-
Maschinenanlage zur Anfertigung von Trägern aus Holzgurten und Steg
Die Erfindung betrifft eine Maschinenanlage zur Anfertigung von Trägern aus Holzgurten
mit einem an diesem befestigten Steg aus Sperrholz oder anderem biegsamem Material.
Die Anfertigung von Trägern aus Holzgurten mit dazwischenliegendem Sperrholz oder
ähnlichem Steg wurde bisher von Hand vorgenommen, nachdem die Einzelteile in unterschiedlichen,
der konstruktiven Ausbildung entsprechenden Maschinen vorbereitet wurden. Im allgemeinen
sind sogar die Sperrholzstreifen bei Vollwandträgern in ihren oberen und unteren
Endpartien beidseitig mit Gurthälften durch Leimung oder Nagelung verbunden worden,
ohne daß außer dem Hobeln eine weitgehende Bearbeitung der Holzteile vonnöten gewesen
wäre. Mit den bisherigen Maschinen konnten nur Träger in Fixlängen hergestellt werden,
während eine endlose Fertigung wegen der für eine derartige Fabrikation ungeeigneten
konstruktiven Durchbildung der bekannten Träger weder möglich noch rentabel war.
-
Holzgurt-Träger in I-Form mit wellenförmigem Steg sind bereits bekannt.
Durch die Maschinenanlage gemäß der Erfindung- ist es möglich, Holzgurt-Träger in
I-Form mit gewelltem Steg in Endlosfertigung herzustellen. Durch die konstruktive
Ausbildung des Trägers mit wellenförmigem Steg ist der bei ähnlichen Trägern mit
ebenem Steg vorhandene Nachteil vermieden, daß in bestimmten Abständen seitliche
Stegverstärkungen angebracht werden müssen, deren Einfügung die endlose Fertigung
erheblich behindern, wenn nicht unmöglich machen würde.
-
Das Ziel der Fertigung von Trägern aus Holzgurten und einem Steg aus
Sperrholz oder anderem biegsamem Material wird erfindungsgemäß durch zwei verstellbar
ebeneinanderliegende, quer zu den Gurten pendelnde, die wellenförmigen Nuten in
den Gurten herstellende Fräser, eine zu den damit gefrästen Nuten synchronlaufende
Wellenpresse für den Steg sowie der Wellenpresse nachgeordnete, seitlich im Abstand
verstellbare Begrenzungsvorrichtungen, z. B. Rollen, erreicht. Es ist hierbei prinzipiell
ohne Belang, welcher Art die Fräser sind, jedoch hat es sich als zweckmäßig erwiesen,
gewöhnliche Messerfräser zu verwenden, die nach einer Ausführungsform der Erfindung
einen konischen Nutquerschnitt ergeben. Um bei Verwendung dieser Fräser keine Breitendifferenzen
in der wellenförmigen Nut zu bekommen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die
pendelnden Gurtfräser der Pendelbewegung synchrongesteuerte Schwenkköpfe aufweisen,
welche die Frässpindeln in jeder Bewegungsphase senkrecht zu den Tangenten an die
zu fräsende Wellennut halten. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß sich die
Fräsmesser immer genau in der Laufrichtung der im Grundriß wellenförmigen Nut halten.
Naturgemäß wird man bei sehr kurzer Wellenlänge bzw. sehr stark gekrümmten Wellen
Fräser geringeren Durchmessers nehmen, als dieses bei einer langgestreckten Wellenform
der Fall ist.
-
Um den Steg aus Sperrholz oder biegsamem Material mit den Gurten zusammenzufügen,
ist in der Maschinenanlage den Fräsern eine Wellenpresse nachgeschaltet, deren Aufgabe
es ist, das nicht vorgeformte Sperrholz oder biegsame Material im Bereich der Zuführung
der Gurte in Wellenform zu halten und in der gleichen Geschwindigkeit und der gleichen
Richtung wie die Gurte so fortzubewegen, daß die durch die Presse verursachte Wellenform
des Steges genau mit der Wellenform der Nuten übereinstimmt. Dadurch wird im Bereich
der Presse die mühelose Einführung des Sperrholzsteges in die Nuten möglich. Der
Effekt der Einführung wird durch seitliche Begrenzungspreßvorrichtungen bewirkt,
die auf die gewünschte Profilhöhe eingestellt sind. Die Einstellung erfolgt mit
dem Abstand der Begrenzungsvorrichtung voneinander, der variabel ist. Die seitlichen
Begrenzungspreßvorrichtungen sind so gearbeitet, daß ihre mit den Gurten in Berührung
stehende Fläche in Laufrichtung der Gurte gleitend ausgebildet ist.
