NO166695B - Anordning til sammenspikring av konstruksjonsdeler. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning til sammenspikring av to konstruksjonsdeler ved at en spiker ved hjelp av en første lineær motor trykkes gjennom den ene konstruksjonsdelen, som for eksempel kan være en gipsplate, og videre inn i den andre konstruksjonsdel, som for eksempel kan være en bjelke.

Når konstruksjonsdeler skal forbindes med hverandre ved hjelp av spikerforbindelser ved fabrikkmessig spikring, må man i almindelighet sikre at delene som skal spikres sammen, holdes i godt anlegg mot hverandre slik at selve inndrivningen av spikrene kan finne sted med forholdsvis tett anlegg mellom delene.

Et forhold som man i denne forbindelse må ta hensyn til, er om den ene eller begge deler består av materiale som risikerer å få varige deformasjonsskader om den eller de utsettes for fastholdende krefter, resp. sammenholdende krefter med en størrelse over ét bestemt uskadelig nivå. Som eksempel på dette kan nevnes den situasjon som foreligger når en gipsplate skal spikres fast til en underliggende trebjelke. Da kan bjelken selvfølgelig utsettes for vesentlig større fastholdelseskraft eller sammenholdende kraft enn gipsplaten uten å få varige overflateskader. Selve inndrivningen av spikere kan herved forutsettes å bli utført ved at spikerhodet utsettes for en inndrivningskraft av en størrelse på for eksempel 300 kp. En så stor kraft kan imidlertid ikke pålegges gipsplaten med underliggende bjelke for å få til den nødvendige f astholdelseskraf t, om man vil unngå varige skader, spesielt på gipsplaten som kanskje ikke kan belastes med større kraft enn for eksempel maksimum 50 kp.

For å få til en slik begrenset fastholdelseskraft, dels den betydelig større spikerinndrivningskraft, kan man gå frem på forskjellige måter.

En tenkelig løsning ville være å anvende to forskjellige trykkmediumsylindere som virker i samme retning, den ene for å utøve den mindre fastholdelseskraft og den annen for å frembringe den betydelig større inndrivningskraft for spikringen. De to sylindere kan anbringes enten adskilt ved siden av hverandre eller danne en dobbeltsylinder, der den ene sylinder er koaksialt anordnet i den andre. I det første tilfellet har man ulempen av to sylindere som krever større plass i sideretnlngen enn en sylinder krever og man får dessuten kraftvirkningen på adskilte steder. I begge tilfeller risikerer man allikevel alltid at gipsplaten/ bjelken utsettes for en maksimal nedholdelseskraft som blir større enn den fastholdende sylinders egen maksimale kraft.

Formålet med oppfinnelsen er, ved sammenspikring av slike konstruksjonsdeler hvorav i det minste den ene bare har begrenset fasthet, å unngå de ovennevnte ulemper som er knyttet til de kjente konstruksjonsløsninger og i stedet komme frem til en ny type sammenspikringsanordning der man kan få til dels å holde sammen konstruksjonsdelene ved hjelp av en mindre i det vesentlige konstant fastholdelseskraft, dels inntrykking av spikere ved hjelp av en større inndrivningskraft som virker bare på spikerhodet.

I henhold til oppfinnelsen oppnås det nevnte formål ved en anordning av den i innledningen angitte art ved at den første lineære motor er en første trykkmeidumsylinder, for eksempel en trykkluftsylinder som er aksialt bevegelig festet til en stativdel og til hvilken det er innstillbart festet en trykkfot ved hjelp av hvilken anleggskraft kan frembringes mot konstruksjonsdelen, der arbeidsslaget for stempelstangen i den første sylinder foretar spikerinntrykningen, at en andre med stativdelen fast forbundet lineær motor i form av en mindre trykkmediumsylinder, for eksempel en andre trykkluftsylinder, er innrettet for tett anlegg av den første sylinder og dens trykkfot mot konstruksjonsdelene for å holde sammen disse ved spikerinntrykningen, hvilken andre sylinder er slik innrettet at dens stempelstang er forskyvbar i en retning i det vesentlige vinkelrett på bevegelsesretningen for den første sylinders stempelstang, og at det ved den frie ende av den andre sylinders stempelstang, er festet en mellom den første sylinders, mot stativet nevnte, bakre del og stativdelen inndrivbar kile for å tilveiebringe den første sylinders anlegg med i det vesentlige konstant anleggskraft og bibehold av trykkfotanlegget mot konstruksjonsdelene også ved lokal ytterligere sammentrykning av delene under spikerinndrivningen.

