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Maschine zur Herstellung von Holzdraht
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zur Herstellung von Holzdraht, die nach dem Verfahren arbeitet, nach welchem in einem Arbeitsgang in den Umfang einer in Umdrehung versetzten Holzwalze radial und parallel zur Drehachse verlaufende Einschnitte in einer Tiefe und einem Abstand entsprechend der Dicke des zu erzeugenden Holzdrahtes hergestellt und hierauf die derart mit Einschnitten versehene Umfangsschicht abgeschält wird, wobei die Holzdrähte einzeln abfallen.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, zu der genannten Maschine zuverlässige Einrichtungen zu schaffen, mit welchen es möglich ist, die Umdrehungsgeschwindigkeit der zu schälenden Holzwalze derart zu steigern, dass trotz sich verringerndem Durchmesser der Holzwalze eine theoretisch fast konstant bleibende Schnittgeschwindigkeit beibehalten wird.
Bei Maschinen dieser Art sind auf der einen Seite der zu schälenden Holzwalze auf einem Schlitten Schlagmesser angeordnet, welche in die Holzwalze Einschnitte in axialer Richtung erzeugen, die im Abstand der Hölzchenbreite erfolgen, während auf der gegenüberliegenden
Seite auf einem Schlitten Messer angeordnet sind, welche in die Holzwalze in ihrer Umfangsrichtung im Abstand der Drahtlänge Einschnitte erzeugen, worauf durch ein Schälmesser die vorgeschnittene Oberfläche auf die gewünschte
Dicke von der Walze abschält, so dass die Holzdrähte einzeln abfallen. Die Schwierigkeit lag bisher darin, Holzdrähte von genau gleichem
Querschnitt zu erzeugen, weil die Drehzahl- steigerung der Holzwalze nicht mit zwangsläufig arbeitenden Mitteln erfolgte.
Die Erfindung besteht nun darin, dass ein Motor mit konstanter Drehzahl über ein Stufengetriebe und ein Wechselgetriebe die Spindelstockspindel, welche die zu schälende Holzwalze dreht, antreibt, wobei das Wechselgetriebe die gewünschte
Schnittgeschwindigkeit bestimmt und das Stufen- getriebe bei abnehmendem Holzwalzendurch- messer zur Erhaltung der konstanten Schnitt- geschwindigkeit die Drehzahl der Holzwalze erhöht und weiters darin, dass über ein Wechsel- getriebe die Drehzahl der Spindelstockspindel auf eine den Vorschub der Messer bestimmende Gewindespindel übertragen wird, welche gleichzeitig über Getriebe den Antrieb der Stufenschaltung des Stufengetriebes bewirkt. In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform dtr erfindungsgemässen Maschine dargestellt.
Es zeigt : Fig. 1 die Anordnung der einzelnen Getriebe zueinander in schaubildlicher Darstellung, Fig. 2 eine Längsschnittansicht des Stufengetriebes, Fig. 3 einen Querschnitt desselben, Fig. 4 die Schaltmechanismen der Stufenschaltung zum Stufengetriebe nach Fig. l und 2, Fig. 5 die Schaltwelle, Fig 6 die Mitnehmereinrichtung im Querschnitt, Fig. 7 die Mitnehmer zum Übertragen der Drehung des Spindelstockes auf die Holzwalze mit ihren Antriebsorganen in schaubildlicher Darstellung, Fig. 8 das SchÅalmesser mit Vibriereinrichtung im Querschnitt,
Fig. 9 die Schlagmessereinrichtung teilweise im
Schnitt, Fig. 10 schematisch die Anordnung und den Antrieb der bewegten Messer und Fig. 11 die feststehenden Schneidmesser und die Schlag- messer in der Draufsicht
In der schaubildlichen Darstellung gemäss
Fig.
1 zeigt die Gruppe A die Einrichtung für die Schlagmesser und Gruppe B die im Umfang schneidenden Messer und das Schälmesser. D ; c
Schlagmesser sind auf der einen Seite der Holz- walze H auf dem Schlitten 1 angeordnet und
Gruppe B ist auf der anderen Seite der Holzwalze auf dem Schlitten 2 befestigt. Die Schlitten 1 und J ? sind auf einem Gestell gelagert und werden durch die Gewindespindel 3, welche links und rechts
Gewinde aufweist, geger bzw. von der Holz- walze H bewegt.
