DE2240921C3 - Einrichtung zum Regeln des Anpressdrucks der Schälwerkzeuge bei einem Ringentrinder - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Regeln des Anpreßdrucks der Schälwerkzeuge bei einem Ringentrinder zum Entrinden von Stämmen, bei dem der Stamm drehfest einen mit einer zentrischen Öffnung versehenen, zu ihm etwa senkrecht stehenden, rotierenden Schälring durchläuft, an dem stirnseitig Schälwerkzeugarme befestigt sind, die in zur Rotationsachse etwa senkrecht stehender Ebene an den Stamm heranschwenkbar und jeweils durch ein federndes Element mit dem das Schälwerkzeug tragenden Ende an den Stamm andrückbar sind, wobei die Federkraft der federnden Elemente mittels einer am Schälring angeordneten Druckmittelanlage der Regeleinrichtung veränderbar ist, die eine im Betrieb des Entrinders willkürlich steuerbare Druckmittelpumpe aufweist, die den Druck im Druckmittelkreis beeinflußt.

Bei einem bekannten Ringentrinder der vorstehenden Bauart sind die federnden Elemente Gummizugfedem, die durch zu der Regeleinrichtung gehörende Hydraulikzylinder je nach dem gewünschten Anpreßdruck mehr oder minder stark vorgespannt werden. Die Hydraulikzylinder werden über einen Druckmittelkreis mit Druckmittel versorgt, das von der Pumpe in diesen (15 Kreis eingespeist wird. Die Pumpe ist mittels eines Elektromotors angetrieben, dein die elektrische Antriebsenergie über Schleifringe zugeführt wird. Da bei einem Ringentrinder mit Lochrotor der mittlere Bereich frei bleiben muß, besitzen die Schleifringe zwangläufig einen mindestens dem größten zu bearbeitenden Stammdurchinesser entsprechenden Durchmesser. Dieser große Durchmesser führt in Verbindung mit der verhältnismäßig hoch liegenden Betriebsdrehzahl der Ringentrinder zu sehr hohen Relativgeschwindigkeiten zwischen den Stromzuführungsbürsten und den Schleifringflächen. Hinzu kommt, daß die Schleifringe auch gegen Verschmutzung und Beschädigung sehr empfindlich sind.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Ringentrinder besteht darin, daß der von der Druckmittelpumpe im Druckmittelkreis eingestellte Druck in keiner definierten Beziehung zu der Größe der zugeführten elektrischen Antriebsenergie steht, so daß die jeweils vorhandene Anpreßkraft nicht ablesbar ist. Die richtige Einstellung ist erst durch die sich später einstellende Wirkung der Werkzeuge erkennbar.

Bei der bekannten Einrichtung dient die Pumpe nur zum Einspeisen von Druckmittei in den Druckmittelkreis, d. h. zur Erhöhung des Drucks in diesem. Für das Herabsetzen des Drucks sind elektromagnetisch betätigbare Druckablaßventile vorgesehen, denen der Steuerstrom ebenfalls über Schleifringe zugeführt werden muß, die die gleichen Probleme aufwerfen, wie die oben erörterten Schleifringe für die Pumpe. Die Ablaßventile ermöglichen auch ein rasches vollständiges Entlasten der Werkzeuge. Dies ist für den Fall einer Störung sehr vorteilhaft und bei der bekannten Einrichtung mit einer Umsteuerung der Drehrichtung der Pumpe allein nicht zu erreichen, da der elektrische Antrieb der Hydraulikpumpe keinen ausreichend schnellen Drehrichtungswechsel ermöglicht.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Einrichtung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die unter Vermeidung von Schleifringen die Möglichkeit bietet, die Anpreßkraft der Entrindungsweikzeuge während des Entrindungsvorganges definiert, also von außen erkennbar zu verändern und im Störungsfall diese Veränderung im Sinn eines völligen Entlastens der Werkzeuge auch schnell durchzuführen.

