-
Diese Erfindung betrifft eine Aufspannbaugruppe zum Absteifen der
Gehrungsverbindung von zwei Teilen. Die Konstruktion ist besonders zum Absteifen
von Bilderrahmen ausgelegt, kann jedoch auch für andere Zwecke eingesetzt werden.
-
Bisherige Aufspannvorrichtungen verlangten die exakte Positionierung per Hand
von zwei Gehrungsteilen in einem rechtwinkligen Ausrichter erfordert, wonach die Teile
durch die Aufspannvorrichtung mechanisch aufgespannt wurden. In einem ersten Typ
der Aufspannvorrichtung wurde das durch reinen Ansatz von Abwärtsdruck
herbeigeführt. Bei einer zweiten Art, die beispielhaft aus US-A-3944200 hervorgeht,
wird ein rechtwinkliges Spannteil, das auf der allgemeinen Ebene der Gehrungsteile
liegt, entlang der Gehrungslinie in eine Spannlage bewegt.
-
Das akkurate Sägen der Gehrungen und Sicherstellen der genauen Lage der
Gehrungsteile vor ihrem Aufspannen ist eine schwierige, geschickte Arbeit. Wenn es
zu Ungenauigkeiten kommt, werden solche von der Aufspannvorrichtung nicht
korrigiert. Diese können sogar die Fehlabstimmung oder Verzerrung akzentuieren, die
in der abgesteiften Verbindung beibehalten werden.
-
Wenn z.B. in der ersten beschriebenen Art bisheriger Aufspannvorrichtungen
die Gehrungen nicht genau vertikal zugeschnitten sind, kann der Abwärtsdruck des
Spannkopfes die Vorderseiten der Gehrungsverbindung öffnen. Bei einem
Bilderrahmen handelt es sich dabei um die sichtbare Vorderseite. Wenn die
Gehrungsteile nicht richtig eingelegt oder vor dem Aufspannen losgelassen werden,
können sie u.U. vom Aufspannkopf auseinander getrieben werden, da die Kraft, die
in Richtung der Gehrungsverbindung ausgeübt wird, eine Komponente in Richtung
quer zum Rahmenteil hat, die zum Öffnen der Verbindung tendiert.
-
Bei der zweiten Art bekannter Aufspannköpfe wird der Arbeitstisch der
Maschine durch das rechtwinklige Spannteil behindert, was das Manipulieren der
Gehrungsteile erschwert und die Absteifungsarbeit verlangsamt.
-
In DE-A-3837444 wird eine Aufspannvorrichtung zum Zusammenhalten von
zwei aufeinander abgestimmten Teilen, die bündig miteinander verbunden werden
sollen, eröffnet. Dieses Gerät besteht aus zwei Körpern, die aufeinander zu bewegt
werden. Jeder dieser Körper trägt Spannbacken auf Parallelogrammgelenken, mit
denen die zwei Teile-Ende-zu-Ende-zusammengedrückt werden. Die Problematik
mit Gehrungsverbindungen unterscheidet sich jedoch radikal von der mit bündigen
Verbindungen zusammenhängenden.
-
Das Ziel dieser Erfindung ist die Vermittlung einer neuen oder verbesserten
Aufspanngruppe zum Absteifen von Verbindungen, die relativ schnelles und einfaches
Aufspannen sowie das Herbeiführen einer anspruchsvollen Verarbeitungsqualität
ermöglicht.
-
Laut dieser Erfindung wird eine Aufspanngruppe zum Aufspannen von zwei
Teilen vorgesehen. Die Baugruppe besteht aus zwei Spannvorrichtungen, die jeweils
zum Kontakt mit je einem besagter Teile ausgeführt sind. Jede Aufspannvorrichtung
besteht aus zwei relativ beweglichen Elementen, die elastisch auseinander gedrückt
werden. Besagte Elemente haben je eine Komponente relativer Bewegung in eine
Richtung, die parallel zu besagtem einen Teil verläuft, wenn sie gegen besagten Druck
zusammengedrückt werden.