Den anleggskraft som utøves av trykkfoten for den første sylinder og som holder sammen konstruksjonsdelene ved spiker-inntrykkingen frem, kommer altså ved den andre sylinders kraftvirkning som via kilen og dennes "kraftutveksling" vendes 90° og forsterkes i anleggskraftretningen mot konstruksjonsdelene. I praksis vil det i almindelighet være hensiktsmessig at den store første sylinder og den mindre andre, sylinder er trykkluftsylindere. Ved at den første sylinders kraftvirkning "ligger på" kilen under trykkfotanlegget og selve spikerinndrivningsslaget, oppnås det at en etterjustering av trykkfotens anleggskraft hele tiden foregår slik at denne kraft bibeholdes konstant også under den lokale ytterligere sammentrykning av konstruksjonsdelene som kan oppstå ved spikerinndrivningen ved hjelp av den første sylinders stempelslag. Kile-sylinder-mekanismen ved anordningen har altså evne til å oppta slike variasjoner i trykkfotens og dermed den første sylinders aksielle stilling som kan forekomme under selve spikerinndrivningen. Dette er av stor betydning ettersom et tett anlegg av trykkfoten mot konstruksjonsdelene under hele spikerinndrivningsslaget er en forutsetning for at spiker skal inndrives til nøyaktig avsatt dybde under arbeidsslaget. I praksis innebærer dette ofte at spikerhodet inndrives så langt at det er noe forsenket under overflaten av den øverste konstruksjonsdel.

For å få til en nøyaktig styrt bevegelse-og kraftoverføring fra kilen til den bakre del av den første sylinder, er det hensiktsmessig at det i denne finnes et utad åpent styrespor for kilen, hvilket spor har en plan bunnflate hvis normalretning danner en spiss vinkel med bevegelsesretningen for stempelstangen i den første sylinder, hvilken spisse vinkel stemmer overens med kilens kilevinkel.

Sylinderhuset for den første sylinder har ved sin bakre ende et sylinderlokk som lukker sylinderløpets bakre ende, hvori styresporet for kilen er utformet.

Sylinderhusets forreste del har hensiktsmessig en styrehylse som stikker ut fra sylinderhusets vegg ved denne del og hvori stempelstangen er lagret.

Forsenkningsdybden er uavhengig av dimensjonene for det par av konstruksjonsdeler som det gjelder og som skal spikres sammen med hverandre. Spesielt når den øverste konstruksjonsdel er en gipsplate, kan det være hensiktsmessig at verktøynesens anleggsdel er en ringformet fot som fordeler anleggskraften over et forholdsvis stort ringformet

overflateområde av gipsplaten.

Den andre sylinder og kilen kan i og for seg være festet direkte til stativdelen eller løpe dirékte langs flaten av stativdelen, men i praksis antas det å være mest hensiktsmessig at den andre sylinder er festet til en festeplate som er anbragt på stativdelen og som på den side som vender mot kilen, er utstyrt med etpar parallelle styrelinjaler som kantstyreflenser på kilens motsatte sider står i glidbart inngrep med. Ved dette forenkles monteringen av den andre sylinder og kilen og det blir letter å bytte ut disse to deler ved f.eks. slitasje.

Kilen er videre hensiktsmessig koblet sammen med den første sylinder ved hjelp av en styretapp som er anordnet vinkelrett på styresporets lengderetning og som er festet i sylinderens bakre del og strekker seg tvers over styresporet i avstand fra og parallelt med dettes bunnflate. Styretappen strekker seg derved gjennom en avlang styrespalte som er utformet i kilen og som forløper parallelt med den side av kilen som grenser inn til bunnen av sporet.