-
Für die Wellenpresse sind verschiedene Ausführungsformen möglich.
So wurde z. B. eine Pressenform entwickelt, bei der mehrere Preßrollen in einer
der Wellenform entsprechenden Doppelreihe angebracht sind. Diese Preßrollen sind
so angeordnet, daß die eine Reihe durch Federdruck an die zweite Reihe angedriickt
wird, während die zweite Reihe über eine der Rollenzahl entsprechende Gestänge-
oder Pleuelreihe mit einem kurbelwellenähnlichen Antrieb verbunden ist, welcher
die Rollen der zweiten Reihe in eine vertikale oder je nach Anordnung der Maschine
horizontale Hin- und Herbewegung versetzt, so daß in der Gesamtbewegung eine in
der Laufrichtung der Gurte wandernde Welle entsteht, deren Bewegungsgeschwindigkeit
mit der der Gurte übereinstimmt. Die
Wellenpresse kann jedoch z.
B. auch in der Art einer Raupenkettenpresse od. ä. ausgebildet sein, wobei dann
die einzelnen Glieder mit ihrer Preßfläche der Wellenform angepaßt sind. Hierbei
können Glieder- oder Kettenteile beliebiger Länge verwendet werden, deren-Druckplatten
der Wellenform so angepaßt sind, daß im geradlinigen Verlauf der Raupenkette die
Gesamtfläche der Glieder die Wellenform ergibt.
-
Ferner kann es für die Ausbildnung der Wellenpresse von Vorteil sein,
eine Kombination der beiden vorbezeichneten Prinzipien anzuwenden. Hierbei geht
man so vor, daß beispielsweise der untere Teil der Wellenpresse als Unterteil einer
Raupenkettenpresse ausgebildet ist, deren Druckplatten im Preßbereich eine fortlaufende
Wellenform ergeben, während als Oberteil unter Druck stehende Preßrollen Verwendung
finden, welche das Stegband so stark gegen den Pressenunterteil drücken, z. B. mit
Hilfe von Federn oder hydraulischer Druckmittel, daß der Steg im Bereich der Presse
Wellenform aufweist. Die Druckrollen im oberen Pressenteil haben hierbei ein ausreichendes
Spiel zur Auf- und Niederbewegung, so daß die wandernde Welle des Pressenunterteils
mit dem Stegband unter diesen Rollen in Gurtrichtung wandern kann.
-
Es ist für eine weiterentwickelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Maschinenanlage charakteristisch, daß Gurtfräser und Wellenpresse zwischen zwei
in Laufrichtung der Gurte arbeitende Mitnehmervorrichtungen angeordnet sind, deren
Abstand untereinander und zu den Gurtfräsern verstellbar und deren Geschwindigkeit
mit der Pendelbewegung der Gurtfräser und der Wellenbewegung der Wellenpresse synchronisierbar
ist. Hierbei kann die Anordnung der Mitnehmervorrichtungen so vorgesehen sein, daß
diese am Auslaufende gleichzeitig als Begrenzungspreßvorrichtungen dienen. Die Mitnehmervorrichtungen
können jedoch auch kürzer ausgeführt sein, so daß getrennte Begrenzungspreßvorrichtungen
ihnen nachgeschaltet sind. Die konstruktive Ausbildung der Mitnehmer kann in beliebiger
bekannter Weise geschehen, z. B. durch Sauger, Greifer oder mit Hilfe von griffigen
Flächen im Zusammenwirken mit Druckrollen. Es hat sich auch als vorteilhaft herausgestellt,
die Mitnehmervorrichtungen als Transportglied- oder Rollenkörperketten auszubilden,
die Dorne aufweisen, denen gegenüber im Einführungsbereich der Gurte Druckrollen
zur Einpressung der Dorne in das Holz angeordnet sind.
