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Verfahren zum Regeln des Betriebs einer R&nmensäge, Bandsäge oder
anderen Sägemaschine mit blattförmigem oder bandförmigem Sägewerkzeug sowie Vorrichtung
zur Durehführun des Verfahrens.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Regeln des Betriebs
einer Rahmensäge, Bandsäge oder anderen Sägemaschine mit blattförmigem oder bandförmigem
Sägewerkzeug. In Sägewerken treten bedeutende wirtschaftliche Verluste infolge einer
mangelhaften Regelung des Betriebs der Sägemaschinen auf. Diese Verluste werden
dadurch verursacht, dass die Sägemaschinen nicht optimal ausgenutzt werden und weiterhin
dadurch, dass Auschuss und Reklamationen bei gesägtem Holz mit unzulässigen Massabweichungen
vorkommen.
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Der Hauptzweck der Erfindung ist, ein Verfahren zur Regelung des Betriebs
von Sägemaschinen der angegebenen Art zu schaffen, das es ermöglicht,sowohl eine
wesentliche Herabsetzung von Ausschuss infolge von Massabweichungen alie eine Erhohung
der Produktionskapazität zu erreichen, ohne dass eine Gefahr für eine Ueberlastung
der Sägewerkzeuge eintritt. Während der Betrieb der Sägemaschine frtlher dadurch
geregelt worden ist, dass man intermitent die Massgenauigkeit beim gesägten Holz
und die Beschaffenheit der Sägewerkzeuge kontrolliert, wird gemäss der Erfindung
vorgeschlagen, dass der Betrieb in Abhängigkeit von der Zugspannung im Sägewerkzeug
der Maschine geregelt wird.
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Das Hauptkennzeichen des Verfahrens gemäss der Erfindung ist, dass
die Zugspannung im Sägewerkzeug der Maschine kontinuierlich während des Betriebs
der Maschine abtefUhlt wird und dass die Geschwindigkeit, mit der das zum Sägen
bestimmte Material zum genannten Werkzeug vorgeschoben wird, in Abhängigkeit von
der abgefühlten Zugspannung geregelt wird.
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Durch Regelung des Maschinenbetriebs in dieser Weise kann man eine
genaue und kontinuierliche Anpassung der #orschubgeschwindigkeit sowohl an die wechselnden
Eigenschaften des zu sägenden tAterials als auch an solche Faktoren wie den Verschleiss
der Sägewerkzeuge etc. vornehmen.
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Die Regelung der Vorschubgeschwindigkeit des Materials kann zweckmässig
automatisch ausgeführt werden. Die Erfindung umfasst Jedoch auch den Fall, bei dem
die Regelung von Hand auf Grund einer kontinuierlichen Anzeige der Zugspannung im
Sägewerkzeug der #1aschine ausgeführt wird.
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Wenn die Erfindung an einer Maschine mit zwei oder mehr Sägewerkzeugen
angewandt wird, beispielsweise an einer Rahmensäge, wird gemäss der Erfindung vorgeschlagen,
dass die Zugspannung getrennt für Jedes der verschiedenen Sägewerkzeuge abgefühlt
wird und dass die Regelung in Abhängigkeit von der Beanspruchung des am stärksten
belasteten Sägewerkzeugs ausgeführt wird. Hier durch wird die Gefahr einer falschen
Regelung infolge von grossen Variationen in der Härte des gesägten Materials vermieden.
Derartige Variationen können beispielsweise dadurch auftreten, dass ein zum Sägen
bestimmter Holzstock grosse Mengen Wasser enthalt, das völlig oder teilweise sich
im gefrorenen Zustand befindet.
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Um die Gefahr von unzulässigen Massabweichungen in dem gesägten Material
und auch die Gefahr einer unnötigen Ueberbeanspruchung der Sägewerkzeuge auf ein
Minimum zu verringern, soll der Vorschub des zum Sägen bestimmten Materials unmittelbar
dann unterbrochen werden, sobald die Zugspannung in einem Sägewerkzeug einen vorbestimmten
oberen oder unteren Grenzwert überschreitet. Wenn die Regelung der Vorschubgeschwindigkeit
von Hand ausgeführt wird, ist es erforderlich, dass eine solche Grenzüberschreitung
eine Alarmanzeige auslöst.
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Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des
oben beschriebenen Verfahrens. Diese Vorrichtung wird in erster Linie dadurch gekennzeichnet,
dass sie Organe zum kontinuierlichen Abfühlen der Zugspannung im Sägewerkzeug der
Maschine sowie Regelungsorgane zur Beeinflussung der Vorschubgeschwindigkeit in
Abh.in6igkeit von der abgefühlten Zu£spann'jng cnt##ält. Die Regelungsorgane können
zweckrlässig von den Abfu##organen automatisch #~;#-steuert werden.
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Als Abfühlorgan kann man gemäss der Erfindung mit Vorteil Dehnungsgeber
ausnutzen, die an Organen angebracht sind, welche das Sägewerkzeug der Maschine
tragen. Als Beispiel kann genannt werden, dass man bei einer Rahmensäge zweckinässig
diese Dehnungsgeber an den zur Einspannung der Sägeblätter dienenden Haltern anbringt.
