102 in eine Position bewegt, die ein Verbindungsglied aufnimmt, wie das in Fig. 10a gezeigt wird. Der Abstand zwischen der Platte 100 und dem Pressenelement 102 ist etwa gleich der Breite eines Paares der Verbindungsglieder 108 oder etwas größer. Dann schiebt die Stange 112 das unterste Paar der Verbindungsglieder durch den Zuführungstrichter 110 in der Richtung von Pfeil 114, bis sich die Verbindungsglieder 108 zwischen der Platte 100 und dem Pressenelement 102 befinden. Danach wird die Stange 112 in der Richtung von Pfeil 116 in ihre Ausgangsposition zurückgezogen, damit unter dem Einfluß der Schwerkraft ein weiteres Paar von Verbindungsgliedern 108 in die Position fallen kann, die vorher von dem Paar von Verbindungsgliedern eingenommen wurde, das sich nun zwischen der Platte 100 und dem Pressenelement 102 befindet (siehe Fig. 10c). Nun werden die Elektromagneten aktiviert, so daß die Verbindungsglieder 108, die zwischen der Platte 100 und dem Pressenelement 102 angeordnet sind, durch diese angezogen werden. Auf diese Weise werden die Verbindungsglieder, welche die Form von Zinkenplatten haben, die zunächst so angeordnet sind, daß die entsprechenden Zinken ineinandergreifen, fest in der Position gehalten, die in Fig. 10c gezeigt wird. Dann kann die Platte 100 vom Pressenelement 102 weg bewegt werden, was zur Trennung der Verbindungsglieder 108 führt, die dann fest an der oberen Fläche der Platte 100 und der unteren Fläche des Pressenelements 102 gehalten werden, wie das in Fig. 10d gezeigt wird.
• Nun kann die Vorrichtung dazu genutzt werden, Balkenelemente dadurch miteinander zu verbinden, daß die entsprechenden Balkenelemente zwischen der Platte 100 und dem Pressenelement 102 in der erforderlichen Ausrichtung eingeführt und die Verbindungsglieder 108 durch eine Aufwärtsbewegung der Platte 100 hin zum Pressenelement 102 in die Balkenelemente gepreßt werden. Dann werden die Elektromagneten abgeschaltet, um die Verbindungsglieder von der Platte 100 und dem Pressenelement 102 freizugeben, und anschließend kann die Platte 100 vom Pressenelement 102 weg bewegt werden, damit die Balkenelemente aus der Vorrichtung genommen werden können.
• Es ist denkbar, daß die Platte und das Pressenelement der oben beschriebenen Vorrichtung auf Wunsch dauerhaft magnetisch gemacht werden können. Außerdem können Verbindungsglieder jeder geeigneten Ausführung verwendet werden, es brauchen keine Zinkenplatten zu sein. Vorzugsweise wird in die Vorrichtung ein Warnmechanismus einbezogen, der anzeigt, wenn der Vorrat an Verbinderpaaren zu Ende geht. Durch Sicherheitsvorrichtungen wie Schutzgitter und Warnsignale, die während des Preßvorgangs ertönen, kann die Zahl der Unfälle und Verletzungen verringert werden, die beim Pressen der Verbindungsglieder in die Balkenelemente auftreten. Die Platte wird vorzugsweise durch eine hydraulische Presse bewegt, könnte alternativ dazu aber auch durch jedes andere geeignete Mittel bewegt werden.
• Dieser Typ von automatischer Zuführungseinrichtung kann auch bei anderen Vorrichtungen als der Vorrichtung zur Fertigung von Bindern, wie sie in Fig. 1 bis 4 gezeigt und oben beschrieben wurde, eingesetzt werden. Fachleuten dürften verschiedene Ausführungsbeispiele und Anwendungsmöglichkeiten offensichtlich sein.

Claims (19)

1. Vorrichtung zur Herstellung eines Binders, die eine Vielzahl von Pressenköpfen (8) aufweist, die in einer einzigen Ebene um einen festen Bezugspunkt (12) angeordnet sind und innerhalb der Ebene um den Bezugspunkt (12) bewegt werden können, bei welcher die Pressenköpfe (8) jeweils verbunden sind mit einem kraftbetriebenen Antriebsmittel und mit einem Steuerungsmittel, um das kraftbetriebene Antriebsmittel zu steuern und um automatisch die gewünschte Position jedes Kopfes (8) im Verhältnis zum Bezugspunkt (12) zu bestimmen, so daß jeder Kopf (8) automatisch in die gewünschte Position gesteuert werden kann, und bei welcher jeder Pressenkopf (8) eine Platte (20) und eine zurückziehbare Preßwange (22) aufweist, wobei jede Preßwange (22) einen Preßwangenkopf (36) hat und zwischen einer zurückgezogenen Position und einer Betriebsposition bewegt werden kann, in der sich die untere Fläche des Preßwangenkopfes (36) über der oberen Fläche (26) der Platte (20) befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (20), wenn sich die Preßwange (22) in der Betriebsposition befindet, zum Preßwangenkopf (36) hin angehoben werden kann, um eine Preßwirkung auf jedwede Binderelemente (28) und Verbindungsglieder (30, 32), die sich dazwischen befinden, auszuüben, und dadurch, daß sich in der zurückgezogenen Position die obere Fläche (34) des Preßwangenkopfes (36) in einer Ebene mit oder unter der oberen Fläche (26) der Platte (20) befindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das Steuerungsmittel rechnerbetrieben ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher jeder Pressenkopf (8) um eine Achse (10) drehbar ist, die senkrecht zu der Ebene verläuft.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher die Pressenköpfe (8) mit dem Steuerungsmittel für die automatische Betätigung der Platten (20) und der Preßwangen (22) verbunden sind, um die Verbindungsglieder (30, 32) in die Binderelemente zu pressen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher die Platten (20) und die Preßwangen (22) alle gleichzeitig betätigt werden können.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, bei welcher die Platten (20) und Preßwangen (22) selektiv betätigt werden können.

