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Holzring Die Erfindung bezieht sich auf einen Holzring, insbesondere
einen Stickrahmen, der aus mehreren gebogenen Holzteilen unter Anwendung zickzackförmiger
Stirnholzverbindung zusammengesetzt ist.
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An Holzringen, die bisher dadurch hergestellt wurden, daß gebogene
Stäbe, Kantel usw. durch in ihre Enden eingeschnittene Verzahnungen miteinander
verbunden wurden, weisen eben diese Verzahnungen verschiedene Nachteile auf.
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Vor allem ist die Zugfestigkeit der bisherigen Verzahnungen unbefriedigend.
Denn teils wurde ihr Flankenwinkel zu stumpf gewählt, wodurch die Leimflächen zu
klein werden und die Zahnflankenflächen sich wie schlecht leimendes Stirnholz verhalten
und solche Verzahnung nie als Stirnholzverbin= düng, sondern erst im Verein mit
einer schrägen Überlappung eine haltbare Verbindung ergibt.
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Andernteils werden bei genügend klein gewähltem Flankenwinkel die
Spitzen der Zähne abgestumpft und dadurch die Querschnitte verschwächt, denn die
Verleimung der Stirnholzflächen der abgestumpften Zähne besitzt fast keine Zugfestigkeit.
Aber auch im Gebrauch war die Haltbarkeit einer solchen Stirnholzverbindung durch
die Verwendung der erwähnten Zahnform und außerdem durch die zu groß gewählte Teilung
beeinträchtigt, denn die dadurch entstehenden zu groben Zähne lösen sich in ihrer
Verbindung infolge Ouellens und Schwindens des Holzes im Laufe der Zeit immer wieder
voneinander.
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Erfindungsgemäß werden die übelstände dieser Stirnholzverbindungen
auf überraschend einfache Weise durch den Erfindungsgedanken überwunden, der darin
zu erblicken ist, daß die Verzahnung der einzelnen gekrümmten Teile entsprechend
der jeweiligen Härte des Holzes einen Winkel von 12 bis i6° hat, ihre Teilung etwa
3 mm beträgt und die Zahnspitzen nicht abgestumpft sind.
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Es ist von Bedeutung, daß die vorgebogenen Stäbe derart miteinander
verbunden werden, daß die Festigkeit der Verbindung von der Größenordnung der Festigkeit
des verwandten Holzes ist.
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Eine solche Vereinigung der einzelnen Teile wird dadurch gewährleistet,
daß durch die Wahl des kleinen Flankenwinkels die zickzackförmig ausgearbeiteten
Stirnflächen der Segmente große Leimflächen bekommen, daß die Kanten unversehrt
erhalten bleiben und nicht abgestumpft werden, wodurch jede Querschnittsverschwächung
vermieden wird. Die Zähne schmiegen sich dabei elastisch in die Aussparungen ein,
und man erhält infolge der nicht so sehr begrenzten Bewegung beim Zusammenfügen
wie bei abgestumpften Zähnen immer gut geschlossene Fugen. Außerdem wird durch Anwendung
einer feinen Zahnteilung noch erreicht, daß die durch Quellen
und
Schwinden hervorgerufene Eigenbewegung des Holzes in der Verbindung abgebunden und
gleichsam eine Versplissung des Holzes hergestellt ist.
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Aber auch die bisher zur Herstellung von Holzringen verwendeten Holzteile
entsprechen in ihren Eigenschaften nicht solchen gekrümmten Holzsegmenten, wie sie
zur Herstellung von maßhaltigen und billigen Holzringen nötig sind. Denri durch
die üblichen Biegeverfahren erhalten, diese nie die gewünschte gleichmäßige Krümmung.
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Durch ein weiter unten beschriebenes Verfahren und eine besondere
Biegevorrichtung können jedoch auch leicht Holzstäbe, Kantel usw. zu gleichmäßiger
Krümmung gebogen werden, wie sie zur Bildung von genau runden Ringen nötig sind.
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Der erfindungsgemäße Ring eignet sich nicht nur als Stickrahmen, sondern
überalt dort, wo es auf Billigkeit der Herstellung, Zerreißfestigkeit, Unverwüstlichkeit
und Temperatur- und Feuchtigkeitseinflüsse, Form-und Maßhaltigkeit ankommt und wo
es sich um Herstellung von sehr dünnen und naturfarbigen massiven Ringen handelt.