Durch diese Anordnung der Abfühlorgane wird die Gefahr einer Beschädigung derselben
bei der Arbeit der Maschine verringert und ausserdem die Notwendigkeit der Entfernung
der Organe bei Jedem Wechsel der Sägewerkzeuge beseitigt. Die Ueberführung der Information
von den Abfühlorganen auf die durch diese gesteuerten Organe kann gemäss der Erfindung
mit Vorteil drahtlos erfolgen, beispielsweise durch Benutzung einer Radioverbindung
oder auf magnetischem Wege.
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Die Erfindung ist zwar nicht auf die Anwendung bei Rahmensägen begrenzt
sie wird Jedoch an Hand einer solchen im Folgenden beschrieben. Dabei wird auf die
beiliegenden Zeichnungen hingewiesen, in denen Fig. 1 ein schematisches Perspektivbild
einer Rahmensäge an sich bekannter Konstruktion ist, während Fig. 2 ein Prinzipblockschema
einer gemäss der Erfindung ausgeführten Vorrichtung zur Regelung des Betriebs der
genannten Säge ist.
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In Fig. 1 wird mit 1 allgemein das Gestell der Rahmensäge bezeichnet,
das den hin und her beweglichen Rahmen 2 der Säge trägt' und führt. Der Rahmen enthält
in üblicher Weise einen oberen Streckbalken 3 und einen unteren Streckbalken 4,
zwischen den eine Anzahl Sägeblätter 5 mittels in die Streckbalken eingesetzten
Haltern 6 eingespannt sind. Der untere Streckbalken 4 ist mittels eines Kurbelarms
7 mit einer Exzenterscheibe 8 verbunden, die von einem nicht dargestellten Motor
angetrieben wird. Mit 9 und 10 sind zwei zur Einführung eines Holzstockes 11 in
die Säge dienende Vorschubwalzen bezeichnet, die mittels eines Motors 12 angetrieben
werden.
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Da die Erfindung nicht die Konstruktion der S#ge an sich oder deren
Ausführung betrifft sondern die Säge von üblichem Typ sein kann, braucht deren Arbeitsweise
nicht näher beschrieben zu werden. Das Neue besteht darin, dass die Säge mit einer
in Fig. 2 schematisch veranschaulichten Vorrichtung ausgerüstet ist, die eine optimale
Betriebsregelung ermöglicht. In Fig. 2 ist mit 13 eine Gebereinheit bezeichnet,
die eine Anzahl Dehnungsgeber enthält, beispielsweise Drahtdehnungsgeber, die an
den Hälsen der im Streckbalken 3 oder 4 gelagerten Halt er 6 zur Abfühlung der Zugspannung
in diesen und damit in Jedem der Sägeblätter 5 angebracht sind. Die Geber sollen
an den Haltern montiert werden, die im ziehenden Streckbalken gelagert sind. Wenn
die Zähne der Sägeblätter symmetrisch sind, können die Geber Jedoch an beiden Streckbalken
angeordnet werden. Die Gebereinheit 13 erhält ausserdem erforderliche Organe zur
Spannungsspeisung der gewöhnlich in Brilekenlcrelsen angeordneten Dehnungsgeber.
Von der Gebereinheit 13 werden individuelle Ausgangssignale für die zu den verschiedenen
Sägeblättern gehörenden Geber an eine Verstärkungseinheit 14 abgegeben, die nach
Verstärkung der Signale diese nach einer Anzeigeeinheit 15 und nach einer Regelungseinheit
16 weiterbefördert, die den Antriebsmotor 12 für die Vorschubwalzen 9 und 10 steuert.
Die Verbindung zwischen der Verstärkereinheit 14 und der Anzeigeeinheit 15 bzw.
der Regelungseinheit 16 kann zweckmässig drahtlos erfolgen. Sie kann beispielsweise
aus einer Radioverbindung bestehen, wobei die von verschiedenen Gebern erzeugten
Signale über getrennte Kanäle oder einem gemeinsamen Kanal überführt werden. Diese
Verbindung kann auch von induktivem Typ sein und aus Snderspulen bestehen, die auf
dem oberen Streckbalken 3 montiert sind, und aus Empfängerspulen, die am oberen
Teil des Gestells 1 gegenüber der zugehörigen Senderspule angebracht sind.
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Die Regelungseinheit 16 wird unabhängig von dem Typ der Verbindung
kontinuierlich mit Eingangssignalen gespeist, die Informationen über die Zugspannung
in den einzelnen Sägeblättern 5 enthalten.
