AT402709B

AT402709B - Scheibenspaner und verfahren zur beschickung desselben

Info

Publication number: AT402709B
Application number: AT0222592A
Authority: AT
Inventors: Alpo Kalliokoski
Original assignee: Sunds Defibrator Woodhandling
Priority date: 1991-11-11
Filing date: 1992-11-11
Publication date: 1997-08-25
Also published as: CA2081874A1; CA2081874C; US5293917A; FI915321A0; ATA222592A; SE9203287L; FI88371B; SE506564C2; DE4238089A1; SE9203287D0

Description

AT 402 709 B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zuführen von langen Holzstücken in einen Scheibenspaner zu einer mit Messern versehenen Scheibe, die um eine horizontale Welle umläuft, in der Weise, daß das Holzstück auf die Messerscheibe in einem spitzen Zuführungswinkel auftrifft, wobei der spitze Zuführungswinkel zwischen der Längsrichtung des Holzstückes und der Scheibenebene, gemessen in einer Ebene senkrecht zur Scheibenebene, durch eine Kombination aus einem spitzen Anstellwinkel zwischen der Längsrichtung des Holzstückes und einer Horizontalen, gemessen in der Projektion im rechten Winkel zur Scheibenebene, und einem spitzen Drehungswinkel zwischen der Längsrichtung des Holzstückes und der Scheibenebene, gemessen in der Projektion auf eine horizontale Ebene, erzielt wird.

Die Erfindung betrifft weiters eine Vorrichtung zum Zerspanen von langen Holzstücken, mit einer um eine horizontale Welle umlaufenden Messerscheibe, die mit Messern versehen ist, und mit einer geneigten Zulieferrutsche, wobei ein spitzer Zuführungswinkel zwischen der Zulieferrutsche und der Ebene der Messerscheibe, gemessen in einer Ebene senkrecht zur Ebene der Messerscheibe, durch eine Kombination aus einem spitzen Anstellwinkel zwischen der Zulieferrutsche und einer Horizontalen, gemessen in der Projektion im rechten Winkel zur Ebene der Messerscheibe, und einem spitzen Drehungswinkels zwischen der Zulieferrutsche und der Ebene der Messerscheibe, gemessen in der Projektion auf eine horizontale Ebene, gebildet wird.

In der holzverarbeitenden Industrie sind Scheibenspaner zum Zerspanen von Holz vor dessen Weiterverarbeitung in Gebrauch. Ein Scheibenspaner ist z.B. im finnischen Patent Nr. 79799 beschrieben.

Bei der Beschickung mit Holz trifft das Holzstück auf die Messerscheibe in einem Winkel auf, der bei einem horizontal beschickten Spaner durch den Winkel zwischen dem Beschickungsförderer und der Messerscheibe in einer horizontalen Ebene gebildet wird, bei einem durch eine Rutsche beschickten Spaner durch den Neigungswinkel der Rutsche in einer vertikalen Ebene. Versuche haben gezeigt, daß die Spanqualität verbessert wird, wenn der Zuführungswinkel zwischen dem Holz und der Messerscheibe möglichst klein ist.

Bei einem horizontal beschickten Spaner ist dies leicht durchführbar, da die Winkeländerung in einer Ebene parallel zum Boden erfolgt. Bei einem horizontal beschickten Spaner tritt jedoch das Problem auf, daß kurze Holzstücke nicht dem Spaner zugeführt werden können, da ein horizontaler Förderer nicht bis an die Messerscheibe herangebaut werden kann.

Eine steile Rutsche für einen rutschenbeschickten Spaner vorzusehen sowie eine derartige Beschickung mit Holz ist schwierig. Eine steile Rutsche führt zu einer ungeregelten Beschickung und zu einer Beschickung mit hoher Vorschubkraft. Gegenwärtig sind rutschenbeschickte Spaner am Markt, die einen annehmbaren Rutschenzuführungswinkel zwischen einem kleinen Holzstück und der Messerscheibe erzielen, indem die Achse der Messerscheibe geneigt wird. Bei dieser Anordnung tritt aber das Problem auf, daß alle Teile auf einer geneigten Fläche angeordnet werden müssen.

Aus der EP-A2 89 571 ist eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Schwachholz bekannt, die einen Zuführungswinkel von etwa 45* und einen Anstellwinkel von etwa 15 * aufweist.