-
Für die kontinuierliche Fertigung ist es zweckmäßig, hinter jedem
Gurtfräser eine ebenfalls pendelnde Leimauftragsvorrichtung anzuordnen, die im Falle
der Verleimung von Steg und Gurten die erforderliche Leimmenge auf die Flanken der
wellenförmigen Nut im Gurt aufbringt. Eine derartige automatische Leimauftragung
ermöglicht auch eine ausreichende und wirtschaftliche Leimaufgabe. Das Sperrholz
bzw. das biegsame Stegmaterial wird zweckmäßig in größeren Längen, gegebenenfalls
in aufgerolltem Zustand, verwendet. Erfindungsgemäß wird für die Einbringung des
Sperrholzes bzw. des biegsamen Stegmaterials vorgeschlagen, daß vor der Wellenpresse
Zuführungsrollen angeordnet sind, welche den Sperrholzstreifen aus .dem Bereich
oberhalb oder unterhalb der Maschinenanlage zubringen. Hier ist es zweckmäßig, die
Vorratsrolle in einem solchen Abstand von der Maschinenanlage anzubringen, daß nach
dem Abspulen des Sperrholzes oder biegsamen Materials die Kanten desselben mit Leim
versehen werden, woraufhin das Stegband bis zur Maschinenanlage noch einen solchen
Weg zurückzulegen hat, daß der aufgetragene Leim sich intensiv mit dem Stegmaterial
verbindet und, wenn erwünscht, eine gewisse Vortrocknung durchmacht. Unter Umständen
wird das Stegband mit eckigen Randteilen angeliefert. Ist eine Einfügung in beispielsweise
konische wellenförmige Nuten der Gurte vorgesehen, so empfiehlt es sich, zwischen
die Materialrolle und die Leimauftragsvorrichtung für den Steg eine Anfasvorrichtung
mit zwei im Abstand voneinander verstellbaren Spindeln einzuschalten.
-
In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Maschinenanlage in Form
einiger schematischer Beispiele veranschaulicht. Es zeigt Fig. 1 ein Grundschema
im Vertikalschnitt, Fig. 2 das Detail einer möglichen Ausführungsform der Gurtfräser
in Seitenansicht, Fig. 3 einen detaillierten Vertikalschnitt in Längsrichtung, Fig.
3 a eine Draufsicht zu Fig. 3, Fig. 4 den Längsschnitt einer Ausführungsform der
Wellenpresse, Fig. 5 den Querschnitt durch eine Anfasvorrichtung. Aus Fig. 1 ist
schematisch ersichtlich, wie in Laufrichtung der Gurte innerhalb der Maschinenanlage
im rechten Teil der Darstellung die Gurtfräser 1, von denen der eine dargestellt
ist, quer zu den Gurten 8 in Richtung des Pfeiles B pendelnd angeordnet sind. Der
Gurt 8 bewegt sich in Richtung des Pfeiles A fort, so daß aus dem Zusammenwirken
der Gurtbewegung A und der Pendelbewegung des Fräsers die in den Gurt gefräste Nut
2 die Form einer Welle bekommt. Die sich in Richtung A bewegenden Gurte 8 laufen
seitlich an der Wellenpresse 3 vorbei, deren obere und untere Preßelemente in Richtung
.der Pfeile C gegeneinander wirken, wobei in der Seitenansicht eine Wellenform entsteht,
die synchron zur :,Tut 2 in den Gurten in Richtung D in der gleichen Geschwindigkeit
wie die Gurte wandert. Die oberen und unteren Presseelemente können entweder gleitend,
z. B. in Form von Rollen, ausgebildet sein, so daß das vorwärts gestoßene oder gezogene
Stegband in wandernder `'Venenform zwischen den Preßteilen hindurchgleiten kann,
oder die Preßteile sind nicht gleitend ausgeführt, so daß sie das Stegband in der
Wellenform festhalten. Da die Welle mit der Geschwindigkeit der Gurte 8 weiterwandern
muß, wandern in letzterem Falle die einzelnen Formteile der Preßvorrichtung ebenfalls
in Richtung D mit dem festgehaltenen Steg. Der Wellenpresse sind seitliche, in ihrem
Abstand voneinander verstellbare Begrenzungspreßvorrichtungen nachgeordnet, die
in diesem Beispiel Rollenform haben.