Gemäß der Erfindung wird die vorstehende Aufgabe dadurch gelöst, daß die Pumpe von einem auf dem Schälring koaxial drehbar gelagerten Antriebsring angetrieben ist, der von einem fest am Maschinengestell angeordneten Motor unabhängig von der Drehzahl und der Drehrichtung des Schälrings antreibbar ist.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung übt die Pumpe auf den sie antreibenden Antriebsring ein ihrem jeweiligen Speisedruck entsprechendes Gegendrehmoment aus, das der den Antriebsring in Umlauf versetzende, am Maschinengestell angebrachte Motor zu überwinden hat. Dieses dem Motor abverlangte Drehmoment steht in einer eindeutigen Beziehung zur Stromaufnahme des Motors, so daß mit diesem Strom auch die Größe des jeweils im Druckmittelkreis auf dem Schälring von der Pumpe eingestellten Drucks am stehenden Teil des Ringentrinder ablesbar ist. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht in diesem Zusammenhang darin, daß das Drehmoment, das der Motor auf den Antriebsring ausübt, willkürlich veränderbar ist, womit auch der Druck im Druckmittelkreis des Lochroiors im Betneb willkürlich einstellbar

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ist mit der Druckmittelpumpe alle^;n im Störungsfall eine schnelle

Entlastung der Werkzeuge erzielbar, weil die Pumpe von dem Antriebsring sehr rasch aus der einen Drehrichtung in die andere umgesteuert werden kann. In vielen Fällen reicht die Geschwindigkeit, mit der die Werkzeuge im Störungsfall unter Zuhilfenahme der Pumpe allein vollständig entlastet werden können, vollauf aus. Im Bedarfsfall kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung aber eine noch schnellere Entlastung der Werkzeuge mittels eines an den Druckmittelkreis am Schälring angeschlossenen Druckablaßventils erreicht werden, das von dem Antriebsring geöffnet wird, wenn sich dieser gegenüber dem Schälring entgegengesetzt zu derjenigen Richtung dreht, bei der die Pumpe Druckmittel in den Druckmittelkreis einspeist. Diese Weiterbildung der Erfindung gewährleistet auch bei extremen Betriebsbedingungen, daß sich die Werkzeuge im Fall einer Störung, beispielsweise bei einem gelegentlichen Ausfallen des Vorschubs, nicht erst ein Stück in den stehenden Stamm hineinarbeiten und erst dann die an ihnen angreifende Anpreßkraft allmählich in Fortfall kommt.

Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläuten. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Ringentrinder mit der Einrichtung zum Regeln des Anpreßdrucks der Schälwerkzeuge in Ansicht von vorn, und

F i g. 2 den Ringentrinder in Seitenansicht im Schniu entlang der Linie 4-ßin F i g. t.

Der in der Zeichnung dargestellte Ringentrinder 3c weist einen Rotorkörper 1 auf, der mittels eines Lagers 2 auf dem Maschinengestell 3 gelagert und /on der Riemenscheibe 5 des Hauptantriebsmotors her über einen Riemen 4 angetrieben ist. Im Rotorkörper 1 sind auf Zapfen 6 die Entrindungswerkzeuge in zur Rotations- 1; achse etwa senkrechter Ebene an den Stamm hcranschwenkbar gelagert. Die Werkzeuge werden durch Druckzylinder 9 über Hebel 8 gegen den durch das Rotorzentrum laufenden Stamm gedruckt. Auf die Druckzylinder 9 sind Druckspeicher 10 aufgesetzt, welche durch ihre federnde Wirkung eine mechanische Feder ersetzen.

Die Druckzylinder 9 sind durch Anschlußleitungen 11 mit einer Ringleitung 12 verbunden, die von einer Druckmittelpumpe 13 gespeist wird. Das Druckmittel 4s selbst wird über die Saugleitung 14 dem zweckmäßigerweise ringförmigen Tank 15 entnommen. In die Ringleitung 12 ist außer einem Sicherheitsventil 16 auch ein Abslrömventil 17 eingebaut. Das beim Ansprechen der vorgenannten Ventile abströmende öi wird über Leitungen 18 und 19 wieder dem Tank zugeführt.

Die mittels einer Konsole 28 auf dem Rotorkörper 1 befestigte Druckmittelpumpe 13 steht über ein Pumpenantriebsrad 20 mit der Reibbahn 21 eines Pumpenanlriebsringes 22 in Kontakt. Der Antriebsring 22 ist mit einer an ihm vorgesehenen Laufbahn 23 auf Rollen 24 drehbar gelagert, die ihrerseits auf auf dem Rotorkorper I befestigten Zapfen 25 drehbar sind. Der Antricb.sring 22 ist über einen Riemen 26 mit der Riemenscheibe 27 eines Pumpenantriebsmotors 29 verbunden, tier den Aniriebsring 22 und mit ihm die Pumpe 13 >.in abhängig von der Drehzahl des Rotorkörpers 1 mn v-'t'lkiii lieh wählbarei Drehzahl antreibt bzw. auf den Anuiobsrmg und über diesen auf die Pumpe ein regel- (15 bari's Drehmoment ausübt. Im letzteren Fall stellt sich 'Jn: Drehzahl des Antriebsrings 22 selbsttätig so ein. daÜ das von dem Motor 29 ausgeübte Drehmoment und das von der Pumpe herrührende Gegendrehmoment sich im Gleichgewicht befinden.