-
Diese Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Aufspanngruppe zum
Aufspannen von zwei Teilen dient, die an einer Gehrung miteinander verbunden
werden sollen. Jedes Teil hat eine Oberfläche; die Aufspanngruppe besteht aus zwei
im Winkel zueinander ausgeführten Spannvorrichtungen, deren Winkel dem der
Gehrungsverbindung entspricht. Jede Spannvorrichtung umfasst einen elastischen
Reibfuß. Die beweglichen Elemente umfassen ein oberes und ein unteres Element.
Der elastische Reibfuß ist am unteren Element und für einen Kontakt mit der
Oberfläche eines der Teile ausgeführt. Die beweglichen Teile haben je eine
Komponente der relativen Bewegung in eine Richtung parallel zum Teil, d.h. hin zur
vorgesehenen Gehrungsverbindung, wenn das obere Element abwärts in Richtung des
unteren Elements gegen den statischen Druck gepresst wird, wodurch die Teile
nacheinander entlang ihrer jeweiligen Länge in Richtung der vorgesehenen
Gehrungsverbindung geschoben und durch die Aufspannvorrichtung gespannt werden.
-
Diese Elemente können beispielsweise durch eine Stift- und Schlitzkupplung
oder ein Parallelogrammgestänge miteinander verbunden werden.
-
Ausführungen dieser Erfindung werden jetzt beispielhaft näher erläutert, wobei
auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. Es zeigen:
-
Figur 1 eine schematische Draufsicht einer Aufspannvorrichtung bekannter Technik;
-
Figur 2 eine schematische Draufsicht ähnlich der in Figur 1, aus der die Funktion der
Aufspanngruppe dieser Erfindung hervorgeht;
-
Figur 3 eine isometrische Ansicht einer Aufspannvorrichtung;
-
Figur 4 ein vergrößertes Detail der Aufgliederung eines Teils von Figur 3;
-
Figur 5 einen vorderen Aufriss einer ersten Ausführung der Aufspannvorrichtung;
-
Figur 6 einen Endaufriss der Aufspannvorrichtung in Figur 5;
-
Figur 7 einen vergrößerten Detailaufriss einer Aufspannvorrichtung;
-
Figur 8 einen vorderen Aufriss einer zweiten Ausführung der Aufspannvorrichtung;
-
Figur 9 einen Endaufriss der Aufspannvorrichtung in Figur 8.
-
Mit Bezug auf Figur 1 der Zeichnungen (bekannte Technik), besteht eine
herkömmliche Aufspanngruppe aus einer rechtwinkligen Aufspannlage 10 und einem
rechtwinkligen Spannteil 11, das in Richtung der rechtwinkligen Ecke der Aufspannlage
10 bewegt wird. Zwei Rahmenteile 12 werden per Hand in die rechtwinklige Lage 10
eingeführt und das Spannteil 11 entlang der Linie bewegt, wo die Rahmenteile 12
aufeinander treffen, d.h. der Gehrungsverbindung 13. Wenn die Gehrungsverbindung
falsch abgestimmt ist, neigt die durch das Spannteil 11 in Richtung Pfeil A ausgeübte
Kraft zum Separieren der Rahmenteile an der Gehrungsverbindung 13, wenn diese
nicht manuell festgehalten wird. Das Kraftbild auf der linken Seite von Figur 1 zeigt,
wie sich die durch das Spannteil 11 ausgeübte Kraft in die Bauteile, sowohl entlang
und quer zum Rahmenteil, auflösen kann.
-
Die Rahmenteile 12 können nur manipuliert werden, wenn das Spannteil 11
entfernt ist, weshalb der Bediener abwarten muss, bis die Maschine ihren Ablauf
vollständig abgeschlossen hat, bevor Rahmenteile entfernt und eingeführt werden
können. Die Maschinengeschwindigkeit ist somit beschränkt. Auch bei kompletter
Entfernung stellt das Spannteil eine teilweise Behinderung des Arbeitstisches der
Maschine dar. Dadurch werden u.U. Versuche der Reparatur oder Wartung der
Absteifungsmaschine selbst behindert.
-
In Figur 2 der Zeichnungen wird eine Aufspanngruppe im Gebrauch dargestellt.
