Die vorstehende Erfindung betrifft eine Nagelmaschine.
Für die Herstellung unterschiedlicher Erzeugnisse, die aus
Holzbauteilen bestehen, werden Nagelmaschinen eingesetzt,
welche es erlauben, Holzbauteile, wie z.B. Bretter, Blöcke
oder Leisten, fest miteinander zu verbinden, um ein
Endprodukt herzustellen.
Eines dieser Erzeugnisse, die allgemein auf industrieller
Ebene hergestellt werden, ist in der Fertigung von
Transport- oder Lagerpaletten zu sehen.
Diese Paletten bestehen aus einer Anzahl von Holzbrettern,
die parallel zueinander angeordnet sind und eine
Auflageebene für die zu transportierenden Waren bilden.
Die parallel zueinander angeordneten Bretter ruhen auf quer
verlaufenden Leisten, welche ihrerseits auf Holzblöcken
ruhen.
Üblicherweise sind die Holzblöcke für die Fertigung von
Standardpaletten entlang drei geometrischer Achsen
angeordnet, die parallel zueinander liegen.
Zur Herstellung einer Palette mit einem derartigen Aufbau
findet in modernen Fertigungsanlagen, die vom Stand der
Technik her bekannt sind, eine Nagelmaschine Einsatz,
welche anfangs die Bauteile nagelt, die sich in einer
ersten Blockreihe oder quer liegenden Blockreihe befinden.
Im Anschluss an diesen ersten Nagelvorgang nagelt die
Nagelmaschine jene Bauteile zusammen, die in einer zweiten
Reihe der blockartigen Bauteile zu liegen kommen, und im
Anschluss an eine weitere Vorschubbewegung der Palette
werden die Bauteile, die in Übereinstimmung mit einer
dritten Reihe von blockartigen Teilen vorgesehen sind,
genagelt.
Berücksichtigt man, dass in den bekannten Nagelmaschinen
ein Nagelvorgang eine durchschnittliche Bearbeitungszeit
von 5 Sekunden beansprucht, wird ersichtlich, dass es bei
Einsatz einer herkömmlichen Nagelmaschine zur Durchführung
von drei Nagelvorgängen, die für die Herstellung einer
Standardpalette unbedingt notwendig sind, einer Zeit von
ungefähr 15 Sekunden bedarf, was dazu führt, dass die
Fertigungskapazität einer bekannten Nagelmaschine ungefähr
bei 240 Paletten/Stunde liegt.
Berücksichtigt man ferner, dass Palettenhersteller ständig
leistungsfähigere und schnellere arbeitende Nagelmaschinen
fordern und berücksichtigt man, dass die Hubzeiten des
Maschinenschlittens, der die Nagelzangen aufnimmt, aufgrund
technischer Gegebenheiten nicht weiter verkürzt werden
können, versuchen die Hersteller von Nagelmaschinen seit
längerer Zeit diese fertigungstechnischen Einschränkungen
zu überwinden, ohne jedoch die gewünschten Ziele zu
erreichen.
Es ist daher Aufgabe der vorstehenden Erfindung, die
Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und eine
Nagelmaschine vorzuschlagen, welche es erlaubt, die
Nagelzeiten für die Fertigung von einer Palette oder einem
ähnlichen Werkstück drastisch zu verkürzen und eine
Nagelmaschine vorzuschlagen, mit der während einer einzigen
Hubbewegung eine Vielzahl von parallel zueinander liegenden
Nagelreihen erstellbar ist.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird mittels einer
Nagelmaschine erreicht, die Nagelzangen aufweist, welche
von einem Joch aufgenommen werden, das gesteuert in einer
vertikalen Ebene verfahrbar und mit Magazinen zum Zuführen
von Nägeln an die Nagelzangen ausgerüstet ist und sich
dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Joche zur Aufnahme von
Nagelzangen vorgesehen sind, die in einer vertikalen Ebene
bewegbar sind, wobei das mittig angeordnete Joch zur
Aufnahme der Nagelzangen von einem ortsfest angeordneten
Gestell aufgenommen wird und die danebenliegenden Joche
zur Aufnahme der Nagelzangen von Gestellen aufgenommen
werden, die gegenüber dem zu nagelnden Werkstück in ihrer
Lage einstellbar sind.
