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Drahtheftmaschine Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen
an Drahtheftmaschinen und insbesondere auf die Mittel zum Tragen und zum Stützen
der während des Arheitens der Drahtheftmaschine gebildeten Klammer oder der Krampe
während der Zeit, während welcher die Klammer in das zu behandelnde Material eingetrieben
wird und es durchdringt. , Bei bekannten Drahtheftmaschinen wird diese Unterstützung
von außen durch das obere Drahtforinelement, (las zuweilen als Außenformer bezeichnet
wird, und von innen durch einen Schuh gegeben, über welchen die Klammer bügelartig
greift und welcher fortschreitend aus der Stellung zwischen den Klammerschenkeln
entfernt wird, wenn die Klammer in (las zu heftende oder miteinander zu vereinigende
Material hineingetrieben wird und es durchdringt.
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Der äußere Tragteil ist wirksam, vorausgesetzt daß dem Formelement
entsprechende Größenabmessungen gegeben werden; aber obgleich dem inneren Tragschuh
verschiedenartige Formen gegeben und ihm mechanisch gesteuerte Bewegungen erteilt
werden können, kann keine dieser bekannten Kombinationen während der gesamten Stufen
des Eindringens der Klammer in das Arbeitsstück das gewünschte Ausmaß an Unterstützung
gewährleisten, wie im einzelnen aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich ist.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist, Innentragmittel für die Krampe
oder Heftklammer zu schaffen, die dieser Begrenzung nicht unterworfen
sind,
und während des ganzen Vortriebvorganges der Klammer ein erhöhtes Maß an Unterstützung
geben.
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Um dieses Ziel zu erreichen, umfassen die inneren Tragmittel zwei
Teile in der Form von getrennt angeordneten und mechanisch gesteuerten Elementen,
die in Zuordnung zueinander als eine Klammertrageinheit arbeiten, und durch diese
Ausführung kann die innere Unterstützung, welche der Klammer gegeben wird, beim
Arbeiten weit wirksamer und gleichförmiger gestaltet werden.
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In der nachfolgenden Beschreibung werden diejenigen Teile der Klammer,
welche in das Arbeitsstück hineingetrieben werden, als Schenkel der Klammer bezeichnet,
und der Teil, welcher die Schenkel an einem Ende verbindet, wird als Kopf der Klammer
bezeichnet.
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Unter der Annahme, daß vollständig wirksame Tragmittel vorgesehen
sind, wird die theoretische Eindringgrenze einer beliebigen Klammer nicht erreicht,
bis entweder ein plastischer Fluß des Materials der Klammer eintritt oder bis der
Widerstand des behandelten Materials gegen Eindringen größer als die Unterstützung
ist, die das umgebende Material den Klammerschenkeln geben kann, die sich dann krümmen
oder anderweitig in dem Material abgelenkt werden.
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Bei den bekannten Ausführungen tritt ein Versagen des Eindringens
ein, bevor die eine dieser Stufen erreicht ist, und zwar zufolge des Klammerkopfes,
der sich biegt und die Klammertragmittel herausdrückt. Gemäß der vorliegenden Erfindung
kann durch Schaffung des Klammerträgers in der Form von zwei getrennt angeordneten
und gesteuerten, aber zusammenarbeitenden Teilen sich der theoretischen Eindringgrenze
sehr viel weiter genähert werden. Der verbesserte Grad an Beherrschung und an Unterstützung
der Klammer wird dadurch erreicht, daß der Klammerkopf für gewöhnlich oder im wesentlichen
für gewöhnlich während beinahe des gesamten Vortriebsganges unterstützt wird, und
zwar vorzugsweise so, daß die Tragmittel vor Erreichen der entsprechenden Eindringstufe
nicht aus ihrer Stellung gedrückt werden können.