Die gleiche Form von V-förmiger oder rechtwinkliger Spannlage 10 wird für die
gegehrten Rahmenteile 12 vermittelt, die wiederum per Hand eingeführt werden. Es
kommt dagegen zur Anwendung von zwei durch gestrichelten Umriss angedeutete
Spannvorrichtungen 14, mit denen Kräfte entlang Pfeillinie 24 ausgeübt werden und
die so mit Rahmenteilen 12 abgestimmt sind, dass die Gehrungsverbindung 13
geschlossen wird. Die nachfolgend näher beschriebene Spannvorrichtung 14 hat
elastische Reibfußflächen, die auf die freien Flächen der Rahmenteile 12 einwirken,
so dass, wenn die Gehrungsverbindung nicht absolut vertikal geschnitten wurde, sich
die Tendenz ergibt, die Flächen wenigstens der gegehrten Teile an der
Gehrungsverbindung 13 zusammen zu bringen, was ein ausgezeichnetes
Erscheinungsbild des fertigen Rahmens zur Folge hat.
-
Wo besonders breite Rahmenteile 12 benutzt werden, kann ein weiteres
Druckkissen 15 zum Abstützen der Innenseiten der Gehrungsverbindung eingesetzt
werden.
-
Mit Bezug auf Figur 3-7 der Zeichnungen wird dort eine erste Spannvorrichtung
dargestellt, die in der Erfindung zur Verwendung kommt. Figur 3 zeigt eine
Spanngruppe, die allgemein mit 110 gekennzeichnet wird. Diese besteht aus einer
Brücke 111, die durch zwei Säulen getragen wird; davon wird eine mit 112
gekennzeichnet. Die Brücke wird über dem Maschinenbett getragen und trägt selbst
einen vorstehenden Arm 113, dessen Stellung bezüglich Brücke 111 mit Hilfe einer
manuellen Spannvorrichtung 114 eingestellt werden kann. Zu beachten ist, dass unter
der oberen Spannvorrichtung zur Aufnahme von zwei Rahmenteilen, die durch
Absteifung miteinander verbunden werden sollen, eine rechtwinkliger Spannlage der
allgemein bekannten Art vermittelt ist.
-
Die Spanngruppe 110 umfasst weiter eine Aufbauplatte mit allgemein drei
Armen 115, deren Höhe auf Arm 113 mit Hilfe eines Sechskants 116 und einer
Handspannvorrichtung 117, die später bezüglich Figur 7 der Zeichnungen näher
erläutert wird, vertikal verstellbar ist. Die Aufbauplatte 115 trägt zwei
Spannvorrichtungen 118, die in Figur 3 umrissen und in aufgegliederter Form in Figur
4 dargestellt werden. Zusätzlich trägt sie ein Druckkissen 15 der Art, auf die schon
Bezug genommen wurde, mit der breite Rahmensegmente ohne weiteres gehandhabt
werden können. Das Druckkissen 15 ist ein einfaches Rundkissen aus elastischem
Material und ist für vertikale Einstellbarkeit auf einen Stab 119 auf Aufbauplatte 115
aufgezogen.
-
Bei näherem Betrachten der Bauweise der Spannvorrichtung 118 umfasst diese
ineinanderpassende obere und untere U-Profile. Das obere U-Profil wird mit 16
gekennzeichnet und ist nach unten gerichtet, während das untere U-Profil mit 17
gekennzeichnet ist und nach oben gerichtet ist. Zwei Sprungfedern 22 befinden sich
zwischen den U-Profilen 16 und 17, wodurch beide elastisch auseinander gehalten
werden. Die U-Profile werden von hindurchlaufenden Stiften 25, die durch Öffnungen
und Schlitze 26, 26A in den unteren und oberen U-Profilen 17 und 16 verlaufen,
miteinander verbunden. So werden die U-Profile von den Stiften 25 miteinander
verbunden, können jedoch zueinander hin oder auseinander bewegt werden. Solche
Bewegung ist von einer Längsbewegung eines U-Profils, relativ zum anderen,
begleitet.