Mit einer Nagelmaschine, die diese Merkmale aufweist, ist
es möglich, das einem Nagelvorgang zu unterziehende
Werkstück genau unter jenen Nagelzangen anzuordnen, die von
einem Joch aufgenommen werden, das von einem ortsfest
angeordneten Gestell gegenüber dem Rahmen der Nagelmaschine
angeordnet ist, wogegen das Gestell zur Aufnahme eines
vorderen Joches für die Nagelzangen genau dort angeordnet
werden kann, wo sich die Reihe der blockartigen Bauteile
oder Querlatten an einem vorderen Ende der Palette
befindet; das verbleibende Joch zur Aufnahme der
Nagelzangen ist genau an jener Stelle positionierbar, wo
sich die Reihe der blockartigen Bauteile am rückwärtigen
Ende der Palette befindet.
Dank der Vorsehung einer Anzahl hydraulischer
Kolben-Zylindereinheiten, die gleichzeitig antreibbar sind,
erfolgt eine gleichzeitige Bewegung aller Joche zur
Aufnahme der Nagelzangen, und somit eröffnet sich die
Möglichkeit, eine Standardpalette mittels einer einzigen
Hubbewegung aller Joche zur Aufnahme der Nagelzangen
durchzuführen. Dadurch wird die erforderliche Nagelzeit für
jede Palette auf ungefähr 5 Sekunden vermindert.
Der Erfindungsgegenstand wird nun genauer anhand eines
Ausführungsbeispieles beschrieben und in den beigefügten
Zeichnungen dargestellt:
Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Nagelmaschine in einer
Vorderansicht; Figur 2 zeigt in Vorderansicht ein Detail der Nagelmaschine
mit den Nagelzangen sowie einer schematisch dargestellten
Palette; Figur 3 zeigt die Nagelmaschine in Seitenansicht; Figur 4 zeigt schematisch die wesentlichen Bauteile der
Nagelmaschine in einem Grundriss.
Wie der Figur 1 zu entnehmen ist, weist die gesamthaft mit
1 gekennzeichnete Nagelmaschine ein kräftiges
Maschinengestell 2 auf.
Über dem Maschinengestell sind schwenkbare und an sich
bekannte Behälter 3, 4 und 5 vorgesehen, die einzusetzende
Nägel aufnehmen.
Seitlich weist das Maschinengestell 2 der Nagelmaschine
Parallelführungen 6, 7 auf, welche querliegende Joche 8, 9
und 10 aufnehmen. Jedes Joch 8, 9 und 10 ist gelenkig mit
Antriebsstangen einer Serie von Kolben-Zylindereinheiten
11, 12 und 13 verbunden.
Die oberen Enden der Hydraulikzylinder 11, 12, 13 eines
jeden Joches 8, 9, 10 sind gelenkig mit einem oberen, quer
angeordneten Bauteil 14 des Gestelles 2 der Nagelmaschine 1
verbunden.
Jedes Joch 8, 9, 10 ist unter dem Einfluss der
Kolben-Zylindereinheiten 11, 12, 13 aufwärts und abwärts
bewegbar, wie dies in Figur 1 durch den Pfeil f dargestellt
ist.
In an sich bekannter Weise nimmt jedes Joch 8, 9 und 10
Stangen S auf, welche mit rohrförmigen Zangen P
zusammenarbeiten, die von einer Traverse 15 über der
Palette 16 aufgenommen werden. Die Palette 16 liegt auf
einem Transportband über der Nagelebene auf, die
schematisch dargestellt und mit 17 gekennzeichnet ist.
Während der Abwärtsbewegung der Joche 8, 9, 10 treten die
Stangen S in die Zangen P ein. Die Zangen sind frei in
ihrer horizontalen Lage gegenüber dem Körper der Palette 16
anordenbar; die Palette 16 ist unter den Zangen P
angeordnet, wobei die Bauteile der Palette 16 durch
Einbringen von Nägeln gegenseitig verbunden werden.
In Figur 2 ist schematisch die Traverse 15 mit zugeordneten
Zangen P dargestellt. Die Zangen P sind entlang der
Traverse 15 in ihrer Lage einstellbar, um ein Nageln der
Bauteile der Palette 16 an den gewünschten Stellen zu
ermöglichen.