Dem genau vorwählbaren Drehmoment des Antriebsmotors 29 entspricht ein bestimmter Druck des von der Pumpe geförderten Druckmittels, das ein entsprechendes Pumpen-Gegendrehmoment aufbaut. Durch Verändern des Antriebsmoments, das der Motor auf den Antriebsring 22 ausübt, kann eine definierte Veränderung des Drucks im Druckmittelkreis am Rotor vorgenommen werden. Ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Regelsystem sorgt dafür, daß das durch eine bestimmte Einstellung gegebene Antriebsmoment konstant gehalten wird. Zusätzlich zu der vorgenannten Art der Verstellung der Anpreßkraft der Schälwerkzeuge ist es mittels des Antriebsringes möglich, abhängig von dessen Drehrichtung das Abströmventi! 17 so zu steuern, daß im Fall einer Störung eine schnelle Entlastung der Werkzeuge stattfindet. Dieses Ventil ist gemäß F i g. 1 über einen Kurvenhebel 17a betätigbar, der mit dem Antriebsring 22 in Reibkontakt steht.

Für den Motor 29 eignet sich besonders gut ein Gleichstrommotor, dessen Ankerstrom über ein elektronisches Regelgerät auf einen veränderlichen Grenzwert einstellbar ist. Hierfür kann eine nach dem bekannten Phasenanschnitt-Prinzip arbeitende Thyristor-Steuerung Verwendung finden. Der Ankerstrom — und mit ihm das Antriebsmoment des Motors — kann über ein Sollwert-Potentiometer innerhalb der durch die Motorleistung gegebenen Grenzen eingestellt werden. Dabei ergibt sich folgende Wirkungsweise:

Wenn die Stromgrenze >.:nd damit das abzugebende Drehmoment erhöht wird, so ist ein Überschuß gegenüber dem vom Druck des Druckmittels abhängigen Gegendrehmoment des Antriebsringes vorhanden. Dieser Überschuß bewirkt eine Beschleunigung, d. h. Drehzahlerhöhung, des Antriebsringes 22, der sich dann schneller als der Rotor 1 dreht und dadurch die Druckmittelpumpe 13 antreibt. Jetzt wird so lange Druckmittel in den Druckmittelkreis gefördert, bis auf Grund des steigenden Drucks ein Gegendrehmoment entsteht, das dem Antriebsdrehmoment die Waage hält. Dies hat zur Folge, daß die Relativdrehzahl des Antriebsrings 22 gegenüber dem Rotor 1 wieder auf einen Wert absinkt, der wegen der Leckverluste nicht Null ist, aber sehr nahe bei Null liegt.
Der umgekehrte Vorgang spielt sich ab, wenn ein Sollwert unter dem Istwert eingestellt wird. Das vom Druckmittelsystem her bestimmte Gegendrehmoment ist in diesem Fall zunächst größer als das Antriebsmoment. Demzufolge sinkt die Drehzahl des mit voreingestelltem Drehmoment arbeitenden Antriebsmotors und damit diejenige des Antriebsringes 22, was bedeutet, daß sich der Antriebsring 22 gegenüber dem Rotor 1 jetzt rückwärts dreht, also das Druckmittel aus dem Druckmittelkreis so lange herausgefördert wird, bis sich das dem Druck im Druckmittelkreis entsprechende Gegendrehmoment und das Antriebsmoment des Antriebsmotors wieder im Gleichgewicht befinden Im Endzustand liegt die Relativdrehzahl /wischen Antriebsring 22 und Rotor 1 wieder sehr nahe beim Wert Null.

Die Betätigung für das Abströmventil 17 kann so eingestellt sein, daß sie schon bei einer geringen Relativdrehzahl zwischen dem Antriebsring 22 und dem Rotor in Rückwärts-Richtung anspricht, so daß das Ventil eine zusätzliche Verbindung zum Druckmittelbehälter

herstellt und der Druckabbau schneller vonstatten geht. Für einen besonders schnellen Druckabbau im Fall einer ernsthaften Störung, /.. B. einer Unterbrechung des Holzvorschubs, kann eine Widerstandsbremsschaltung vorgesehen werden, die es erlaubt, die Drehzahl des Antriebsmotors 29 sehr rasch herabzusetzen und damit das Abströmventil 17 plötzlich voll zu öffnen.