-
Das untere U-Profil 17 hat ein elastisches Reibkissen 18 aus dickem, hartem
Gummi (89 Shorehärte) oder Urethan, das mittels zwei Kopfschrauben 9 mit dem U-
Profil verbunden ist. Diese Kopfschrauben 9 gehen durch den Fuß von U-Profil 17 und
greifen in die Aussparungen in einem Stift 8 ein, der der Länge nach durch die Mitte
von Reibkissen 18 verläuft. Mit den Köpfen 7 der Schrauben 9 werden die Unterseiten
der Federn 22 abgesichert. Die Oberseiten der Federn 22 werden von zwei Schrauben
6 abgesichert, die durch die Aufbauplatte 115 verlaufen und in Gewindebohrungen 5
im oberen U-Profil 16 eingeschraubt werden, wodurch die Spannvorrichtung an der
Aufbauplatte 15 abgesichert wird.
-
Im Einsatz wird die Aufbauplatte 115 durch das kraftangetriebene
Zusammenziehen der Säulen 112, auf denen Brücke 111 getragen wird, wie z.B. durch
Druckluft, nach unten gedrückt. Das obere U-Profil 16 übt einen vertikalen
Abwärtsdruck in Richtung Pfeils 23 in Figur 5 und 6 aus. Wenn das elastische
Reibkissen 18 das abzusteifende Rahmenteil 12 berührt, überwindet die abwärts
gehende Kraft, die in Richtung Pfeil 23 wirkt, den Druck der Federn 22 und bewegt die
oberen und unteren U-Profile 16 und 17 zueinander. Infolge der Stift- und
Schlitzverbindungen 25, 26, 26A kommt es dadurch jedoch nicht einfach zu einer
vertikalen Bewegung von Reibkissen 18. Während sich Kraft abwärts auf Pfeil 23
auswirkt, wird das untere Profil durch die Stifte 25 zurückgehalten, die im Schlitz
laufen, um eine Bewegungskomponente entlang Pfeil 24 zu vermitteln, d.h. entlang der
allgemeinen Achse von Reibkissen 18 und dem darunterliegenden Rahmenteil 12.
-
Da es in der anderen Spannvorrichtung zu einem ähnlichen Effekt kommt, lässt
sich erkennen, dass jedes der zwei Rahmenteile 12 zunächst durch ein zugehöriges
Reibkissen 18 berührt und dann in Richtung Gehrungsverbindung 13 gedrückt wird,
siehe Darstellung in Figur 2 der Zeichnungen. Weiter wird jede leichte Ungenauigkeit
im Schnitt der Gehrung 13, infolge des Kontakts des Reibkissens an der Oberfläche
des Rahmenteils, ausgeglichen, weil die Vorderseite durch die Längsbewegung der
Pfeile 24 zum Schließen neigt.
-
In einer alternativen Form der Spannvorrichtung dieser Erfindung, die in Figur
8 und 9 der Zeichnungen erscheint, besteht eine Spannvorrichtung 14 aus einem
oberen Element 16 und einem unteren Element 17, die beide die Form eines Blocks
oder U-Profils annehmen. Das Reibkissen 18 ist wie schon erläutert am unteren
Element 17 befestigt. Ähnlich werden die oberen und unteren Elemente durch
Federvorrichtungen 22 flexibel auseinander gehalten.
-
Die Elemente 16 und 17 werden jedoch durch ein Parallelogrammgestänge,
bestehend aus zwei Verbindungen 19, die schwenkbar durch Stifte 20, 21 mit dem
oberen 16 und unteren Element 17 verbunden sind, abgesichert. Im Einsatz wird das
obere Element 16 wie schon beschrieben auf die Aufbauplatte 115 aufgezogen. Die
Bewegung dieser Aufbauplatte übt eine vertikale Abwärtskraft in Richtung Pfeil 23 aus.
Wenn das elastische Reibkissen 18 das Rahmenteil 12 berührt, überwindet die
abwärts auf Pfeil 23 wirkende Kraft den Druck der Federn 22 und bewegt die Elemente
16 und 17 zusammen.