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Aus praktischen Gründen kann es in verschiedenen Fällen erwünscht
sein, die Ausführung zu verändern, um sich den zu erreichenden Bedingungen anzupassen,
ohne von dem Prinzip abzuweichen, die Klammertragmittel in der Form von zwei zusammenarbeitenden
Elementen auszubilden, das eine, um eine ausreichende zwangsläufige oder federgesteuerte
Unterstützung für den Kopf der Klammer zu schaffen, während das andere lediglich
zum Tragen ihrer Schenkel dient; oder bei federgesteuerten Trägern kann die Unterstützung
der Klammer zwischen dem Schenkelträger und dem Kopfträger gemäß der Eindringstufe
geteilt werden. Es kann Vorkehrung dafür getroffen werden, daß die Bewegung eines
der Tragelemente zwangsläufig über einen größeren Teil des Vortriebsvorganges gesteuert
wird, wonach die zwangsläufige Steuerung aufgehoben und der größere Teil der Tragwirkung
durch das andere Tragelement übernommen wird, das federgesteuert ist.
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Bei dem Heften oder Durchstechen steigt die Eindringkraft während
der Anfangsstufen des Eintreibens auf den erforderlichen Wert an und bleibt dann
im wesentlichen konstant. Da sich die Länge des Schenkels, die durch den nicht eingetriebenen
Teil der Klammerschenkel gebildet wird, verringert, wird weiterhin das Bestreben
des Kopfes zum. Zusammenklappen verkleinert. Beim Heften sind die Eindringbedingungen
ähnlich, und unmittelbar vor dem Durchstoßen hat die Last das Bestreben anzusteigen
und sinkt auf eine kleine Größe herab, sobald die Spitzen der Klammer ihren Weg
durch die letzten Schichten hindurchschneiden. In jedem Fall hat sich daher, falls
der Kopf bis zu einem kurzen Abstand vor Beendigung des Vortriebsvorganges voll
unterstützt wird, die Neigung des Kopfes zum Zusammenklappen auf ein solches Ausmaß
verringert, daß irgendeine Schwierigkeit nicht mehr entsteht.
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Die mechanischen Einzelteile, welche zur Ausführung der Erfindung
verwendet werden, können gemäß der Art der Heftmaschine, an welcher sie angewendet
wird, verändert werden und, wie aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich ist,
kann die Erfindung auf die Gattung von Maschinen angewendet werden, bei der der
Handhabungsraum oberhalb der Oberseite des Arbeitsstückes beim Arbeiten so groß
wie möglich sein muß und bei der es daher erwünscht ist, daß dem Kopf der Klammer
ein Maximum an Unterstützung gegeben wird.
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Im nachstehenden wird eine besondere Ausführungsform mit zwangsläufiger
Steuerung der Klämmertragmittel während des Eindringens im einzelnen mit Bezug auf
die Zeichnungen beschrieben.
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Bei dieser Ausführung wird weiterhin der Träger für den Kopf der Klammer
als Biegeblock oder als Verbindungsstange in Zuordnung zu dem Außenformer verwendet,
um die gerade Drahtlänge in eine Klammer zu biegen, und der daher dem doppelten
Zweck eines Innenformers während des Formens und eines inneren Kopfträgers während
des Vortreibens der Klammer dient. Dieser doppelte Zweck ist jedoch kein entscheidendes
Merkmal, und gegebenenfalls kann die Ausführung abgeändert werden, um ein besonderes
inneres Formelement zu verwenden, über welches der Draht gebogen wird, um ihn nachher
auf den Kopfträger zu übertragen.
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Die Fig. r bis 7, welche rein schematische Darstellungen sind, sind
Teilschnittansichten durch den Heftkopf nach einer senkrechten Linie durch die gemeinsamen
Achsen des Außenformers und des Vortreibers und in rechtem Winkel zur Ebene der
gebildeten Klammer.