-
Fig. 2 veranschaulicht etwas ausführlicher eine Ausbildungsmöglichkeit
des pendelnden Gurtfräsers 1, der in diesem Falle über eine Vorrichtung 5 in Richtung
des Doppelpfeiles B auf- und abwärts bewegt wird. Der Gurtfräser 1 ist in diesem
Beispiel als Schwenkkopf mit einer Bewegungsrichtung entsprechend dem Pfeil E ausgebildet,
der um den Punkt 5 a schwenkbar ist. Die Schwenkung kann durch zweckentsprechende
Mittel mit der Vorschubgeschwindigkeit des Gurtes und gleichzeitig der Pendelbewegung
B synchronisiert sein, so daß die Frässpindel7 in jeder Bewegungsphase senkrecht
zu der Tangente steht, die man an die zu fräsende Wellennute legen kann. Bei Verwendung
von Messerfräsern ist es empfehlenswert, solche mit einem keilförmigen Profil zu
verwenden, um parallellaufende Nutenflanken zu erzielen.
-
In Fig. 3 und 3 a sind der Vertikallängsschnitt und die Draufsicht
eines ausführlicher dargestellten Beispiels einer Maschinenanlage gemäß der Erfindung
dargestellt.
Von rechts nach links dem Fertigungsgang folgend erkennen wir in Fig. 3 a die Einführung
der Gurte 8, die zwischen den Mitnehmervorrichtungen 10
und den diesen im
Einführungsbereich der Gurte gegenüber angeordneten Druckrollen 11 hindurchlaufen.
Die Druckrollen haben die Aufgabe, die zum Mitnehmen der Gurte erforderliche Reibung
zu erzeugen und z. B. für den Fall, daß die Mitnehmervorrichtungen mit Dornen oder
ähnlichen Vorrichtungen versehen sind, eine Einpressung der Dorne in das Gurtholz
zu bewirken. Der Bewegungsrichtung der Gurte nach links folgend sind nebeneinanderliegende
Gurtfräser 1'
mit Antrieben 6' angeordnet, die in Richtung des Doppelpfeiles
B auf- und abpendeln, während dieser Pendelbewegung synchrongesteuert die Schwenkköpfe
1'a der Gurtfräser eine Schwenkbewegung gemäß den Pfeilen E ausführen. Je näher
der Schwenkpunkt der Arbeitsebene des Fräsers gelagert ist, um so genauer erfolgt
die Ausfräsung der Nuten. Die Pendelbewegung B wird in diesem Ausführungsbeispiel
durch sich in Pfeilrichtung F drehende Exzenterscheiben 12 hervorgerufen, welche
die Bewegung über Zwischenstücke 13 auf die Gurtfräser übertragen. Die nunmehr gefrästen
Gurte bewegen sich weiter in Arbeitsrichtung und laufen seitlich an der Wellenpresse
3' vorbei, in die durch zwei Führungsrollen 20 geführt, das Stegband 9 aus Sperrholz
oder anderem biegsamem Material einläuft, um während der Vorwärtsbewegung in eine
Wellenform gepreßt zu werden, welche derjenigen der Gurtnuten entspricht. Die Preßvorrichtungen
in der Wellenpresse 3' erzeugen also eine wandernde Welle, die in Pfeilrichtung
mit der Wellennut in den Gurten synchron läuft. Durch die Verjüngung des Abstandes
der Mitnehmer 10 und damit die Verringerung des Abstandes der Gurte 8 erfolgt die
Annäherung derselben in den Bereich der Kanten des Stegbandes 9, so daß die Zusammenfügung
des Trägers sich in einem Bereich vollzieht, wo das Stegband noch durch die Wellenpresse
in Wellenform gehalten wird. Am Auslaufende der Mitnehmervorrichtungen, in diesem
Falle in der Figur links, dienen die Mitnehmer gleichzeitig als Begrenzungspreßvorrichtung
4'. Ihr lichter Abstand entspricht nämlich genau der erwünschten Profilhöhe. Selbstverständlich
könnten die anschließenden Umlenkrollen .der Mitnehmervorrichtung 10 bereits im
Bereich der Wellenpresse angebracht sein unter Nachschaltung anderer, z. B. rollenförmiger
Begrenzungspreßvorrichtungen 4, die in Fig. 3 a punktiert dargestellt sind. Der
Abstand der Mitnehmervorrichtungen 10 ist in Richtung der Doppelpfeile G bzw. G'
verstellbar, ebenfalls kann der Abstand zwischen den Gurtfräsern 1' und den Mitnehmern
verändert werden, wodurch naturgemäß auch die Nuttiefe variiert werden kann. Der
fertige Träger verläßt in Richtung des Arbeitsablaufes die Maschinenanlage.