Der Antriebsmotor 22 braucht nicht unbedingt ein Elektromotor zu sein. Ein Hydromotor eignet sich ebenfalls gut. In diesem Fall liefert eine Hydropumpe Druckmittel in einer Menge, die eine Antriebsringdrehzahl gewährleistet, welche genügend weit über der Rotordrehzahl liegt, um einen Verstellvorgang im Sinne einer Druckerhöhung im Rotor zu bewirken. Die Drehmomentregelung für den antreibenden Hydromotor ließe sich hier durch ein verstellbares Druckbegrenzungsventil in der Versorgungsleitung erzielen. Da das Abiricbsdrehmoment des Hydromotors zu dem Druck des ihn speisenden Mediums direkt proportional ist, ist dieser Druck gleichzeitig das Maß für den Druck im Druckmittelkreis am Rotor und damit der Werkzeuganpreßkraft. Eine Verringerung oder Vergrößerung dieser Anpreßkraft wäre somit durch Vermindern oder Erhöhen des Druckes im Speisekrcis für den als Hydromotor ausgeführten Antriebsmotor 29 erreichbar.

Unabhängig von der besonderen A.t des Antriebsmotors 29 erscheint es zweckmäßig, die Drehbewegung des VersteMrings in der Phase »Erhöhen der Antriebskraft« im gleichen Drehsinn ablaufen zu lassen, wie die Drehbewegung des unabhängig angetriebenen Rotors I. Dadurch unterstützt das zur Aufrechterhaltung des Drucks im Druckmittelkreis ständig vom Antriebsmotor 29 her wirkende Antriebsmoment den Hauptantrieb, wird also beim Arbeitsvorgang der Maschine nutzbar gemacht. Die drei möglichen Antriebsphasen des Antriebs für die Pumpe am Rotor 1 sind dann folgende

1. Konstanthalten der Anpreßkraft

ίο Der Antriebsmotor 29 übt auf den Verstellring 22

ein konstantes Drehmoment aus, wobei der Antriebsring relativ zum Rotor 1 nahezu in Ruhe ist.

2. Vergrößern der Anpreßkraft

Der Antriebsmotor 29 übt auf den Antriebsring 22 is ein Moment aus, das größer ist als das Gegendreh-

momcnt von der Pumpe 13 her, so daß ein Momentenüberschuß vorhanden ist, unter dem sich der Antriebsring 22 relativ zum Rotor 1 vorwärtsdreht, so daß die Pumpe 13 Druckmittel in den Druckmittelkreis am Rotor 1 fördert.

3. Verkleinern der Anpreßkraft

Der Antriebsmotor 29 übt auf den Antriebsring 22 ein Drehmoment aus, das kleiner ist als das vor der Pumpe 13 herrührende Gegendrehmoment, se daß die Drehzahl des Antriebsrings 22 hinter dei Rotordrehzahl zurückbleibt und die Druckmittel pumpe 13 nun rückwärts läuft, wodurch derr Druckmittelkreis auf dem Rotor 1 Druckmitte entzogen wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Regeln des Anpreßdrucks der Schälwerkzeuge bei einem Ringentrinder zum Entrinden von Stämmen, bei dem der Stamm drehfest einen mit einer zentrischen öffnung versehenen, zu ihm etwa senkrecht stehenden, rotierenden Schälring durchläuft, an dem stirnseitig Schälwerkzeugarme befestigt sind, die in zur Rotationsachse etwa senkrecht stehender Ebene an den Stamm heranschwenkbar und jeweils durch ein federndes Element mit dem das Schälwerkzeug tragenden Ende an den S«amm andrückbar sind, wobei die Federkraft der federnden Elemente mittels einer am Schälring angeordneten Druckmittelanlage der Regeleinrichtung veränderbar ist, die eine im Betrieb des Entrinders willkürlich steuerbare Druckmittelpumpe aufweist, die den Druck im Druckmittelkreis beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (13) von einem auf dem Schäfring (f) koaxial drehbar gelagerten Antriebsring (22) angetrieben ist, der von einem fest am Maschinengestell (3) angeordneten Motor (29) unabhängig von der Drehzahl und der Drehrichtung des Schälrings (1) antreibbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (29) ein willkürlich einstellbares Drehmoment auf den Antriebsring (22) ausübt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein an den Druckmittelkreis (11, 12) am Schälring (1) angeschlossenes Druckablaßventil (17), das von dem Antriebsring (22) geöffnet wird, wenn sich dieser gegenüber dem Schälring (1) entgegengesetzt zu derjenigen Richtung dreht, bei der die Pumpe (13) Druckmittel in den Druckmittelkreis (U, 12) einspeist.