An der Unterseite des Gestells 2 der Nagelmaschine, die
gesamthaft mit 1 gekennzeichnet ist, ist ein steuerbarer
Motor 17 angeordnet, der auf eine Antriebswelle 18
einwirkt, wobei die Bewegung der Antriebswelle über Riemen
oder Ketten 19 auf eine Antriebswelle 20 übertragen wird,
die auf der gegenüberliegenden Seite des Maschinengestells
2 angeordnet ist.
Die Wirkungsweise dieser Bauteile wird im Anschluss noch
genauer beschrieben werden.
Figur 3 zeigt in einer Seitenansicht die Nagelmaschine mit
ihrem Gestell 2.
Über dem Gestell 2 sind die verschiedenen Behälter 3, 4, 5
zu erkennen, welche zur Aufnahme der Nägel dienen und
welche vom Stand der Technik her bekannt sind.
In der Mitte des Gestells 2 ist auf beiden Seiten der
Nagelmaschine ein Ständer 30 angeordnet, der ortsfest
gegenüber dem Gestell 2 der Nagelmaschine 1 angeordnet ist.
Eine Traverse 14 (die mit den Ständern verbunden ist) nimmt
die hydraulischen Kolbenzylindereinheiten 11, 12, 13 auf,
deren Kolbenstangen auf das entsprechende darunterliegende
Joch 8, 9, 10 einwirken, wobei jedes Joch mit Stangen
ausgerüstet ist, die ihrerseits mit den Nagelzangen P
zusammenarbeiten, um zu ermöglichen, Nägel in das darunterliegende
Bauteil der Palette 16 einzubringen.
Im unteren Teil des Maschinengestells 2, in der Nähe der
Bodenfläche, weist das Gestell mechanische Führungsbahnen
auf, die mit 31 und 32 gekennzeichnet sind. Die
mechanischen Führungsbahnen 31 und 32 nehmen verschiebbar,
wie durch den Pfeil g dargestellt, weitere Ständer 33 und
34 auf.
Dank der Beweglichkeit der Ständer 33 und 34 können die
Nagelzangen P, die von diesen Ständern aufgenommen werden,
entsprechend gegenüber dem Körper der Palette 16
positioniert werden.
Selbstverständlich nimmt jede einzelne Zange P eine an sich
bekannte Stange S auf, die in der voranbeschriebenen Weise
antreibbar ist. Auch die Stangen S der Ständer 33 und 34
sind unter Zuhilfenahme der Kolben-Zylindereinrichtungen 11
antreibbar.
Der Figur 4 kann die ortsfeste Lage des Ständers 30
entnommen werden. Der Ständer 30 nimmt das auf- und abbewegbare
mittige Joch 9 auf, welches über die Stangen S
auf die Nagelzangen P einwirkt.
Der Ständer 30 wirkt mit einem weiteren Ständer 33
zusammen, der ein Joch 8 aufnimmt; auf der
gegenüberliegenden Seite des Ständers 30, der ortsfest
angeordnet ist, ist ein weiterer Ständer 34 angeordnet, der
ebenfalls mit einem antreibbaren Joch ausgerüstet ist.
Der Ständer für das Joch 33 sowie der Ständer für das Joch
34 kann in waagerecht verlaufenden Präzisionsführungen 31,
32 verschoben werden.
Zur Automatisierung der Lageanordnung der beweglichen
Ständer 33 und 34 gegenüber der Lage des mittig
angeordneten ortsfesten Ständers 30 wird vorgeschlagen,
dass in der Nähe des Ständers 30 eine mit einem Gewinde
versehene Antriebswelle 40 vorgesehen ist.
Diese Antriebswelle ist mit einem Reduziergetriebe 41
verbunden, welches von einem steuerbaren Motor 17
antreibbar ist. Die Welle 40 weist ein Teilgewinde 42 auf,
dessen Steigung sich in einer Richtung erstreckt
(Rechtsgewinde) sowie mit einem Teilstück 43, dessen
Gewinde sich in entgegengesetzter Richtung erstreckt
(Linksgewinde).
Das mit einem Gewinde versehene Teilstück 42 ist mit dem
Ständer 33 wirkverbunden, wogegen das mit einem Gewinde
versehene Teilstück 43 mit Ständer 34 wirkverbunden ist.
