DE158765C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Bei Sägegattern erfolgt die Spanbildung bezw. das Abheben von Materialschichten mittels jeder einzelnen Zahnspitze teils als Folge des Vorschubes des Stammes, teils infolge der abweichenden Lage der Zahnspitzenlinie von der Bewegungsrichtung des Sägeblattes (sogenannter Vorhang). Die Stärke der durch jeden einzelnen Zahn abgetrennten Materialschicht ist gleich der Summe der Materialschichten, welche infolge des Vorschubes und infolge des Vorhanges abgetrennt werden.

Spanschichte infolge des Vorhanges: In Fig. ι der Zeichnung sei a-b die Zahnspitzenlinie, ihr Winkel gegenüber der Bewegungsrichtung des Sägeblattes sei &, ferner sei die Zahnteilung t und die Dicke der infolge des Vorhanges durch jeden einzelnen Zahn abgetrennten Materialschicht A₁, dann ergibt sich:

= sin

S₁ = t ·

sin

Spanstärke infolge des Vorschubes: Die Richtung des Weges, den die Zahnspitzen in das Holz hinein zurücklegen, wird durch die Richtung der Resultierenden aus der vertikalen Geschwindigkeit V des Sägeblattes und der horizontalen Geschwindigkeit ν des Holzes (Vorschubgeschwindigkeit) dargestellt, so daß nach Fig. 2

Nun heiße s._z die Stärke des infolge des Vorschubes durch jede einzelne Zahnspitze abgetrennten Spanes, ferner, wie früher, t die Zahnteilung, dann ist nach Fig. 2 .

tg£ aus Gleichung 2 durch — ersetzt, gibt

Dieses Gesetz gilt sowohl, wenn ν und V Konstante sind; als auch, wenn die Änderung von ν und V nicht sprungweise, sondern nach einem bestimmten Gesetz allmählich erfolgt. In letzterem Falle ist die Spanstärke an einer jeden beliebigen Stelle des Sägenweges abhängig von dem Verhältnisse der an der betreffenden Stelle herrschenden momentanen Geschwindigkeiten ν und V.

Aus diesen beiden Spanstärken S₁ und s.₂ resultiert die gesamte, durch einen jeden Zahn abgetrennte Spanstärke:

— S₁ + S₂ = t· sin ö¹ -f- t ·

Bei den gebräuchlichen Gattern ist der Vorhang konstant, hingegen ändern sich ν und V an jedem Punkte des Sägenweges, und es ist, wenn i-sind = C₁ konstant gesetzt wird,

s — C'4-t'—·

Nun entsteht die Frage, ob eine Änderung der Spanstärke bezw. welche während des Sägenweges erwünscht sei.

Es ist bekannt, daß die Schnittwirkung einer scharfen Kante (z. B. der vorderen Kante eines Sägezahnes, des Messers eines Handhobels, des Messers einer Hobelmaschine usw.) eine desto energischere und die Schnittfläche eine desto sauberere ist, daß der Schnitt ίο um so leichter erfolgt, daß die zulässige Dicke der abzutrennenden Schicht eine um so größere ist, je größer die Geschwindigkeit der schneidenden Kante ist.

Nun ändert sich V, die Geschwindigkeit der Sägeblätter, proportional dem Sinus des Kurbelwinkels α; es wäre also erwünscht, daß sich auch die Spanstärke s proportional dem Sinus α andere. Es sollte also

5-

s = C₂ · sin α

sein. Da in Gleichung 4 C₁ eine Konstante darstellt, so kann diese Forderung der erwähnten Änderung der Spanstärke nur erfüllt werden, wenn C₁ = O, d. h. der Vo rhang = O wird, und man erhält aus Gleichung 4

6.

~ ν

Aits den Gleichungen 5 und 6 ergibt sich:

„ ν ν C₂

7. C₂- sin a = t - —, — = — · sin a

= C₃ · sin a.

Es handelt sich also darum, einen Vorschubmechanismus zu konstruieren, der so wirkt, daß ν sich derart ändert, daß das Ver-

v
hältnis — = C₃ · sin α wird.

Es sei U die Umfangsgeschwindigkeit der Kurbel; dann ist an einem beliebigen Punkte des Sägenweges, dem der Kurbelwinkel α entspricht, die Sägengeschwindigkeit V= U-s\na. Wird dieser Wert in der Gleichung 7 eingetragen, so ergibt diese

= Co · sin α, ν = U· C„ · sin² a.
^{3 3}

U · sin α

Wird U-C_s = C₄ gesetzt, so ergibt sich die Fd

Forderung
8.

ν = C₄ · sin² α,

d. h. es ist erforderlich, daß ν sich nach dem Gesetz von sin² α ändere.

Dieser Forderung wird durch den den Gegenstand der Erfindung bildenden Vorschubmechanismus mit praktisch vollkommen genügender Genauigkeit entsprochen. In den Fig. 3 und 4 der Zeichnung ist eine mit einer derartigen Einrichtung versehene Gattersäge in der Seiten- und Vorderansicht dargestellt, wobei die für vorliegende Erfindung unwesentlichen Teile weggelassen sind.