Die Holzwalze H ir t zwischen die Reitstock- spindel 5 und die Spindelstockspindel 6 ein- gespannt. Die Spindelstockspindel 6 wird von dem Motor 7 angetrieben. Der Antrieb erfolgt über ein später beschriebenes Stufengetriebe D, welches die Drehbewegung auf eine Welle 8 überträgt. Von der Spindel 8 wird über Wechsel räder 9 und 10 die Drehbewegung auf die
Spindel 11 übertragen, welche mit dem Rad 12 die Drehbewegung auf das Rad 13 der Spindel-
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der Antrieb über die Räder 17, 18 auf die Welle 19 u :. d von dieser über die Räder 20 und 21 auf die Welle 22. Die Zahnräder 14 und 15 sind auswechselbar, so dass das Drehzahlverhältnis von Welle 6 zu Welle 22 beliebig gewählt werden kann.
Die Welle 22 treibt über die Kegelräder 23, 24 die Gewindespindel 3 an, welche die Messerschlitten 1 und 2 gegen die Holzwalze H anführt und dadurch den Vorschub der Messer bewirkt. Da der Vorschub des Schälmessers und die Hubzahl der Schlagmesser konstant sind, muss die Drehzahl der Spindelstockspindel 6, entsprechend der Durchmesserverminderung der Holzwalze durch deren Abschälen, gesteigert werden, damit die Umfangsgeschwindigkeit und damit die Schnittgeschwindigkeit immer gleich bleibt. Die Stufenschaltung des Stufengetriebes D wird zu diesem Zwecke von der Gewindespindel 3 über die Räder 28, 29, die Welle 30 und das Kegelgetriebe 31 auf die Welle 32 übertragen.
Die Welle 32 weist, wie in Fig. 5 ersichtlich, eine Nutenkurve auf, welche die Schalträder 33 von einer Zahngruppe der Stufenschalteinrichtung zur anderen in der Richtung des Pfeiles a bewegt.
Zur raschen Rückgliederung der Stufenschaltung sowie der Schlitten 1 und 2 dient ein
Schnellrücklauf F. Durch den Motor 35 wird über die Räder 36 und 37 die Welle 38, Rad 39,
Rad 40 mit der einseitig wirkenden Kupplung 41 angetrieben, welche über Welle 42 und Kegelrad- getriebe 43 die Gewindespindel 3 rückwärts dreht. Bei d : r Vorwärtsbewegung der Spindel 3 schaltet die Kupplung 41 die Drehbewegung ab. Das Rad 24 ist ebenfalls mit einer einseitig wirkenden Kupplung 44 versehen, so dass bei
Linksdrehung der Gewindespindel 3 die Welle 22 nicht mitgedreht wird.
Das Festspannen der Holzwalze H geschieht einerseits durch die Reitstockspinde ! J, welche durch den Motor 45 über die Räder 46,47, das
Schneckengetriebe 48 und die beiden Über- lastungskupplungen 49, 50, sowie die Ritzel 51, 52,
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'Aird. Bei der Endstellung der zurückgezogenen
Reitstockspindel 5 wird der Motor 45 durch den
Endschalter 53 automatisch ausgeschaltet.
Auf der Spindelstockseite erfolgt die Mitnahme der Holzwalze H durch den in der Verlängerung der
Spindelstockspindel 6 angeordneten Mitnehmer 5. 5.
Auf einer Taumelscheibe, welche in Fig. 6 gezeigt ist, sind beispielsweise drei Mitnehmer 56 an- geordnet, welche durch den Motor 57 über die
Räder 58, 59, 60 und 122 in ähnlicher Weise wie die Reitstockspindel vor-und zurückbewegt werden.
Die Einrichtung der Mitnehmer 56 ist in den
Fig. 6 und 7 veranschaulicht und wird später näher erläutert. Zur Einstellung der Schlitten 1 und 2 zueinander vor Arbeitsbeginn kann mit dem Handrad 65 über Welle 66 und das Kegelrad- getriebe 67 die Schnecke 68 und mit diesel das
Schneckenrad 69 gedreht werden. Das Schnecken- rad 69 ist selbsthemmend und mit der Gewinde- mutter des Schlittens 2 axial unverschiebbar, z aber drehbar verbunden, so dass durch Drehen derselben der Schlitten 2 zum Schlitten 1 verschoben wird. Da das Schneckenrad selbsthemmend ist, bleibt es in der eingestellten Stellung stehen.
In den Fig. 2,3, 4 und 5 ist das Stufengetriebe und dessen Schaltung näher veranschaulicht.