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Die festen Teile des Rahmens des Heftkopfes, welche die beweglichen
Elemente tragen, sind aus einigen Figuren fortgelassen, und wo sie wiedergegeben
sind, sind diese festen Teile nur so weit angedeutet, als sie zum Zweck der Darstellung
und des Verständnisses der Erfindung notwendig sind.
Fig. t zeigt
die lie@@c; l;chen Teile in der obersten lZuliestellung vor Beginn der Arbeitsvorgänge
der I lerstellung und des Vortreibens der Klammer; die Fig. 2 und 3 zeigen aufeinanderfolgende
Stufen in dem Klammerherstellungsvorgang; Fig. :I, 5 und 6 zeigen aufeinanderfolgende
Stufen in dem Klammervortreibvorgang; Fig. 7 zeigt eine Anfangsstufe bei der Rückkehrbewegutig
der Teile nach Beendigung des Vortreibens. ' Gemäß Fig. i ist F der feste Rahmen
des Heftkopfes, und C ist die abnehmbare vordere Abdeckplatte, welche den Vortriebsteil
und den Außenformer der Klammer und andere später zu beschreibende Elemente -zusammen
einschließt. Es ist ersichtlich, daß der Vortriebsteil und der Außenformer zur senkrechten
Bewegung in dem Heftkopf geführt sind, und diese Bewegung wird von Nocken auf allgemein
bekannte Weise abgeleitet und braucht daher in der vorliegenden Beschreibung im
einzelnen nicht erläutert oder dargestellt zu werden.
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X-X ist eine waagerechte Linie, welche die Höhe der Oberseite des
.Arbeitsstückes andeutet, und der Spalt zwischen dieser und der Unterseite der I?lernetite
wird als Handhabungsraum benötigt.
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t ist <las obere Element zum Herstellen der Klaminer, das im nachstellenden
auch Außenformer genannt wird, und ic ist ein Lager für einen Zapfen und eine nicht
dargestellte Nockenrolle, wodurch die gewünschte senkrechte Bewegung dem Außenformer
von einer Nockenwelle erteilt wird.
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Vermittels Einrichtungen, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung
bilden, wird eine Drahtlänge w, welche von dem Vorrat zugeführt und abgeschnitten
wird, in eine Stellung oberhalb des Fußes des sp'iter zu beschreibenden Kopfträgers
gebracht, in der (las Drahtstück durch das Formelemerit zti einer Krampe oder Heftklammer
gelogen werden kann. Bei der betrachteten Ausführung müssen, da der Raum frei bleiben
muß, beide Teile der Klammertragmittel, d. h. das Element. welches den Kopf trägt,
und das Element, ,#v elches die Schenkel trägt, eine beträchtliche senkrechte Bewegung
ausführen, um sich nach abwärts (lern Arbeitsstück zu nähern.
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Nachstehend wird die Anordnung und die Arbeitsweise des Tragelements
für die Schenkel, das als Schenkelträger bezeichnet wird, beschrieben. Dieses Element
ist ein Hebe13, der bei 2 in dem oberen 7;ride des Außenformers angelenkt ist, und
daher ist seine senkrechte Bewegung in der Größe und in der relativen zeitlichen
Einstellung die gleiche wie die des :\ußeiiformers. Der Schenkelträger ist zum Einführen
zwischen die Schenkel der Klammer um den Zapfen 2 beweglich und wird gewöhnlich
durch eine Feder ,4 außer Tätigkeit gehalten, die abgestützt und an dem Außenformer
bei .4" angeordnet ist.