Wie ferner der Figur 4 zu entnehmen ist, stehen auch die
gegenüberliegenden Bauteile der Ständer 33 und 34 mit einer
Antriebswelle 20 in Wirkverbindung, diese Antriebswelle
entspricht der Welle 40 und, dank der Vorsehung von Ketten
oder Antriebsriemen 19 wird die über den Motor 17 an die
Antriebswelle 18 übertragene Bewegung auch an die Welle 20
weitergeleitet, wodurch ein einwandfreier Antrieb der
Ständer 33 und 34 erfolgt.
In vorteilhafter Weise sind auch an der Oberseite des
Maschinengestells 2 Präzisionsführungen und
Antriebsspindeln zum Bewegen der Ständer 33 und 34
vorgesehen.
Die Arbeitsweise der neuen Nagelmaschine 1 ist folgende:
Unter Berücksichtigung der Nagelstellen, an welchen die
Palette 16, welche auf der Bearbeitungsebene 17 der
Maschine angeordnet ist, zu bearbeiten ist, erfolgt
eingangs das Einstellen der genauen Lage der Nagelzangen P
sowie der angetriebenen Stangen S für jedes Joch 8, 9, 10.
Der Positioniervorgang der Nagelzangen P sowie der Stangen
S kann auch automatisiert werden, indem die Stangen S
gemeinsan mit den Nagelzangen B gesteuert gegenüber dem
entsprechenden Joch 8, 9, 10 verfahren werden. Dabei werden
die Nagelzangen P einer jeden Traverse, z.B. 15, mit
Stellspindeln verbunden, welche von steuerbaren Motoren
angetrieben werden.
Ist einmal die Lageanordnung der Nagelzangen sowie der
dazugehörigen Stangen S durchgeführt, wird die
Lageanordnung des Ständers 33 und des Ständers 34 gegenüber
dem zu nagelnden Werkstück 16 sowie gegenüber dem ortsfest
angeordneten Ständer 30 durchgeführt.
Nach Ablauf dieses Einstellvorganges wird die genaue Lage
der zu nagelnden Palette 16 festgelegt, die Palette wird
z.B. unter Zuhilfenahme eines Förderbandes oder einer
steuerbar angetriebenen Förderkette 17 angefördert.
Sobald sich das Werkstück 17 in der für die Durchführung
des Nagelvorganges gewünschten Lage befindet, wird allen
Kolben-Zylindereinheiten 11, 12, 13 gleichzeitig eine unter
Druck stehende Hydraulikflüssigkeit zugeführt, mit der
Folge, dass sich alle querliegenden Joche 8, 9, 10
gleichzeitig nach unten auf das Werkstück 16 zubewegen.
Während dieser Bewegung werden die Stangen S angetrieben,
diese treten gleichzeitig in die Nagelzangen P ein, denen
vorab die einzusetzenden Nägel zugeführt wurden. Folglich
mit Durchführung einer einzigen nach unten gerichteten
Hubbewegung treiben sämtliche Stangen S die Nägel in die
Bauteile der zu fertigenden Palette 16 ein.
Dank der Vorsehung von mehreren Nageleinheiten 8, 9, 10,
die in ihrer Lage gegenüber dem Gestell der beschriebenen
Nagelmaschine 1 positionierbar sind, eröffnet sich die
Möglichkeit, eine Palette 16, die an einer Vielzahl von
Stellen zu nageln ist, über eine einzige Bewegung für die
Durchführung des Nagelvorganges herzustellen, was zur Folge
hat, dass die Fertigungszeiten für die Herstellung der
Palette wesentlich vermindert werden.
Dank der erfindungsgemäßen Ausführungsform der
Nagelmaschine 1, die eine mittig und ortsfest angeordnete
Nagelstation 9 aufweist und dank der Vorsehung von zwei
Nagelstationen 8, 10, die mit Präzision in eine gewünschte
Nagelstellung verfahrbar sind und dank der Vorsehung von
präzisen Gewindespindeln, die über einen steuerbaren Motor
antreibbar sind, erfordert das Einstellen der Maschine und
das Verfahren beweglichen Nagelstationen 8, 10 stark
reduzierte Zeiten, was zu drastisch verkürzten
Bearbeitungszeiten führt, ferner eröffnet sich die
Möglichkeit, die Maschine schnell an unterschiedliche
Abmessungen der zu fertigenden Paletten anzupassen.