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, die außerdem eine automatische Zuführungseinrichtung aufweist, um den Pressenköpfen (8) automatisch Verbindungsglieder (108) zuzuführen.

8. Pressenkopf zum Einsatz in einer Vorrichtung zur Herstellung eines Binders, der eine Platte (20) und eine zurückziehbare Preßwange (22) aufweist, wobei die Preßwange (22) einen Preßwangenkopf (36) hat und zwischen einer zurückgezogenen Position und einer Betriebsposition bewegt werden kann, wobei sich in der Betriebsposition die untere Fläche des Preßwangenkopfes (36) über der oberen Fläche (26) der Platte (20) befindet, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der zurückgezogenen Position die obere Fläche (34) des Preßwangenkopfes (36) in einer Ebene mit oder unter der oberen Fläche (26) der Platte (20) befindet und daß die Platte (20), wenn sich die Preßwange (22) in der Betriebsposition befindet, zum Preßwangenkopf (36) hin angehoben werden, um eine Preßwirkung auf jedwede Binderelemente (28) und Verbindungsglieder (30, 32), die sich dazwischen befinden, auszuüben.

9. Pressenkopf nach Anspruch 8, bei der sich die Preßwange (22) in der zurückgezogenen Position angrenzend an die Platte (20) befindet und die oberen Flächen des Preßwangenkopfes (36) und der Platte (20) im wesentlichen in einer Ebene liegen.

10. Pressenkopf nach Anspruch 8 oder 9, bei dem sich an der Platte (20) direkt oder indirekt Haltemittel befinden, um während der Arbeit des Pressenkopfes (8) wenigstens ein Balkenelement (28) im Verhältnis zur Platte (20) in Position zu halten.

11. Pressenkopf nach Anspruch 10, bei dem die Haltemittel während der Arbeit des Pressenkopfes (8) in eine Position unter der Ebene der oberen Fläche des Balkenelements (28) oder der Balkenelemente zurückgezogen werden können.

12. Pressenkopf nach Anspruch 10 oder 11, bei dem die Haltemittel wenigstens eine pneumatisch betätigte Haltevorrichtung in Zylinderform umfassen, um gegen das entsprechende Balkenelement (28) zu drücken, um das Balkenelement in Position zu halten.

13. Pressenkopf nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei dem an der Platte (20) längs wenigstens einer von deren Seiten Rahmenelemente (24) angebracht sind, damit Verbindungsglieder (30) zwischen der oberen Fläche (26) der Platte (20) und den Binderelementen (28), die zur Bildung eines Binders eingesetzt werden, angeordnet werden können, wobei die Verbindungsglieder (30) bei der Betätigung des Pressenkopfes (8) in die Binderelemente (28) hineingedrückt werden.

14. Pressenkopf nach Anspruch 13, bei dem die Rahmenelemente (24) während der Arbeit des Pressenkopfes (8) in eine Position zurückgezogen werden können, in der die Rahmenelemente (24) nicht über die obere Fläche (26) der Platte (20) vorstehen.

15. Pressenkopf nach einem der Ansprüche 10 bis 12 und einen der Ansprüche 13 und 14, bei dem die Halteelemente an den Rahmenelementen (24) befestigt sind.

16. Pressenkopf nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem die Rahmenelemente (24) lösbar an der Platte (20) angebracht sind.

17. Pressenkopf nach einem der Ansprüche 8 bis 16, bei dem die Platte (20) und die Preßwange (22) Magnetmittel aufweisen, um die Verbindungsglieder (108) in der Zeit zwischen der Zuführung der Verbindungsglieder (108) zum Pressenkopf und dessen Betätigung auf diesen zu halten.

18. Pressenkopf nach Anspruch 17, bei dem die Magnetmittel Elektromagneten umfassen.

19. Vorrichtung zur Herstellung eines Binders nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Pressenköpfe (8) Pressenköpfe nach einem der Ansprüche 8 bis 18 sind.