Aus der US-PS 4 598 745 ist ein Scheibenspaner bekannt, dessen Messerscheibe um eine vertikale Welle umläuft. Das Holz wird mit Hilfe von Walzen zugeführt und der Zuführungswinkel beträgt etwa 45*.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Scheibenspaner sowie ein Verfahren zur Beschickung eines Scheibenspaners aufzuzeigen, bei dem die nach dem Stand der Technik vorliegenden Probleme nicht auftreten.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Verfahren dadurch, daß das Holzstück in einem Anstellwinkel zwischen 30* und 60* und einem Zuführungswinkel nicht größer als 34* zugeführt wird.

Bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Anstellwinkel zwischen 30 * und 60 * liegt und daß der Zuführungswinkel nicht größer als 34 * ist.

Ein Kennzeichen des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß dieser Erfindung ist, daß der Zuführungswinkel 34 * nicht übersteigt.

Die erfindungsgemäße Beschickungseinrichtung erzielt einen kleinen Zuführungswinkel mit einer leicht geneigten Rutsche, indem die Holzstücke in der Weise der Messerscheibe zugeführt werden, daß der Spanereingang eine Zwischenform zwischen einem horizontal beschickten Spaner und einem bekannten rutschenbeschickten Spaner ist. Diese Beschickungseinrichtung erzielt eine kontrollierte Beschickung des Spaners, wobei die Höhe der Beschickungsrutsche beträchtlich geringer ist als beim Stand der Technik und die durch die Schwerkraft verursachte Vorschubkraft gering aber ausreichend ist. Darüber hinaus wird das Holz bei einer leicht geneigten Rutsche besser auf die Basis der Rutsche zu gerichtet, deren Neigungswinkel jedoch groß genug ist, daß sich das Holz zur Messerscheibe hin bewegt.

Nachfolgend wird die Erfindung im Detail unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines herkömmlichen, rutschenbeschickten Spaners, Fig. 2 eine Draufsicht auf einen horizontal beschickten Spaner, Fig. 3 eine Seitenansicht eines bekannten 2

AT 402 709 B rutschenbeschickten Spaners mit geneigter Rutsche, Fig. 4 die Anordnung der erwähnten Beschickungsöffnungen des Spaners, Fig. 5 den Einfluß des Beschickungszuführwinkels auf die Spanbildung und die Fig. 6, 7 und 8 schematische Darstellungen der erfindungsgemäßen Spaneranordnung, wobei Fig. 6 eine Ansicht in der Scheibenebene und im rechten Winkel zur Beschickungsrutsche ist, Fig. 7 die Scheibe horizontal in Richtung ihrer Achse und Fig. 8 die Scheibe in der Draufsicht zeigt. :

Die gebräuchlichste Bauart am Markt entspricht einem in Fig. 1 gezeigten rutschenbeschickten Spaner. Ebenso gebräuchlich sind horizontal beschickte Spaner, wie in Fig. 2 dargestellt. Der Spaner besteht aus einem Antriebsmotor 1, einem Schalter 2, einer Messerscheibe 3 auf einer horizontalen Welle 8, einem Gehäuse 7, einer Zulieferrutsche 5 und Lagern 4.

Der in Fig. 1 gezeigte Spaner wird mit Hilfe der Rutsche 5 beschickt, in der das Endstück eines Holzstückes 6 durch die Schwerkraft gegen die Messerscheibe 3 gedrückt wird. Die Rutsche 5 ist relativ zu einer vertikalen Achse geneigt und der Gesamtneigungswinkel ist beinahe 90· - a. Der Winkel a ist der Zuführungswinkel zwischen dem Baumstamm 6 und der Messerscheibe 3 in der Ebene der Welle 8, d.h. in der Ebene, die im rechten Winkel zur Scheibenebene liegt. In einer von oben betrachteten Projektion (nicht gezeigt) liegt der Baumstamm 6 in einem kleinen Winkel zur Welle 8, da die Zulieferrutsche 5 geringfügig auch um eine vertikale Achse gedreht ist. Der Zuführungswinkel α kann durch Erhöhen des Neigungswinkels der Rutsche 5 verschmälert werden.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Spaner ist die Zulieferrutsche 5 horizontal ausgerichtet und das Holzstück 6 wird horizontal von einem Förderer gegen die Messerscheibe 3 gepreßt. Der Zuführungswinkel a ist der Winkel zwischen der schrägen Vorschubrichtung des horizontalen Förderers und der Ebene der Messerscheibe 3 in einer horizontalen Ebene. Das Problem dabei ist jedoch, daß kurze Holzstücke dem Spaner nicht zugeführt werden können, da der Förderer nicht bis an die Messerscheibe heran gebaut werden kann.