So kann man nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Siebtrommeln, Hut- und Tortenschachteln,
dünnwandige Transportfässer, Kinderspielreifen, Turnringe, Radfelgen für Kinder-
und Handwagen, runde Tischzargen, Lenkräder für Kraftfahrzeuge, Flugzeuge usw.,
hölzerne Fahrradfelgen usw., Radkränze für hölzerne Riemenscheiben herstellen. -Durch
die Wahl der neuartigen Zahnform wird aber nicht nur die Oualität der Holzringe,
insbesondere des Stickrahmens, wesentlich verbessert, sondern auch ihr Herstellungsverfahren
bedeutend erleichtert. Den bisher gebräuchlichen Verzahnungen fehlt die Eigenschaft,
die zur fortlaufenden Herstellung von Holzringen nötig ist, daß die Segmente beim
Verleimen nach dem Zusammenpressen von selbst ineinanderhaften und nicht bis zur
Erhärtung des Leimes zusammengehalten werden müssen, wozu nicht nur große Mengen
umständlich zu handhabender Spannvorrichtungen benötigt, sondern wodurch auch zeitraubende
Störungen im Betrieb verursacht werden. Bei zu groß gewähltem Flankenwinkel und
bei kleinem. Flankenwinkel mit abgestumpften Zähnen ist die Reibung zu klein. Außerdem
kommt bei letzterer Zahnform durch die begrenzte Bewegung beim Ineinanderpressen
nicht die genügende Reibung zustande, und endlich ermöglicht bei ihr die meist zu
große Teilung ein gegenseitiges Zerspalten der Holzteile, bevor durch genügende
Reibung an den Zahnflanken ein Ineinanderhaften der Verzahnungen erreicht ist. Werden
dagegen die an den Enden mit dieser zickzackförmigen Verzahnung versehenen Segmente
zusammengepreßt, so wird die Rei-, bung zwischen den Zähnen so groß, däß sie überraschend
fest ineinanderhaften und daß sich bis zum Trocknen des Leimes jede Spannvorrichtung
erübrigt und dadurch ein vereinfachter, zeitsparender und fortlaufender Betrieb
gewährleistet ist, zumal auch das Verzahnen und Verleimen in einem Arbeitsgang vorgenommen
werden kann. Verbilligt wird ferner die Herstellung ° dadurch, daß die neue Verbindung
weniger Holz verbraucht als die obenerwähnten Verzahnungen, was bei der Herstellung
von Stickringen von zum Teil nur ioo mm Durchmesser nicht wenig ins Gewicht fällt.
Endlich erfordert die Herstellung dieser einfachen Zahnform weniger Mühe, weil nur
die Zahnflanken und nicht wie bei abgestumpften Zähnen auch die Stirnen der Zähne
bearbeitet werden müssen und weil dementsprechend auch die Werkzeuge einfacher instand
zu halten sind. .
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Wesentlich jedoch ist für die Erleichterung der Herstellung eines
Holzringes, insbiesondere eines Stickrahmens, daß, wie schon oben erwähnt, die einzelnen
Teile, aus denen er zusammengesetzt ist, in einfacher Weise und in fortlaufendem
Betrieb aus Stäben, Kanteln usw. zu Segmenten mit gleichmäßigem und genauem Krümmungshalbmesser
gebogen werden können und .daß dieselben auch am Anfang und Ende bis auf den letzten
Millimeter gleichmäßig gerundet werden und dabei nicht die mehr oder weniger gerade
bleibenden Enden abgeschnitten werden müssen. Durch das übliche Verfahren, einen
Stab unter Auflegen eines Stahlbandes zur Verhütung des Streckens und Zerreißens
der äußeren Schichten uin einen runden Kern zu biegen, oder durch ,ähnliche Verfahren
ist es bisher weder gelungen, den Stab ganz gleichmäßig zu runden, noch vielmehr
zu verhindern, daß die Enden desselben einen bedeutend größeren Krüminungshalbmesser
annehmen. Der dadurch entstehende Holzverlust beträgt bei Ringen von sehr kleinem
Durchmesser, wie besonders bei Stickringen, erfahrungsgemäß bis zu 40 vom Hundert.
Ferner ermöglicht die obenerwähnte übliche Biegeweise keine fortlaufende Bearbeitung,
während andererseits ein genau runder Ring zur Weiterbearbeitung wesentliche Vorteile
bietet.
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Erfindungsgemäß wird ein Holzring, insbesondere der oben beschriebene,
dadurch hergestellt, daß die einzelnen Teile je aus einem geraden Stück vorübergehend
überrundet gebogen und gleichmäßig gestaucht werden. Reichliche Erfahrungen haben
bestätigt, daß man mit diesem Verfahren einen form- und maßhaltigen Ring in fortlaufender
Massenfertigung herstellen kann.