Von dem Motor 7 wird das Ritzel 70 angetrieben, welches das Rad 71 treibt. Das Rad 71 treibt über die Welle 72 das Ritzel 73. Dieses greift in das Innenzahnrad 74, welches lose drehbar auf der feststehenden Welle 75 gelagert ist. Mit dem Rad 74 ist das Stirnrad 76 verbunden, welches in das Rad 77 greift, das ebenfalls lose drehbar auf der feststehenden Welle 78 gelagert. ist. Mit dem Rad 77 ist ein kleineres Rad 79 verbunden. Das Rad 79 greift in das Rad 80, mit dem das Rad 81 verbunden ist. Rad 81 wiederum greift in Rad 82, das seine Bewegung über das Rad 83 wieder auf die Rädergruppe 84, 85 überträgt.
Das Stufengetriebe besteht somit aus zwei Gruppen von je zwei Rädern, von denen das eine grösser ist als das andere und dadurch fortlaufend die Drehzahl, die vom Motor übermittelt wird, gleichmässig herabsetzen. Die Tourenzahl ist somit beim letzten Rad 90 der Räder kleiner als beim ersten Rad 77. Der
Gesamtbereich umfasst zirka 30 Stufen. Das Übersetzungsverhältnis beträgt zirka 1 : 7. Jedes der grösseren Stirnräder, die sich auf der Welle 78 drehen, überträgt somit eine kleinere Drehzahl auf das Rad 87 Durch dieses Stufengetriebe kann eine zwangsläufige, fast konstant bleibende
Umfangsgeschwindigkeit erzielt werden. Zur leichteren Einführung des Rades 87 bei der t
Verschiebung desselben von einer Radgruppe zur anderen dient ein mittels Reibkupplung 88 mit dem Rad 87 verbundenes Rad 89.
Die
Räder 87 und 89 sowie die Kupplung 88 sind in dem Bügel 91 seitlich unverschiebbar, aber drehbar gelagert und auf der mit Keilnuten versehenen Welle 8 verschiebbar. Die Ver- schiebung des Bügels erfolgt durch die Nuten- welle 32, welche in Fig. 5 veranschaulicht ist.
Die Nutenwelle 32 zeigt stufenlöirnig fortlaufende :
Nuten 92, in welche der Bolzen 93 greift, der im Führungsteil 91'des Bügels 91 sitzt. Die
Räder 87, 88, 89 werden dadurch stufenförmig vom Rad 77 bis zum Rad 90 geschoben.
Zu Beginn der Arbeit greift das Rad 87 in das
Rad 90, das die kleinste Drehzahl hat, ein. Mit abnehmendem Durchmesser der Holzwalze wird durch die Übertragung der Drehbewegung der
Spindelstockspindel auf die Nutenspindel 32 das Rad 87 von einer Zahngruppe zur anderen geschoben, so dass sich die übertragende Dreh- zahl dauernd steigert. Wenn die Holzwalze bis auf den minimal zulässigen Durchmesser ab- geschält ist, muss vor Beginn der neuen Schäl- arbeit das Stufcngetiiebs in seine Anfangsstellung gebracht werden.
Zu diesem Zwecke ist das ganze Getriebe an zwei Schwenkbolzen 97 am
Gehäuse 98 aufgehängt, so dass durch Absenken
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des Getriebes die Räder 77 bis 90 mit dem Rad 87 ausser Eingriff gelangen, wodurch ein schnelles Verschieben des Bügels 91 auf der Welle 8 möglich wird., Das Zustellen des Getriebes um di Beizen 97 erfolgt durch einen Elektro- magneten 99, der die Zahnstange 700 bewegt. Diese Zahnstange 100 bewirkt über die Räder 100', 101, 102 eine Bewegung der Zahnstange 103, welche das Gehäuse 104, in dem das Stufengetriebe gelagert ist, abstützt, nach oben. Durch die Feder 105 wird das Gewicht des Gehäuses 104 ausgeglichen, damit der Magnet 99 nur die Reibung überwinden muss.
Die Fig. 6 und 7 zeigen die Einrichtungen für die Mitnahme der Holzwalze.
In Fig. 6 zeigt 6 die Spindelstockspindel.
Am vorderen Ende derselben ist eine Zentrier- spitze 110 und drei Mitnehmer 111 angeordnet. Die Spindel 6 weist einen mit einem Keil 112 aufgekeilten Kugelkopf 113 auf. Auf diesem Kugelkopf 113 ist schwenkbar die Taumelscheibe 114 gelagert, welche beispielsweise drei Mitnehmerbolzen 56 aufweist. Die Mitnehmerbolzen 56 sind an ihrem vorderen Ende mit
Spitzen 116 versehen. D. ese Mitnehmerbolzen sind in der Taumelscheibe 114 axial verschiebbar gelagert und durch die Keilnut 117 und die in diese eingreifende Sperrung 118 gegen Verdrehen gesichert. Die der Keilnut 117 gegen- überliegende Seite des M. imehmerbolzens 115 weist schrägstehende Zähne 119 auf. Auf der
Taumelscheibe 114 ist ein Ring 120 drehbar gelagert und durch mehrere Kugellager 121 seitlich gehalten.