Bei den bekannten Lösungen ist der Zuführungswinkel a 36* - 38*. Untersuchungen haben gezeigt, daß eine höhere Spanqualität erzielbar ist, wenn der Zuführungswinkel a des Holzstückes 6 relativ zur Messerscheibe 3 kleiner ist. Eine daraus gezogene neue Erkenntnis ist ein kleinerer Zuführungswinkel, der in der Folge ß genannt wird.

Ein Span 16 wird, wie in Fig. 5 gezeigt, vom Holzstück 6 durch die Scherkraft b und durch die Spaltkraft a eines Messers 15 abgetrennt. Eine große Scherkraft b führt zum Festklemmen des Kopfbereiches des Spanes 16, während andererseits die Spaltkraft a den Span dünner macht und sein Ablösen erleichtert sowie das Festklemmen und den Leistungsbedarf verringert. Der Spanwinkel X ist der Winkel zwischen einer Ebene rechtwinkelig zur Längsrichtung des Baumstammes 6 und der vom Baumstamm 6 abgewandten Messerfläche. Die Spaltkraft a steigt rasch mit dem Spanwinkel X an. Der Keilwinkel des Messers 15 sollte aus Gründen der Haltbarkeit etwa 32' bis 35* aufweisen, so daß eine Erhöhung des Spanwinkels X durch die Verkleinerung des Zuführungswinkels a auf den Winkel ß erfolgen sollte. Daraus folgt, daß bei ß < a eine bessere Spanqualität erzielt wird.

Das Zuführen eines langen Holzstückes bei einem in Fig. 1 gezeigten Spaner ist problematisch, wenn die Rutsche einen von a auf ß verkleinerten Zuführungswinkel aufweist. Aus diesem Grund wurde der in Fig. 3 gezeigte rutschenbeschickte Spaner entwickelt. Dabei ist die Messerscheibe 3 zur Rutsche 5 hin geneigt und der Zuführungswinkel α wurde so auf einen Winkel ß zwischen der Ausrichtung des Holzstückes und der Scheibenebene verkleinert. Der in Fig. 3 gezeigte Spaner ist jedoch nicht ohne Probleme aufzubauen, zu installieren und zu warten.

In Fig. 4 sind Beschickungsöffnungen 11-14 zwischen der Zulieferrutsche 5 und dem Gehäuse 7 sowie verschiedene Positionen des Baumstammes 6 in den Öffnungen für die drei vorstehend beschriebenen Lösungen beschrieben, wobei die Umlaufrichtung der Scheibe für jede Alternative an der fraglichen Beschikkungsöffnung mit einem Pfeil bezeichnet ist.

Die Fig. 7 und 8 zeigen das erfindungsgemäße Zuführen von Holz 6 zur Messerscheibe 3 mit einem gewünschten Zuführungswinkel ß, wie in Fig. 6 gezeigt, der beispielsweise 30 ^-34^ sein kann. Die Zulieferrutsche 5, die von oben gesehen (Figur 8) einen Drehungswinkel y mit der Scheibenebene einschließt, ist weiters, wie in Fig. 7 gezeigt, um einen Winkel zu einer senkrechten Achse der Messerscheibe 3 in der Weise geneigt und schließt mit einer horizontalen Ebene den Anstellwinkel ω ein, so daß eine geeignete Neigung zum Zuführen des Holzes zur Messerscheibe 3 erzielt wird, die beträchtlich kleiner ist als 90 * - α (Fig. 1). Der Winkel ω beträgt 30 * -60 °. Der Drehungswinkel y ist die Summe des Zuführungswinkels ß und des Anstellwinkels ω.