-
Infolge der Parallelogrammverbindungen 19 hat die Bewegung der oberen und
unteren Elemente 16 und 17 eine Komponente entlang der Richtung des Rahmentells,
die durch Pfeil 24 in Figur 2 und 8 angezeigt wird. Die Ausgangs- und Endstellungen
des unteren Elements 17 werden in Figur 8 durch solide und gestrichelte Linien
dargestellt. Wenn das untere Element 17 auf das obere Element 16 stößt, kann es zu
keiner weiteren seitlichen Bewegung kommen. In dieser Lage setzt jede weitere, auf
den Pfeil abwärts einwirkende Kraft, abwärts wirkenden Spanndruck auf Rahmenteil
12 an. Zu diesem Zeitpunkt sind jedoch beide Rahmenteile 12 infolge der entlang Pfeil
24 in den Zeichnungen einwirkenden Kraft an ihrer sauberen Gehrungslinie 13 sicher
im Verbund.
-
Um sicherzustellen, dass es zur korrekten Bewegung kommt, haben die
Parallelogrammverbindungen in Figur 8 und 9 einen Winkel zwischen 35 und 40º zur
Horizontalen, während die Schlitze 26 der in Figur 3-6 dargestellten Ausführung einen
Winkel zwischen 30 und 35º von der Vertikalen haben.
-
Mit Bezug auf Figur 7 der Zeichnungen ist unbedingt erforderlich, dass die
Bewegung der Brücke 111 auf die Spannvorrichtung übertragen wird, ohne dass es
zum Schlupf der einstellbaren Spannvorrichtung 117 kommt. Um solche Bewegung zu
verhindern, hat der Sechskant 116, der näher aus Figur 7 hervorgeht, an beiden Seite
Kerbverzahnungen 120, die sich weder gegenüber noch nebeneinander befinden. Die
Kerbverzahnungen 120 sind gegeneinander etwas versetzt.
-
Auf jeder Seite des Sechskants ist am Kopfteil 122 ein kerbverzahnter
Abschnitt 121 vorgesehen. Davon werden zwei von gegenüberliegenden Seiten des
Sechskants 116 eingeführt und durch Sperrstifte 123 in einer geeigneten Öffnung in
Arm 113 der Aufspanngruppe am Drehen verhindert. Eine Spannschraube verläuft
durch eine lichte Öffnung 124 in einem der Kopfteile 122 und wird in eine
Gewindebohrung 125 im anderen Teil geschraubt. Die Spannschraube hat ein per
Hand einrastbares Handrad, das aus Figur 3 der Zeichnungen hervorgeht.
-
Im Einsatz wird eine Federvorrichtung (ohne Darstellung) zum
Auseinanderhalten der Kopfspannteile 122 benutzt, wenn die Spannschraube 117
gelöst wird. Wenn sie festgezogen wird, greifen die kerbverzahnten Flächen 120 in der
gewünschten Spannstellung ein, um sicherzustellen, dass der Spannkopf nicht
schlüpft. Der Grund für die Versetzung der zwei Kerbverzahnungssätze 120 liegt in der
Sicherstellung, dass wenigsten eines der Spannkopfteile 122 voll in die
Kerbverzahnungen 120 eingreift.
-
Im Einsatz ermöglicht die Aufspanngruppe das zuverlässige Ausrichten von
Rahmenteilen bei minimaler Fachkenntnis. Außerdem ersetzt sie das herkömmliche
Verlassen auf die Verwendung von V-förmigen Absteifungsnägeln oder Keilen, die
zum Zusammenziehen der Rahmengehrungsverbindung tendieren. Dadurch bedingt
ergab sich eine Anforderung für komplizierte Konstruktionsmerkmale in kleineren V-
Nägeln oder -Keilen, um sicherzustellen, dass sich diese nach außen ausdehnen,
wenn sie durch eine Absteifungsmaschine eingeführt werden, wodurch sie eine
Restaurationskraft auf die Verbindung ausüben, wenn die Absteifungsfunktion
ausgeführt wurde. Mit Hilfe der beschriebenen Aufspanngruppe erübrigt sich die
Erfordernis sicherzustellen, dass die Keile oder V-Nägel eine elastische
Restaurationskraft auf die Rahmenteile ausüben, die durch die Aufspanngruppe vor
Einführen der V-Nägel oder -Keile durch die Absteifungsmaschine richtig ausgerichtet
sein müssen.
-
Die Aufspanngruppe kann als Bestandteile einer Absteifungsmaschine vermittelt
oder zur Nachrüstung vorhandener Absteifungsmaschinen ausgeführt werden.