Den første sylinder blir dermed "opphengt" ved festeplaten via styretappen i sylinderens bakre del og ved kilen som opptar styretappen og som løper langs festeplaten mellom de styrelinjaler som er festet til denne og ved hjelp av hvilke kilen hele tiden holdes i anlegg mot festeplatens overflate.

Arbeidslengden for stempelet i den første sylinder og dermed spikerinntrykningslengden bestemmes hensiktsmessig av aksielt adskilte stoppanlegg i sylinderen. Disse stoppanlegg dannes enklest av for det første sylinderlokkets innside og for det annet, av innsiden av den endevegg for sylinderhuset som stempelstangen går gjennom.

Den anleggskraft som frembringes ved hjelp av anordningen i henhold til oppfinnelsen blir avhengig dels av den kile-inndrlvningskraft som utøves av den annen sylinder, dels av den kraftforsterkning som kilen gir i den første sylinders aksielle retning. Kraftforsterkningen på sin side er avhengig først og fremst av kilens kilevinkel. I praksis har det vist seg mest hensiktsmessig at kilevinkelen har en verdi 1 området mellom 10° og 20°, fortrinnsvis i området 12°-16°. Om man her velger en kilevinkel på f.eks. 14° og regner med en friksjonskoeffisient i området 0.07-0.08 (som gjelder for normalt slepet stål), kan man regne med at den første sylinders anleggskraft mot konstruksjonsdelene blir 1,5 til 1,6 ganger større enn den andre sylinders kileinndrivningskraft.

Den andre sylinder, på samme måte som den første, har hensiktsmessig et prismeformet sylindrisk hus med kvadratisk eller rektangulært tverrsnitt. Ved dette forenkles sylinderhusets montering på festeplaten i stativdelen. Ved at sylinderhusene derved kommer til å ha stor godstykkelse i de langsgående rettvinklede hjørnepartier, får man muligheter til i disse partier på en enkel måte å innrette nødvendige trykkmediumkanaler for arbeidsmediets tilførsel, resp. bortførsel, fra arbeidskamrene i sylindrene.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere og forklares under henvisning til den utførelsesform som er vist på tegningene og der: Fig. 1 viser et delvis vertikalt snitt gjennom en anordning i henhold til oppfinnelsen med to konstruksjonsdeler som skal spikres sammen, anbragt under denne,

fig. 2 viser sylindrene og kilen sett ovenfra ved snittlinjen II-II på fig. 1,

fig. 3 viser en vertikal projeksjon ved snittlinjen III-III på fig. 1,

fig. 4a og 4b viser den første sylinders sylinderlokk, sett i aksialt snitt, resp. horisontal projeksjon ovenfra, og

fig. 5a og 5b viser til slutt kilen, sett fra siden, resp. ovenfra i horisontal projeksjon.

På fig. 1 vises anordningen i henhold til oppfinnelsen montert under en horisontal stativdel 1. Anordningen omfatter fire hoveddeler eller komponenter, nemlig en horisontal festeplate 2, anbragt på undersiden av stativdelen 1, en horisontal trykkluftsylinder som er anbragt på festeplaten, en kile 4 som er forskyvbart lagret på undersiden av festeplaten 2 og en vertikal trykkluftsylinder 5 som bæres av kilen og som nedentil har en trykkfot 6. Trykkfoten 6 er beregnet på å komme i anlegg mot etpar konstruksjonsdeler 7, 8 ved nedadrettet bevegelse av sylinderen 5, slik at trykkfoten kan trykke konstruksjonsdelene sammen før selve spikerinndrivningen ved sammenspik-ringen av delene. I det viste eksempel antas konstruksjonsdelen 7 å være en horisontalt anbragt gipsplate, mens delen 8 er en trebjelke 8 som er anbragt under platen. Delene 7 og 8 er anbragt på et fast, horisontalt underlag 9.

Den horisontalt anbragte mindre trykkluftsylinder 3 omfatter et sylinderhus 10 og et frem-og tilbakebevegelig stempel 11 i dette og en stempelstang 12 som er festet til stempelet og som ved sin ytre, frie ende er festet til kilen 4. Sylinderens 10 høyre ende er lukket med et lokk 13.