An dem Ständer α ist eine Hilfswelle b gelagert, auf welcher eine im vorliegenden Fall kreisrunde Scheibe c aufgekeilt ist, deren halber Umfang dem Rahmenhub gleich ist. Um diese Scheibe ist ein Seil d geschlungen, dessen Enden bei e und f derart an dem Rahmen oder Sägegatter g befestigt sind, daß bei der Bewegung des letzteren die Scheibe in Pendelschwingungen von i8o° versetzt wird. Die Scheibe kann auch mit Zähnen versehen und durch eine Zahnstange vom Sägerahmen angetrieben werden. Auf dem anderen Ende der Welle b sitzt eine Kurbel oder Kurbelscheibe h, welche in bekannter Weise mittels Lenkerstange i auf einen Schalthebel j wirkt, dessen Schaltklinke k das den Vorschub bewirkende Schaltrad / bewegt. Die Vorschubkurbel h ist mit Bezug auf die Hauptkurbel m derart gestellt, daß der Beginn des Rahmenarbeitshubes mit dem Beginn des Vorschubes zusammenfällt, d. h. die Vorschubkurbel h wird von der Hauptkurbel unter dem Voreilwinkel o° angetrieben.

Es ist klar, daß, während die Winkelgeschwindigkeit der Hauptwelle praktisch genommen als konstant angesehen werden kann, die Winkelgeschwindigkeit der Hilfswelle b keine konstante sein wird, sondern sich nach dem Gesetze des Sinus des der betreffenden Stellung der Hilfswelle entsprechenden Winkels der Hauptwelle ändern wird. Nennt man also den Winkel der Vorschubkurbel, welcher einem beliebigen Winkel α der Hauptkurbel entspricht, ß, so ergibt sich die Geschwindigkeit des Kreuzkopfes des von der Vorschubkurbel angetriebenen Mechanisnuts mit

ν = U' sin α · sin β

wobei r der Radius der Vorschubkurbel, R der Radius der Schwingscheibe ist. Wird

für U'~=~ eine Konstante C₅ gesetzt, so er-R

gibt sich:

ν = C₅ · sin α · sin ß.

Will man nun den Winkel der Vorschubkurbel durch den Winkel der Hauptkurbel ausdrucken, so ergibt sich folgende Formel:

_o γ·(ι — cos«) ' ι — cos α _
β = i8o ^ i-, β = . i8o,

2 r

und es ist

„ . , ,1 — cos α _o ,
9. ν = C₅ · sin α · sin | · 100 )·

Daraus ist ersichtlich, daß sich die Geschwindigkeit des durch diese Vorrichtung betriebenen Vorschubmechanismus zwar nicht genau nach dem Gesetz von sin² α ändert, jedoch ist die Abweichung von demselben eine minimale, in der Praxis nicht fühlbare, wie man leicht findet, wenn man die Werte von sin α und sin β für einige Winkel rechnerisch ermittelt und miteinander vergleicht.

ίο Bei α = o,o° ist auch β = 90⁰.

Wie oben erwähnt, erfordert diese Einrichtung entweder gar keinen oder nur einen minimalen Vorhang, weil er diejenige Funktion, welche der Vorhang bei den bisher gebräuchlichen Steuerungen nur mangelhaft ausübt, in vollkommener Weise erfüllt. Der Vorhang vermeidet nämlich, bei Beginn des Sägenhubes, daß die Sägezähne zu schneiden beginnen, bevor die Säge eine zum Schneiden geeignete Geschwindigkeit erlangt hat; am Ende des Sägenhubes jedoch, wo die Geschwindigkeit neuerdings unter die zum Schneiden erforderliche sinkt, wird dies durch den Vorhang nicht vermieden. Wenn auch natürlich infolge der toten Gänge der Steuerung sowie durch das Rutschen des Stammes eine Verrückung des Gesetzes, nach welchem sich die Spanstärke ändert, erfolgt, so ist es doch sicher, daß im großen und ganzen (mit ähnlichen Abweichungen der praktischen Spankurve von der theoretischen, wie z. B. ein Dampfdiagramm von dem theoretischen Diagramm abweicht) die Spanbildung bei Anwendung der vorliegenden Einrichtung nach dem im vorstehenden entwickelten Gesetz sich vollzieht. Es wird bei Anwendung dieses Vorschubmechanismus das Andrängen des Stammes gegen die Zähne am Ende des Hubes vermieden, hierdurch werden die Zähne geschont, das Verlaufen des Blattes tritt nicht so leicht ein, es ist die Anwendung dünnerer Blätter möglich, und es wird derjenige Teil des Sägenweges, welcher die größte Geschwindigkeit, mithin die größte Schnittfähigkeit besitzt, voll ausgenutzt. Alles dies zusammen bewirkt eine Erhöhung· der Leistung des Gatters und gestattet dünnere Blätter zu verwenden, also eine höhere Ausbeute des Holzes.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Vorschubvorrichtung für Gattersägen, dadurch gekennzeichnet, daß die auf einer Hilfswelle (b) unter dem Voreilwinkel o° gegen die Hauptkurbel aufgekeilte Vorschubkurbel (K) durch eine auf dieser Hilfswelle befindliche Antriebsscheibe (c), deren Umfang gleich dem doppelten Rahmenhub ist, mittels eines um diese Scheibe geschlungenen, am Gatterrahmen befestigten Seiles oder Riemens (d) oder mittels Zahnstange und Umfangsverzahnung der Antriebsscheibe in Schwingungen um i8o° versetzt wird, so daß die Umfangsgeschwindigkeit der Scheibe gleich der jeweiligen Rahmengeschwindigkeit ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.