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Die Regelungseinheit lC ist so ausgoflihrt, dass sie die Drehzahl
des Motors 12 beeinflusst, um diese zu erhöhen, wenn die Zugspannung in den Sägeblättern
unter einen i In der Einheit 16 programmierten
Nennwert sinkt, während
die Einheit beim Ansteigen der Zugspannung in den Sägeblättern über diesen Wert
hinaus eine Verringerung der Drehzahl des Motors 12 auslöst. Die Regelungseinheit
16 ist somit bestrebt, den Motor 12 derart zu beeinflussen, dass dessen Drehzahl
kontinuierlich so eingestellt wird, dass die gewünschte Beanspruchung der Sägeblätter
5 erreicht wird. Da die Sägeblätter Jedoch gewöhnlich infolge der Geometrie des
zum Sägen bestimmten Materials verschieden beansprucht werden, wird die Regelungseinheit
16 zweckmässig so ausgeführt, dass die Regelung des Motors 12 in Abhängigkeit von
der Zugspannung in demJenigen Sägeblatt 5 erfolgt, das am stärksten beansprucht
ist. Man kann natürlich die Regelung auch in Abhängigkeit von beispielsweise dem
Durchschnittswert der Zugspannung in den verschiedenen Sägeblättern ausführen. Ein
solches Verfahren bringt jedoch wesentliche Gefahren für eine unzulässige Ueberbeanspruchung
der einzelnen Sägeblätter mit sich.
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Beim Rückhub des Rahmens kann die Drehzahl des Motors 12 in verschiedener
Weise geregelt werden. Ein zweckrnässiges Verfahren besteht darin, dass die Drehzahl
hierbei auf einem Wert beibehalten wird, der demjenigen entspricht, der am Ende
des letzten vorhergehenden Arbeitshubs vorhanden war. Zu diesem Zweck soll die Regelungseinheit
16 auch mit dem Ausgangssignal von einem Tachometergenerator gespeist werden, der
an den Motor 12 angeschlossen ist. Der Regelungseinheit 16 können auch weitere Grössen
zugeführt werden bzw. sie kann mit diesen programmiert sein, um eine möglichst optimale
Regelung des Maschinenbetriebs zu erreichen. Beispiele für solche Grössen sind Informationen
über das angewandte Holzmaterial, den Durchmesser der in die Säge eingeführten Stöcke,
die Drehzahl des Antriebsmotors für den Rahmen sowie die gewünschte Nennvorschubgeschwindigkeit
für die Stöcke. Die Einheit 16 kann ausserdem mit Informationen über die maximal
zugelassene Differenz zwischen der Zugspannung in den verschiedenen Sägeblättern,
die Nennspannung der Sägeblätter im Ruhezustand und die Nennspannung der Blätter
beim Arbeitshub der Maschine versehen werden. Durch Vergleich der auf diese Weise
eingeführten Parameter mit dem kontinuierlich vom Verstärker 14 zugeführten Werten
der Zugspannung
in den verschiedenen Sägeblättern kann die Einheit
16 eine sehr wirksame Regelung des Betriebs der Säge durchführen und gleichzeitig
gewährleisten, dass die Gefahr von unzulässigen Massabweichungen im gesägten Material
oder einer Ueberbeanspruchung der Sägeblätter auf ein Minimum verringert wird. Bekanntlich
tritt bei Rahmensägen unter anderem das Problem auf, dass Holzsplitter sich zwischen
zwei benachbarten Sägeblättern festklemmen können und hierbei eine Schrägstellung
dieser Blätter herbeiführen können, so dass das gesägte Material falsche Masse erhält.
Weiterhin kann es eintreffen, dass ein Sägeblatt an seiner Befestigungsstelle sich
lockert, so dass es schleudert. Beide Fälle können bei der Vorrichtung gemäss der
Erfindung eine sofortige Unterbrechung des Vorschubs des zu sägenden Materials auslösen.
Entsprechendes gilt auch dann, wenn ein Sägezahn beispielsweise durch einen mit
den eingeflihrten Stöcken mit folgen Stein gestaucht wird.
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Es ist hier angenommen worden, dass die Regelung der Drehzahl des
Motors 12 rein automatisch ausgeführt wird. Die Vorrichtung kann Jedoch auch derart
abgeändert werden, dass die Regelung von Hand ausgeftihrt wird, wobei das Personal
die Signale überwachen muss, die an der Anzeigeeinheit 15 in Abhängigkeit von den
Ausgangssignalen vom Verstärker 14 auftreten. Die Anzeigeorgane können verschiedener
Art sein und beispielsweise aus einem Zeiger instrument oder Lampen oder eimer Kombination
von beiden bestehen. Natürlich können auch akustische Anzeigeorgane benutzt werden,
insbesondere für eine Alarmanzeige von solchen Fällen, die eine unmittelbare Unterbrechung
des Vorschubs der Holzstücke verlangen. Es kann auch erwähnt werden, dass man auch
bei einer automatischen Regelung mit Hilfe der Einheit 16 mit Vorteil eine Anzeigeeinheit
anwenden kann, auf der man falls erwünscht beispielsweise die Jeweilige Zugspannung
in den Sägeblättern ablesen kann. Die Anzeigeeinheit kann hierbei auch dazu ausgenutzt
werden, sicherzustellen, dass die Sägeblätter eine korrekte Vorspannung beim Einspannen
derselben in den Rahmen erhalten.