Kilen 4 bæres oppe av festeplaten 2 ved at kilen oventil har kantstyreflenser 14 som stikker ut til sidene og strekker seg i motsatt retning av kantflenser 15 på etpar parallelle styrelinjaler 16 som er skrudd fast på undersiden av festeplaten 2.

Den vertikalt stilte større trykkluftsylinder 5 omfatter et sylinderhus 17 med en nedre endevegg 18 og et i sylinderhusets boring opp og nedad bevegelig stempel 19 med tilhørende stempelstang 20. Stempelstangen 20 stikker ut av sylinderhuset 17 gjennom en åpning i sylinderhusets endevegg 18 og er utenfor endeveggen styrt i en styrehylse 21 som stikker ut fra denne vegg. Ved sin bakre og på tegningen øvre endedel er sylinderhuset 17 lukket ved hjelp av et sylinderlokk 23 som er festet i sylinderboringens 22 øvre ende.

I sylinderens 5 sylinderlokk 23 finnes det et oppad åpent styrespor 24 for kilen 4. Styresporet har en plan bunnflate 25 som danner vinkelen cx med sylinderlokkets horisontale endeflate 26 og strekker seg parallelt med kilens 4 tilstø-tende underside 27.

For nærmere studium av syl inderlokket 23 og kilen 4, vises det til fig. 4a, 4b, resp. 5a, 5b, som viser disse deler i større målestokk.

Som det fremgår av fig. 2 og fig. 4b, har sylinderen 5 et prismeformet sylinderhus 17 med kvadratisk tverrsnitt. Også sylinderen 3 har et hensiktsmessig kvadratisk tverrsnitt. Som det klart fremgår av fig. 4b, strekker styresporet 24 seg på tvers over sylinderlokkets endeflate parallelt med dettes motstående sider 28 og 29. Styresporet 24 begrenses således 1 sideretningen av etpar motstående flenspartier 30 og 31 på sylinderlokket. Gjennom disse to flenspartier strekker det seg koaksiale hull 32, resp. 33, for en tapp 34 (se fig. 1) som kan settes i disse og gjennom hvilke sylinderen 5 står i forbindelse med og bæres oppe av kilen 4. Dette oppnås ved at styre-eller forbindelsestappen 34 løper i en avlang styrespalte 35 i kilen 4. Styrespalten strekker seg gjennom kilens 4 jevntykke hovedparti 36 nedenfor kilens kantstyreflenser 14. I kilens høyre side er det anordnet et gjenget bunnhull 37 som enden av sylinderens 3 stempelstang 12 er skrudd inn i.

Som det fremgår av fig. 4a og 4b, har sylinderlokket i sine fire hjørnepartier et første par aksielle hull 38 og et andre par aksielle hull 39. Disse hullpar er beregnet for fastskruing av sylinderlokket 23 på sylinderhuset 17, resp. for aksiell styring av sylinderen 5 i forhold til festeplaten 2 ved hjelp av etpar styrestaver 40 (bare en slik stav 40 er vist på fig. 1) som er innsatt i hullene 39 og i tilsvarende hull i festeplaten.

Som det fremgår av fig. 1, er såvel den kileinntrykkende sylinder 3 som den trykkfotbærende sylinder 5 forsynt med vanlige pakninger mellom sylinderlokk og sylinderhus, mellom stempel og sylinderboring som mellom stempelstang og dennes gjennomføring i sylinderhuset. Sylindrene 3 og 5 er dessuten selvfølgelig forsynt med de nødvendige trykkmediumkanaler for tilførsel, resp. utførsel, av trykkmedium (i dette tilfellet en trykkluft) som påvirker og driver de respektive stempler.