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Beim Abwärtshub des Formers bewegt sich der Schenkelträger nach abwärts
frei von dem Draht und (lern Kopfträger, bis der Außenformer den Draht über (lern
Fuß des Kopfträgers in eine Krampe oder eine Heftklammer gebogen hat und beginnt,
die Schenkel der Klammer zu umgreifen. Wenn die Abwärtsbewegung fortgesetzt wird,
schlägt ein Vorsprung 3° auf der Hinterseite des Schenkelträgers der Heftklammer
gegen einen Kolben 5 (Fig. 2), der in dem festen Kopf der '@Iaschine angeordnet
ist und durch eine Feder 5° vorwärts gedrückt wird, die durch Überwinden der Kraft
der Feder ,4, welche den Träger außer Tätigkeit hält, bewirkt, daß der Hebel um
seinen Lagerzapfen verdreht und zwischen die Schenkel w2 der Klammer in eine Stellung
eingeführt wird, welche durch eine Anschlagfläche 36 auf der Innenseite des Schenkelträgers
bestimmt ist, der mit einer senkrechten Fläche i6 des Außenformers in Berührung
gelangt. Das untere Ende 311 des Tragelements ragt nun durch die Klammer hindurch
und wird dort gehalten (Fig. 3) und befindet sich in der Stellung, um während des
Vorwärtstreibens der Klammer mit dem Kopfträger zusammenzuarbeiten. Der Außenformer
i ist nun mit dem Arbeitsstück w in Berührung gekommen und verbleibt in dieser Stellung,
bis die Krampe oder Klammer vollständig in das Arbeitststück hineingetrieben worden
ist. Wenn sich der Kopfträger abwärts bewegt, wie nachstehend beschrieben wird,
drückt er den Schenkelträger entgegen dem federbelasteten Kolben 5 in den Heftkopf
zurück, bis das Vortreiben der Klammer beinahe beendet ist. Nachstehend wird das
Vortreiben der Klammer und die Anordnung und Ausbildung des Kopfträgers und die
Art seiner Zusammenarbeit mit dem Schenkelträger beschrieben.
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Der Kopfträger ist als Schaft 6 ausgebildet, der gewöhnlich in einer
senkrechten Stellung gehalten wird, der einen kurzen hakenähnlichen Fuß 6° trägt,
welcher sich in rechtem Winkel an seinem unteren Ende erstreckt, und dieser Fuß
hat eine Schrägfläche 66, welche so geformt ist, daß sie mit der Vorderfläche des
Endes 3d des Schenkeltragelements zusammenarbeiten kann. Der Kopfträger ist an seinem
oberen Ende auf jeder Seite mit Führungszapfen 8 versehen, welche in senkrechte
Schlitze 9 eingreifen, die an jeder Seite in der Deckplatte C gebildet sind, die
den Kopf der Maschine abschließt und den Außenformer der Klammer und den Vortriebsteil
für die Klammer in dem Kopf zurückhält. Weiterhin ist in dieser Deckplatte ein Exzenterbolzen
io angeordnet, der mit seinem exzentrischen Teil für gewöhnlich senkrecht steht,
und der exzentrische Teil io° greift in das untere Ende eines Schlitzes i i auf
einer Seite des Kopfträgers ein und hält in Verbindung mit den vorgenannten Führungszapfen
den Schaft 6 des Kopfträgers während des größeren Teiles seiner Bewegung in einer
senkrechten Stellung. Die Führungszapfen 8 an dem oberen Ende des Kopfträgers werden
durch eine senkrechte Feder 12 für gewöhnlich gegen das obere Ende der Schlitze
9 gehalten, wodurch der Kopfträger in seiner höchsten Stellung gehalten wird.
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Weiterhin ist in der Deckplatte ein in Querrichtung gleitender Bolzen
13 angeordnet, der im
nachstehenden als oberer Riegelbolzen
bezeichnet wird, der in eine Abstufung 14 in dem oberen Ende des Kopfträgers eingreifen
kann. Dieser Bolzen dient dazu, den Kopfträger zwangsläufig in seiner obersten Stellung
zurückzuhalten, während der Außenformer den Draht zu einer Krampe oder Klammer über
dem Kopfträger (Fig. i und 2) biegt, der während dieses Teiles des Arbeitskreislaufes
die Funktion einer Verbindungsstange oder eines Innenformers ausübt.