Am Ring 120 ist mit Innen- gewinde 123 der Ring 122 befestigt, der auf seinem äusseren Durchmesser mit einer Ver- zahnung 124 versehen ist. Das Gewinde 123 des Ringes 122 greift in die Verzahnung 119 der Mitnehmer 56. Durch Drehen des Ringes 122 werden somit die Mitnehmerbolzen 56 gegen oder von der Holzwalze bewegt. An den Mit- nehmerbolzen 56 ist mittels Bolzen 125 eine
Scheibe 126 angeordnet, welche gegen das
Kugellager 127 des Schalthebels 128 drückt.
Der Schalthebel 128 bewirkt mit dem Schalter 129 die Unterbrechung des Stromkreises des Motors 57 (Fig. l und 7), welcher über die Räder 58, 59, 60 den Gewmdermg 122 dreht, in dem Moment, in dem die Mitnehmerbolzen in der zurück- gezogenen Endstellung angelangt sind. Durch einen mcht näher bezeichneten Anschlag wird der Schalter 133 betätigt, der den Motor ein- schaltet, so dass die Rücklaufbewegung der
Mitnehmer erfolgt, wenn der Schälvorgang so weit vorgerückt ist, dass die Schälmesser in die
Nähe der Mitnehmer 56 gelangen.
Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch die Schäl- messeranordnung. Das Schälmesser 140 ist auf einem Messerhalter 141 befestigt, der einerseits auf der Spindel 142 gelagert und mit einer
Gabel 143 auf Kugellagern 144 seitlich verschieb- bar geführt ist. Das Schälmesser 140 ist durch die Stellschrauben 145 in seiner Höhe einstellbar und wird mit den Schrauben 146 in der ge- wünschen Lage festgeklemmt. Durch den Motor 147 erfolgt über die Räder 148, 149 und 150 der Antrieb des Rades 151, das an der Welle 152 befestigt ist. Die Welle 152 ist mittels Kugellagern 153 in dem Arm 154 des Schlittens 2 gelagert. Das vordere Ende der Welle 152 ist mit einem Kurbelzapfen 155 versehen, der ein Kugellager 156 aufweist.
Dieses Kugellager 756 rollt in einem Vertikalschlitz 157 des Messerhalters 141 auf und ab und bewegt so den Messerhalter in horizontaler Richtung hin und her, wodurch das Messer einen Schiebeschnitt ausführt, der Widerstände, wie Äste od. dgl. leichter überwindet. Über dem Schälmesser 140 sind auf der Welle 158, die in den% am Schlitten 2 verschiebbar angeordneten Halter 159 gelegen : ist, Schneidmesser 160 befestigt, die im Abstand der Drahtlänge zueinander angeordnet sind und Rillen in den Umfang der Holzwalze H einschneiden.
Die Schneidmesser 160 bestehen zweckmässig aus runden Messerscheibe, welche auf der Welle 158 drehbar angeordnet sein können und sich auf der Holzwalze Habrollen ; sie können aber auch starr befestigt sein und als feststehende Schneidrolle wirken. Die runde Messerform hat dann nur den Zweck, die
Schneidstelle der Messer nach Stumpfwerden derselben durch Drehen der Scheiben zu erneuern.
Durch die Schrauben 161 wird der Halter 159 entsprechend der gewünschten Einschneidtiefe eingestellt und mit den Schrauben 162 in dieser
Lage festgehalten (s. Fig. 8). Die Messer 160 sind im Abstand zueinander verschiebbar ; damit
Holzdrähte von verschiedener Länge hergestellt werden können, selbstverständlich kann auch die
Anzahl der einzusetzenden Messer verschieden sein.
Die Antriebsbewegung für die seitliche Be- wegung des Schälmessers 140 ist in Fig. 10 schematisch dargestellt.
Auf dem Schlitten 1 gemäss Fig. 1 und 9, ist die Schlagmessereinrichtung befestigt.. Zweck- mässig werden auf die Holzwalzenlänge mehrere
Schlagmesser mit separater Antriebsbewegung angeordnet. Die Messer derselben schneiden, wie bereits erwähnt, Längsschnitte in die Holz- walzen und unterteilen so den durch die Schneia- messer 160 vorgeschnittenen Streifen in einzelne
Drähte. Die Antriebsgeschwindigkeit aller Schlag- messer ist konstant und erfolgt durch einen gemeinsamen separaten Motor 170 (Fig. 1 und 10).