På den nedre del av styrehylsen 21 som stikker ut fra endeveggen 18 på sylinderen 5, er det aksialt innstillbart montert en verktøynese 41 som arbeider med sideinnmatning av spiker og hvis nedre del dannes av trykkfoten 6. Ved at verktøynesen med tilhørende trykkfot kan innstilles i forskjellige aksiale stillinger på styrehylsen 21, kan anordningen innstilles for å frembringe den ønskede inn-drivningsdybde for den spiker som ved hjelp av stempelstangen 20 og en drivstang 42 som er koaksialt festet til stempelstangen 20 drives inn i konstruksjonsdelene 7, 8 når trykkfoten 6 er i anlegg mot disse og stempelet 19 utfører sitt inndrivningsslag. Lengden av dette inndrivningsslag bestemmes av avstanden mellom sylinderlokkets 23 innside 43 og innsiden 44 av sylinderhusets endevegg 18.

For ordens skyld skal det pekes på at på fig. 1 vises anordningen med sylinderen 5 og dens verktøynese 41 i en stilling der de ennu ikke er i anlegg mot konstruksjonsdelene 7, 8. Anlegget fra sylinderen 5 og verktøynesen mot konstruksjonsdelene, fremkommer som beskrevet ovenfor ved at sylinderen 3 drives til å trykke inn kilen 4 i retning mot venstre mellom festeplaten 2 og sylinderlokket 23. Når trykkfoten 6 er bragt i anlegg mot delene 7 og 8 og har trykket disse sammen til tett anlegg mot hverandre før spikerinndrivningen, er anordningen klar for utførelse av spikerinndrivningsslaget fra sylinderen 5, d.v.s. for drivning av stempelet 19.

Om man nu tenker seg at konstruksjonsdelene utgjøres av en gipsplate 7 og en tversgående trebjelke 8 under denne, er det nødvendig at trykkfotens 6 anleggskraft ikke blir for stor, d.v.s. at den anleggskraft som utøves av trykkfoten mot gipsplaten må være begrenset til en verdi som ikke gir noen varige inntrykningsskaper i gipsplatens overflate. En hensiktsmessig høyeste anleggskraft kan antas å være 50 kp. Selve spikerinndrivningen skal derimot skje ved hjelp av en vesentlig større kraft, f.eks. 300 kp, som utøves direkte på spikerhodet ved hjelp av drivstangen 42. For å få til en anleggskraft av størrelsen 50 kp når kilevlnkelen a er 14° og når de kraftoverførende flater på kilen 4, festeplaten 2 og stempeltoppen 23 med tappen 34, er normalt slipte stålflater som gir en friksjonskoeffisient i området 0,07-0,08, kreves det i det foreliggende tilfellet at sylinderen 3 utøver en horisontal kraft av størrelsen ca. 32 kp på kilen 4 i retning mot venstre på fig. 1.

Anordningens drift innebærer da at først trykker sylinderen 3 med en kraft på ca. 32 kp inn kilen 4 mellom festeplaten 2 og sylindertoppen 23 og deretter aktiveres drivstempelet 19 i sylinderen 5 for å utføre spikerinndrivningsslaget. Sylinderen 5 er derfor slik dimensjonert og matet med trykkluft med slikt trykk at stempelet 19 utvikler en vertikal inndrivningskraft av størrelsen 300 kp via stempelstangen 20 og drivstangen 42. Når spikerinndrivningen er foretatt, skal anordningen avlastes for å gi plass for forflytning av delene 7 og 8 og en eventuell ny spiker-inndrivning på et nytt sted. Ved denne kraftavlastning i anordningen går først sylinderens 3 stempel 11 tilbake til sin endestilling der kilen trekkes ut og deretter går sylinderens 5 stempel 19 tilbake til sin øvre utgangsstilling som er vist på fig. 1, før en ny splkerinndrivning.

Om man, som ovenfor nevnt, regner med en friksjonskoeffisient for kilen av størrelsen 0,07-0,08 og en kilevinkel på 14°, kreves det en horisontal kileuttrekningskraft av størrelsen minst 33,0 kp til 24,8 kp for å løsgjøre kilen når denne allerede har vært utsatt for en vertikal trykkraft på 350 kp.