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Die zwangsläufige Verbindung wird durch einen Freigabebolzen 15 freigegeben,
der an der Vorderfläche des Außenformelements i befestigt ist. Wenn dieses Element
seine Abwärtsbewegung nahezu beendet hat, schlägt dieser Freigabebolzen 15 gegen
einen nach einwärts vorstehenden Arm 16 eines dreiarmigen Hebels, der bei 17 auf
einem festen Zapfen auf der Deckplatte angelenkt ist; der untere Arm 18 dieses Hebels
greift an dem oberen Riegelbolzen an, und sein anderer Arm 19 arbeitet als Anschlag
gegen die Vorderseite der Deckplatte, wenn der Riegelbolzen sich in der Freigabestellung
befindet. Eine leichte Feder 20, welche sich zwischen dem unteren Arm des Hebels
und einem festen Zapfen 21 in der Deckplatte erstreckt, schwingt von einer Seite
zur anderen des Zapfenmittelpunktes 17 und hält den oberen Riegelbolzen 13 in der
Stellung, in welche er zuletzt angetrieben wurde. Der Hebelarm 16 wird in der umgekehrten
Richtung betätigt, damit der obere Riegelbolzen wieder mit der Abstufung 14 durch
einen entsprechenden Anschlagbolzen 22 in Eingriff gelangt, der weiter nach unten
auf der Fläche des Außenformers befestigt ist, und dieser Zapfen tritt in Tätigkeit,
wenn der Außenformer sich seiner obersten Stellung nähert.
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Der Kopfträger trägt weiterhin gegen sein unteres Ende einen kleinen,
quer verschiebbaren Riegelzapfen 23, der durch eine Blattfeder 24 nach vorn gehalten
wird. Dieser untere Riegelzapfen greift an einer geeigneten Stelle in dem Arbeitskreislauf
in einen Schlitz 7` in der Fläche des Klammervortriebelements 7 ein und verhindert
jedwede Abwärtsbewegung des Kopfträgers relativ zum Vortriebsteil, nachdem der Verriegelungszapfen
eingegriffen hat und so lange, bis er gemäß nachstehender Beschreibung freigegeben
wird.
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Bald nachdem der Außenformer und der Schenkelträger ihre unterste
Stellung erreicht haben und vor dem Vorwärtstreiben der Klammer oder der Krampe
(der untere Verriegelungszapfen 23 des Kopftragelements wird dann freigegeben) drückt
eine Schrägfläche 7b nahe dem unteren Ende des Vortriebelements den unteren Riegelzapfen
entgegen seiner Feder zurück, bis der Schlitz 7a in der Fläche des Vortriebelements
sich in einer Stellung befindet, in welcher er mit dem Zapfen (Fig. 3) in Eingriff
gelangen kann. Falls eine senkrechte Abwärtsbewegung des Kopfträgers entgegen seiner
Rückhaltefeder 12 während dieses Arbeitens stattfinden sollte, muß diese Bewegung
aufhören, sobald der Kopfträger den stark federbelästeten Schenkelträger trifft,
und daher wird eine Antriebsverbindung nach abwärts zwischen dem Kopfträger und
dem Vortriebelement erfolgen. In dieser relativ verriegelten Stellung befindet sich
die Vortreiberspitze des Vortriebelements auf dem Kopf wi der Krampe oder der Klammer,
und ein geringer Spielraum ist vorgesehen, um dieses zu gewährleisten.