Dieser bewirkt über die Räder 171, 172, 173 den Antrieb der Exzenterwelle 174. Da die
Holzwalze H eine fortlaufende Bewegung macht, ist es erforderlich, dass die Schlagmesser 175 nicht nur eine zur Achse der Holzwalze gerichtete
Bewegung ausführen, sondern auch eine dem
Weg der Walzenoberfläche entsprechende Ein- und Ausführbewegung des Messers. Das Schlag- messer 175 muss möglichst genau mit der Umfangs- geschwindigkeit der Holzwalze in diese ein- greifen und wieder aus dieser austreten. Dem- zufolge muss die Messerschneide eine Ellipsen- bewegung ausführen. Die Bewegungseinrichtung eines der Schlagmesser ist in Fig. 9 gezeigt.
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Das Messer 175 ist auf dem Schlitten 176 festgeschraubt, der in dem vorderen Ende der Pleuelstange 177 verschiebbar gelagert ist und mit der Schraube 177'in die gewünschte Lage eingestellt werden kann. Das hintere Ende der Pleuelstange ist zweiteilig und umfasst einen der Exzenter 178 der Welle 174. Die Pleuelstange ist mit einem Schwenkhebel 180 durch den Bolzen 181 gelenkig verbunden.
Der Schwenkhebel 180 ist auf der Welle 182 gelagert und dient nicht nur zur Führung des vorderen Teiles der Pleuelstange 177, sondern auch zur Erzeugung einer der Oberflächenbewegung der
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sprechende Wahl des Ortes des Abstützpunktes der Pleuelstange kann der Weg der Messerschneide beim Einstechen und Herausziehen aus der Holz- walze fast genau dem Weg der Schnittlinie auf der Walze, den diese in der entsprechenden
Zeiteinheit'macht, angepasst werden. Die Messer- schneide führt dadurch eine Ellipsenbewegung aus. Die Schlagmessereinrichtung, welche auf dem Schlitten 1 montiert ist, wird mit der
Spindel 3 gemäss dem Vorschub des Schäl- messers 140 gegen die Holzwalze H bewegt.
Um Holzdrähte von verschiedener Breite schneiden zu können, werden die Wechselräder 9 und 10 ausgewechselt. Dadurch ändert sich grundsätzlich die Umfangsgeschwindigkeit der
Holzwalze, da deren Antriebsmotor 170 eine konstante Umdrehungszahl hat. Es entfallen also auf einen bestimmten Weg der Holzwalzen- oberfläche, der ja infolge der steigenden Drehzahl der Walze konstant bleibt, mehr oder weniger
Schläge, so dass deren Abstand grösser oder kleiner ist, wodurch die Holzdrähte schmäler oder breiter werden.
Durch die Wechselräder 14 und 15 wird der
Vorschub des Schälmessers und damit die Dicke der Drähte bestimmt. Werden die Schlagmesser ausser Betrieb gesetzt, dann können Holzstreifen zur Herstellung von Schachteln geschnitten werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Maschine zur Herstellung von Holzdraht, bei welcher auf der einen Seite der zu schälenden Holzwalze auf einem Schlitten Schlagmesser angeordnet sind, welche in die Holzwalze Einschnitte in axialer Richtung erzeugen, die im Abstand der Hölzchenbreite erfolgen, während auf der gegenüberliegenden Seite auf einem Schlitten Messer angeordnet sind, welche in die Holzwalze in ihrer Umfangsrichtung im Abstand der Drahtlänge Einschnitte erzeugen, worauf durch ein Schälmesser die vorgeschnittene Oberfläche auf die gewünschte Dicke von der Walze abgeschält wird, so dass die Holzdrähte einzeln abfallen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Motor mit konstanter Drehzahl über ein Stufengetriebe und ein Wechselgetriebe die Spindelstockspindel, welche die zu schälende Holzwalze dreht, antreibt,
wobei das Wechselgetriebe die gewünschte Schnittgeschwindigkeit bestimmt und das Stufengetriebe bei abnehmendem Holzwalzendurchmesser zur Erhaltung der konstanten Schnittgeschwindigkeit die Drehzahl der Holzwalze erhöht und dass über ein Wechselgetriebe die Drehzahl der Spindelstockspindel auf eine den Vorschub der Messer bestimmende Gewindespindel übertragen wird, welche gleichzeitig über Getriebe den Antrieb der Stufenschaltung des Stufengetriebes bewirkt.