Zur fabrikationsmäßigen Durchführung
der Biegung ist weiter eine Vorrichtung vorgesehen, die eine Geradführung besitzt,
mit welcher die einzelnen Teile der gebogenen Foren zugeführt werden. Die Zuführung
erfolgt zweckmäßig in kleinen Schritten mit Hilfe von paarweise angeordneten, abwechselungsweise
arbeitenden und an der dem Stabe -zugekehrten Fläche aufgerauhten Backen oder Greifern,
wobei die Backen bei der Vorwärtsbewegung an den Stab von beiden Seiten angepreßt
werden und während der Rückwärtsbewegung den Stab frei lassen. Auch die Form selbst
besteht aus paarweise angeordneten und abwechselungsweise arbeitenden aufgerauhten
Backen oder Greifern, welche zweckmäßig kreisförmig gebogen sind und sich in gleichem
Takte wie die geraden Backen und in im Vergleich mit den obengenannten nur ganz
wenig verkleinerten Schritten vorwärts und rückwärts um den Mittelpunkt eines Kreises
von einem Durchinesser bewegen, der dem Durchmesser des leerzustellenden Ringes
entspricht. Auch sie pressen den Stab von beiden Seiten bei der Rückwärtsbewegung
,der vor ihnen liegenden geraden Backen und lassen ihn wie diese bei der Rückwärtsbewegung
wieder los.
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Die zur Erzielung der Form- und Maßhaltigkeit notwendige Überrundung
kann auf einfache Weise so erzielt werden, daß der zu biegende Stab nicht tangential
an die Form herangeführt wird, sondern unter einem spitzen Winkel. Zweckmäßig wird
die Anordnung so getroffen, daß dieser Winkel verstellbar ist.
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An Hand der beiliegenden Zeichnung wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel
erläutert Fig. i zeigt schematisch die Draufsicht auf die erfindungsgemäße Biege-
und Stauchvorriclitung.
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Fig. a ist ein Schnitt durch diese Vorrichtung senkrecht zur Bildebene
der Fig.i nach der Linie B-L).
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In Fig. i bedeutet im einzelnen i den geraden, z den schon gebogenen
Stab. Mit 3, 4. bzw. 3', . ist je ein Paar von übereinander angeordneten und abwechslungsweise
arbeitenden geraden Backen und mit 5 und 6 bzw. 5' und 6' je ein Paar von konzentrisch
angeordneten und abwechslungsweise arbeitenden kreisrund ausgeschnittenen Backen
bezeichnet.
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In Fig. i ist der Augenblick festgehalten, wo kurz zuvor die geraden
Backen 3 und .I den Stab i ergriffen und ihn in der Richtung des Pfeils um den Schritt
b den kreisrunden Backen 5 und 6 zugeführt haben, die ihrerseits das gebogene Stück
des Stabes ergriffen und dasselbe, sich um den Mittelpunkt o drehend, in der Richtung
des Pfeils gleichfalls um den Schritt b weiterbewegt haben. Zu gleicher Zeit haben
sich die Backen 3', 4', 5' und 6' geöffnet, um den Schritt b zurückbewegt und sind
nun bereit, ihrerseits den Stab zu ergreifen. Wie oben angeführt, wird vorgesehen,
daß der Vorschub für die kreisrunden Backen etwas kleiner ist als derjenige für
die geraden. Hiermit erreicht man, daß kleine Verschiebungen der Backen auf dem
Stab während des Vorschubs aufgeholt werden, und daß die inneren, dem Mittelpunkt
des Segments zu gelegenen Schichten genügend gestaucht bzw. die äußeren Schichten
des Ringes nicht zerrissen werden.
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Es empfiehlt sich, den Vorschub für die beiden Mechanismen getrennt
anzutreiben und verstellbar auszubilden.
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Die gleichmäßig runde Biegung des Stabes auf seiner ganzen Länge wird
dadurch erreicht, daß der Stab bei jedem Schritt nur an dem Punkt A, also nicht
vorher und nicht nachher, jedesmal gleich viel gebogen wird und bei fortlaufendem
Betrieb die Stirnfläche des Endes des gebogenen Stabes sehr fest mit der Stirnfläche
des Anfangs .des geraden Stabes zusammengepreßt wird, -.und außerdem dadurch, daß
der Stab am Punkt A jedesmal zugleich um den gleichen Betrag überrundet und nachher
durch den Druck der runden Backen wieder auf die Krümmung der letzteren zurückgebogen
wird. Durch dieses Überrunden und Zurückbiegen wird nicht nur die verschiedene Elastizität
des Holzes ausgeglichen, sondern überhaupt der Stab erst so stark gebogen, daß er
die Krümmung der runden Backen annimmt, die ihm niemals auch durch starkes Stauchen
gegeben werden könnte, wenn er in der Richtung der Tangente a den runden Backen
zugeführt würde. Der Neigungswinkel a zur Tangente, unter dein der Stab den runden
Backen zugeführt wird, kann je nach Kriinimungslialbmesser und Dicke des Stabes
verschieden gewählt werden.
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Erfahrungsgemäß läßt sich mit dieser fortlaufend arbeitenden Biegevorrichtung
leicht eine Leistung von 6 in in der Minute, auch bei Herstellung von Segmenten
mit kleinem Krünmitingshalbniesser, erreichen.