Die Beschickung mit Holz gemäß der Erfindung kann auch unterhalb der Mittelachse angeordnet sein, wobei die Zulieferrutsche 5’, in unterbrochenen Linien dargestellt, auf die linke Seite der Messerscheibe in Fig. 7 und 8 aus der entgegengesetzten Richtung, d. h. von links auftrifft, wenn die in Figur 7 gezeigte Scheibendrehung gegen den Uhrzeigersinn erfolgt. In jedem Fall erfolgt der Vorschub des Baumstammes 6 in der gleichen Richtung wie die Bewegung der Scheibenoberfläche. D. h., daß die horizontalen und 3

Claims

AT 402 709 B vertikalen Komponenten in der Projektion auf die Scheibenebene in Vorschubrichtung des Baumstammes 6 den horizontalen und vertikalen Komponenten der Bewegung der Scheibenoberfläche entsprechen. Bei der in den Fig. 7 und 8 gezeigten Beschickung werden der gewünschte Zuführungswinkei ß, eine geringe Beschickungshöhe und eine leicht geneigte Rutsche erreicht, wobei der Aufbau des Spaners horizontal gehalten werden kann. Die geringfügige Neigung der Zulieferrutsche 5 verringert die Anschlagkraft der Holzstücke 6 auf der Messerscheibe 3 und erlaubt einen gleichmäßigen Vorschub entlang des Rutschenunterteiles. Diese Eigenschaften verbessern weiter die Qualität der Späne. Nachfolgend sind die verschiedenen, im Text erläuterten Winkel zusammenfaßt: 1. Der Zuführungswinkel a oder ß ist der Winkel zwischen dem Baumstamm 6 oder der Rutsche 5 und der Ebene der Messerscheibe 3, gemessen in einer zur Scheibenebene senkrechten Ebene, in der der Baumstamm liegt.
2. Der Anstellwinkel ω des Baumstammes 6 bzw. der Zulieferrutsche 5 ist der Winkel zwischen der Längsrichtung des Baumstammes 6 oder der Rutsche 5 und einer Horizontalen, gemessen in der Projektion in Richtung der Welle 8 der Messerscheibe 3 gesehen.
3. Der Drehungswinkel y ist der Winkel zwischen dem Baumstamm 6 und der Ebene der Messerscheibe 3, gemessen in der Projektion auf eine horizontale Ebene. (Bei der bekannten horizontalen Beschickung ist der Drehungswinkel y = Zuführungswinkel a).
4. Der Neigungswinkel ist der Winkel zwischen dem Baumstamm 6 und einer horizontalen Ebene gemessen in einer vertikalen Ebene, in der der Baumstamm 6 liegt. Patentansprüche 1. Verfahren zum Zuführen von langen Holzstücken in einen Scheibenspaner zu einer mit Messern versehenen Scheibe, die um eine horizontale Welle umläuft, in der Weise, daß das Holzstück auf die Messerscheibe in einem spitzen Zuführungswinkel auftrifft, wobei der spitze Zuführungswinkel zwischen der Längsrichtung des Holzstückes und der Scheibenebene, gemessen in einer Ebene senkrecht zur Scheibenebene, durch eine Kombination aus einem spitzen Anstellwinkel zwischen der Längsrichtung des Holzstückes und einer Horizontalen, gemessen in der Projektion im rechten Winkel zur Scheibenebene, und einem spitzen Drehungswinkel zwischen der Längsrichtung des Holzstückes und der Scheibenebene, gemessen in der Projektion auf eine horizontale Ebene, erzielt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Holzstück in einem Anstellwinkel zwischen 30* und 60* und einem Zuführungswinkel nicht größer als 34 * zugeführt wird. 2. Scheibenspaner zum Zerspanen von langen Holzstücken, mit einer um eine horizontale Welle (8) umlaufenden Messerscheibe (3), die mit Messern (15) versehen ist, und mit einer geneigten Zulieferrutsche (5), wobei ein spitzer Zuführungswinkel (ß) zwischen der Zulieferrutsche (5) und der Ebene der Messerscheibe (3), gemessen in einer Ebene senkrecht zur Ebene der Messerscheibe (3), durch eine Kombination aus einem spitzen Anstellwinkel (ω) zwischen der Zulieferrutsche (5) und einer Horizontalen, gemessen in der Projektion im rechten Winkel zur Ebene der Messerscheibe (3), und einem spitzen Drehungswinkels (y) zwischen der Zulieferrutsche (5) und der Ebene der Messerscheibe (3), gemessen in der Projektion auf eine horizontale Ebene, gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstellwinkel (ω) zwischen 30' und 60 * liegt und daß der Zuführungswinkel (ß) nicht größer als 34* ist. Hiezu 4 Blatt Zeichnungen 4