-
Die Wellenpresse ist bei dieser Ausführungsform der Maschinenanlage
aus paarig zugeordneten, in einer wellenförmigen Doppelreihe angebrachten Preßrollen
14 zusammengesetzt. Die untere Reihe der Preßrollen 14 ist in diesemAusführungsbeispielnichtangetrieben,
sondern die Rollen sind einzeln mit federnden Druckvorrichtungen ausgerüstet, die
sie einen Druck gegen die Preßrollen 14 der oberen Reihe ausüben lassen. Selbstverständlich
könnten auch jeweils zwei oder mehr Preßrollen gekoppelt mit einem einzigen Druckmittel
verbunden sein, bei entsprechender gelenkiger Ausbildung. Die oberen Preßrollen
14 werden durch den Antrieb über die Welle 15 in eine Auf- und Abwärtsbewegung in
Richtung des Doppelpfeiles H versetzt. Die Antriebswelle 15 im Pressengehäuse ist
kurbelwellenartig'ausgebildet. Sie kann auch mit Exzentern versehen sein, die über
die Gestänge 16 die Bewegung auf die Rollen 14 übertragen: Durch diesen Antrieb
werden die in Doppelreihen angeordneten Preßrollen derart in eine Auf- und Abwärtsbewegung
gebracht, daß in -Durchlaufrichtung D eine wandernde Welle entsteht. Durch -die
Verwendung von Rollen ist ein leichter Durchlauf des Stegbandes aus Sperrholz oder
biegsamem Material gewährleistet.
-
Eine andere Ausführungsform der Wellenpresse ist in Fig. 4 dargestellt.
Hier wird eine die wandernde Welle darstellende Preßvorrichtung 3" durch eine raupenkettenpressenartige
Preßvorrichtung gebildet, deren einander zugekehrten Stränge sich mit dem dazwischenliegenden,
in Wellenform gehaltenen Stegband in Richtung des Pfeiles D fortbewegen. Die einzelnen
Glieder der Raupenketten bestehen in diesem Beispiel aus Rollen oder Rädern 19,
die gekoppelt sind und die Druckplatten 18 tragen, welche der Wellenform so angepaßt
sind, daß im geradlinigen Verlauf der Raupenkette die Gesamtfläche der Glieder die
Wellenform ergibt.
-
Naturgemäß lassen sich auch aus der Kombination der beiden dargestellten
Formen von Wellenpressen geeignete Vorrichtungen konstruieren, so z. B. durch eine
Kombination der unteren Raupenkette aus Fig. 4 mit einem Gegenstück, welches dem
auf den Kopf gestellten Unterteil der Wellenpresse gemäß Fig. 3 entspricht. Selbstverständlich
wäre es auch möglich, die gesamte Wellenpresse gemäß Fig.3 in umgekehrter Form,
d. h. mit Antrieb der unteren Rollenreihe, auszubilden.
-
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch eine Anfasvorrichtung, welche
das auf der Auflage 22 aufliegende Stegband 9 bearbeitet, dessen Randpartien durch
den Bereich zweier Fräser 21 auf Doppelspindel 23 hindurchgeführt werden, wobei
eine Anfasung durch konische Formung der Endteile erfolgt. Eine derartige Vorrichtung
ist selbstverständlich nur erforderlich, wenn eine entsprechende Nut in die Gurte
eingefräst wird bzw. eine andere Verbindungsart dieses notwendig macht.
-
Die in den Zeichnungen dargestellten Maschinenanlagen weisen eine
für die Produktion günstige Anordnung auf, bei welcher der fertiggestellte Träger
die Maschinenanlage liegend verläßt. Falls besondere Betriebsbedingungen oder andere
Gründe dieses erfordern, lassen sich die beschriebenen Elemente auch so anordnen,
daß der Träger die Maschinenanlage stehend verläßt. Die einzelnen Elemente der Maschinenanlage
können getrennten Antrieb aufweisen oder aber insgesamt oder in Gruppen durch zentralen
Antrieb in Bewegung gehalten werden, wobei die zentragen Antriebe gleichzeitig die
Synchronisierungsorgane betätigen.
-
Die Gurte müssen nicht unbedingt aus gewachsenem Holz bestehen. Durch
den Einsatz der entsprechenden verschleißfesten Werkzeuge zum Fräsen und Greifen
können auch Kunstholz-, Holzspan- und ähnliche Gurte verarbeitet werden.