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Die nachfolgenden Stufen des Vortriebhubes sind in den Fig. 4, 5 und
6 angedeutet. Der Vortreiber 7 und der Kopfträger 6, die miteinander verriegelt
sind, werden nun in senkrechter Richtung entgegen dem Schenkelträger nach abwärts
bewegt, und die Schrägfläche 66 des Kopfträgers drückt den Schenkelträger allmählich
aus der Klammer oder der Krampe nach außen, wie vorher beschrieben wurde. Da jedoch
der Klammerkopf in vollem Umfang auf einer senkrechten Fläche relativ zur Antriebsrichtung
während dieser Bewegung getragen wird und gleichzeitig die Teile, welche durch den
nicht eingetriebenen Teil der Stapelschenkel gebildet werden, seitlich durch den
Schenkelträger gestützt werden, während sich die Länge dieser Schenkel verkleinert,
muß die Klammer ihre Form aufrechterhalten. Diese Unterstützung der Klammer oder
der Krampe, an welcher die beiden Tragelemente teilnehmen, wird bis kurz vor dem
Augenblick fortgesetzt, wo die Stapelschenkel gerade durch das Material hindurchgetrieben
werden. Fig.6 zeigt die Beendigung des Vortriebvorganges.
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Unmittelbar vor dieser Stufe wird dem Exzenterbolzen io, der in den
Schlitz i i an dem Kopfträger eingreift, eine geringe Drehbewegung erteilt, und
diese erfolgt durch eine nicht dargestellte Verbindung des Heftkopfantriebes auf
beliebige zweckentsprechende Weise. Dadurch wird der Kopfträger von dem Vortriebelement
entriegelt, und ihm wird gestattet, von der Klammer freizugehen; sobäld der Kopfträger
freigeht, folgt ihm der Schenkelträger und bewegt sich unter der Einwirkung der
Feder 5a wiederum in die Klammer, bis der Kopf der Klammer und der Vortriebsteil
ihn hinausdrängen und die Klammer vollständig hineingetrieben wird; inzwischen hält
das Vortriebselement den Kopfträger auf einem Vorsprung unmittelbar unterhalb der
Schrägfläche 7b.
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Nach einer kurzen Ruhepause, um den Durchstich zu vernieten bzw. verklammern,
beginnt der Außenformer, sich nach oben zu bewegen, und trägt den Schenkelträger
mit sich, der daher aus der Steuerung des Federkolbens 5 freigegeben wird. Der Vortreiber
kehrt ebenfalls zurück, und der Kopfträger, der jetzt nur durch seine Zurückhaltefeder
12 nach aufwärts gedrückt wird, bewegt sich nach oben, wobei er gegen den Vorsprung
des Vortreibers ruht, bis die Zapfen 8 das obere Ende der Schlitze 9 erreichen.
Eine geringe Winkelbewegung des Kopfträgers 6 findet infolge der Wirkung des Teiles
loa statt, aber die Breite des Vorsprungs an dem Vortreiber ist so bemessen, daß
diese schwache Drehung von 6 erfolgen kann, und dieses Element erreicht seine oberste
Stellung unter dem Einfluß der Vortreiberbewegung und der Feder i2. Der Vortreiber
und der Außenformer setzen ihre Aufwärtsbewegung fort, der Exzenterbolzen io bringt
den Kopfträger wieder in seine senkrechte Stellung,
lind schließlich
gelangt sein oberer Verriegelungsbolzen 13 wieder in Eingriff, wenn der Außenformer
seine Aufwärtsbewegung beendet hat. Der Anfangszustand der Maschine ist nun wieder
hergestellt, und sie ist für einen weiteren Kreislauf von Arbeitsvorgängen bereit.
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Durch Unterteilen der Klammertragmittel in zwei getrennt angeordnete
Teile, die angetrieben werden, wie oben beschrieben wurde, ist es möglich, die Klammer
zu zwingen, ihre Form durch zwangsläufige Steuerung in jeder Stufe des Vortriebsvorganges
beizubehalten.
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Das Prinzip der Erfindung ist weiterhin auf andere Maschinengattungen
als die oben beschriebeue anwendbar, beispielsweise auf Maschinen, bei denen ein
Handhabungsraum zwischen dem Heftkopf tind dem Arbeitsstückträger nicht erforderlich
ist, und in diesem Fall braucht einer der Klammertragteile, z. B. der Schenkelträger,
nur eine waagerechte Bewegung auszuführen.