Kilevlnkelen som i dette tilfellet er valgt til 14°, bør for slepet stål være minst 10°, men ikke særlig større enn 20°. Det er viktig å velge rett kilevinkel i forhold til de aktuelle friksjonskoeffisienter for kileplanene og tryk-kraften på kilen for at man skal få den tilstrebede størrelse på den nedadrettede anleggskraft som i ovenstående eksempel er valgt til å være 50 kp.

Claims (6)

1. Anordning til sammenspikring av to konstruksjonsdeler (7, 8) med hverandre ved at en spiker ved hjelp av en først lineær motor (5) trykkes gjennom den ene konstruksjonsdel, f.eks. en gipsplate (7), og videre inn i den andre konstruksjonsdel, f.eks. en bjelke (8), der den første lineære motor er en første trykkmediumsylinder (5), f.eks. en trykkluftsylinder, som er festet aksialt bevegelig til en stativdel (1), hvilken motor er forsynt med en innstillbar festet trykkfot (6), ved hjelp av hvilken anleggskraft kan utøves mot konstruksjonsdelene og der arbeidsslaget for den første sylinders stempelstang (20) utfører spikerinntrykningen, karakterisert ved en andre, med stativdelen (1) fast forbundet lineær motor i form av en mindre trykkmediumsylinder (3), f.eks. en andre trykkluftsylinder, som er innrettet for tett fremføring av den første sylinder og dens trykkfot mot konstruksjonsdelene for å holde disse sammen ved spikerinntrykningen, hvilken andre sylinder (3) er slik innrettet at dens stempelstang (12) er forskyvbar i en retning i det vesentlige vinkelrett på bevegelsesretning for den første sylinders stempelstang (20), og at det ved den frie ende av den andre sylinders stempelstang (12) er festet en kile (4) som kan drives inn mellom den første sylinders bakre del (23) som vender mot stativdelen (1) og stativdelen for frembringelse av den første sylinders anlegg med i det vesentlige konstant anleggskraft og med bibehold av trykkfotaniegget mot konstruksjonsdelene også ved ytterligere lokal sammentrykning av disse under inndrivning av spiker.

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at det i den første sylinders (5) bakre del (23) finnes et utad åpent styrespor (24) for kilen (4), hvilket spor har en plan bunnflate (25) hvis normalretning danner en spiss vinkel (a) med bevegelsesretningen for den første sylinders stempelstang (20), hvilken spisse vinkel svarer til kilens kilevinkel (a).

3. Anordning som angitt 1 krav 2, karakterisert ved at kilevlnkelen (a) har en verdi i området 10°-20° og fortrinnsvis ligger mellom 12° og 16°, slik at en av den andre sylinder (3) frembragt kileinndrivningskraft F2 meddeler den første sylinder en anleggskraft F^ av stør-relsesordenen 1,5 til 1,6 ganger F2 mot konstruksjonsdelene ved en kilevinkel på f.eks. 14° og en friksjonskoeffisient mellom 0,07 og 0,08.

4. Anordning som angitt i krav 2 eller 3, karakterisert ved at den første sylinders (5) bakre del (23) er utført som et tettende festet sylinderlokk (23) og at styresporet (24) for kilen (4) er utformet i dette lokk.

5. Anordning som angitt i ett eller flere av kravene 2-4, karakterisert ved at den andre sylinder (3) er festet til en på stativdelen (1) anbragt festeplate (2) som på den side som vender mot kilen er forsynt med etpar parallelle styrelinjaler (16) hvis kantstyreflenser (14) på kilens (4) motstående sider står i glidestyreinngrep med.

6. Anordning som angitt i et eller flere av kravene 2-5, karakterisert ved at kilen (4) er koblet sammen med den førte sylinder (5) ved hjelp av en styretapp (34) som er anordnet vinkelrett på styresporets (24) lengderetning og som er festet i sylinderens bakre del (23), samt strekker seg på tvers av styresporet i avstand fra og parallelt med sporets bunnflate (25) og hvilken styretapp strekker seg gjennom en langstrakt styrespalte (35) i kilen, ■ Lt paxte torløper Darali^i+ hvilken spalta *>«„i — tn sporets ^ — ^ slde (27) ay knen