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Vorrichtung zum Schneiden von Furnier und ähnlichem Streifenmaterial
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden von Furnier und ähnlichem
Streifenmaterial in dauernd sich ändernden Längen; sie kann jedoch auch zum Scheren
oder Schneiden eines anderen Materials in Streifen veznzende1, werden.
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Da dieser Schneider in erster Linie zum Schneiden von Holz furnieren
bestimmt ist, soll er in Verbindung mit diesen Furnieren beschrieben werden.
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Furnier wird aus Stämmen in einer Furnierdrehbank geschält und läuft
dann durch einen Schneider, welcher Fehlstellen aus Schneidet und das Furnier in
die gewünschten Längen relativ zu der Richtung der Bewegung des Furniers schneidet.
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Bis heute konnte ein einziger Furnierschneider nicht schnell genug
arbeiten, um die Fördermenge einer Standardfurnierdrehbank zu bewältigen und daher
mußte letztere mit verminderter Geschwindigkeit betrieben werden oder verschiedene
Schneider
mußten vorgesehen werden, um die Förderleistung der Drehbank zu bewältigen.
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Die meisten der in Sperrholzwerken verwendeten Schneider sind heute
Schneider nach der Guillotinenart wie sie in dem US-Patent 2 394 324 beschrieben
sind. Hierbei arbeitet das Messer in der Art einer Guillotine auf einem befestigten
Amboss. Dies hat zum Ergebnis, daß das Messer das Furnier während jedes Schnittes
für eine kurze Zeit anhält. Die Eördergeschwindigkeit dieser Schneider ist ungefähr
in der Größenordnung von 90 m pro Minute begrenzt, wenn breite Platten geschnitten
werden; in vielen Werken werden sie bei einer viel geringeren Geschwindigkeit betrieben,
die in der Größenordnung von 45 bis 60 m pro Minute liegt, wenn kleine und beliebige
Breiten geschnitten werden. Sogar bei diesen niedrigen Geschwindigkeiten wird ein
Teil des Furniers bewegt, während ein anderer Teil durch das schneidende Messer
angehalten wird. Dies kann ein Verwirren und Aufstapeln verursachen, das entweder
einen Stillstand bewirkt oder es schwieriger macht, die Furnierteile zu verarbeiten.
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Bei den Guillotinenschneidern wird in üblicher Anwendung der Hub des
Messers durch einen sehr starken Luftzylinder bewirkt, der üblicherweise 20 cm Durchmesser
und einen Hub von 15 cm hat. Diese Zylinder benötigen teure große Ventile, damit
sie schnell genug beschleunigen. Der Zylinder muß wegen der
Masse
des Messers und der zu bewegenden Glieder groß sein.
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Die hohe Geschwindigkeit und die große Trägheit verursachen ernsthafte
Dämpfungs- und Wartungsprobleme, wenn das Messer anhält. Der große Zylinder benötigt
eine sehr gleichbleibende Luftzuführung. Ungenauigkeiten schlagen sich in der Schnittstelle
nieder. Um die Trägheit zu vermindern, müssen die Verbindungsglieder, die zwischen
dem Luftzylinder und dem Messer verwendet werden klein sein, wodurch sie häufig
durch Verschleiß ausfallen. Weiter neigt das Furnier dazu, daß gegen das Messer
gestoßen wurde, mit dem Messer emporgezogen zu werden, wenn das Messer, nachdem
der Schnitt gemacht wurde, nach oben geht; das Furnier kann zerbrochen oder verwickelt
werden, wenn die Zuführungsst.illstände nicht genau arbeiten.
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Diese Stillstände müssen ein Gleiten erlauben, welches eine Ungenauigkeit
beim Schneiden zum Ergebnis hat. Diese Schneider sind sehr geräuschvoll.
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Es war lange der Wunsch der Sägewerks-Betriebsleute, einen Schneider
zu haben, bei welchem sich das Messer mit dem Furnier bewegt, wenn es schneidet.
Diese Art ist im allgemeinen als Walzenschneider bekannt, wie sie in dem US-Patent
3 029 675 beschrieben sind. Der Walzenschneider hat ein oder zwei gegenüberliegende
Messer, welche jedoch nur festgelegte Breiten des Furniers schneiden und infolge
der hohen Trägheit der Walzen ist eine Kupplungs-Bremse nicht in der Lage, die Walzen
schnell genug anzuhalten und in Betrieb zu setzen, um beliebige Schnitte auszuführen.
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Der vorliegende Drehschneider vermindert in hohem Maße alle oben erwähntenNachteile
und schaltet sie praktisch aus.
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Er hat die Vorteile eines Walzenschneiders ohne ihre Nachteile.
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Die Nachteile wurden überwunden, indem in dem erfindu.ngsgemäßen Schneider
eine dünne Schneidklinge verwendet wird, wobei ihre Masse bis zu einem solchen Punkt
vermindert wurde, wo das Anhalten und in Betriebsetzen nur durch eine geringe Trägheit
beeinflußt wird. Furniere für Sperrholz werden mit Abmessungen bewegt, welche letztlich
die Lärge einer Sperrholzplatte haben, die sich quer zur Richtung der Bewegung des
Furniers erstreckt. Mit anderen Worten sind die zu schneidenden Furniere über 2,40
m breit, welches eine Schneidklinge von enisprechender Länge erfordert. Um die dünne
Klinge vor einem Schlagen oder Vibrieren zu bewahren, wird sie unter beträchtlicher
Spannung in Richtung ihrer Länge gehalten. Die vorliegende Vorrichtung weist eine
Tragwalze auf, über welcher das Furnier läuft, wobei diese Walze so angeordnet ist,
daß die Schneidkante der Klinge mindestens die Oberfläche des Umfangs der Walze
berührt, wenn sie durch das Furnier schneidet.
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Die Vorrichtung weist ebenso eine Stützwalze auf, die so angeordnet
ist, daß die Kante der der Schneidkante gegenüberliegenden Klinge die Oberfläche
des Umfangs dieser Walze in dem Moment in Eingriff nimmt, wenn das Furnier geschnitten
wird. Hierdurch ist sichergestellt, daß die Klinge vollständig durch das Furnier
über seiner gesamten Breite geht.
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Die Drehgeschwindigkeit der Tragwalze, der Stützwalze und der Klinge
werden mit der Zufuhr des Furniers so synchronisiert, daß die Schneidkante der Klinge
sich in der gleichen Richtung wie das Furnier und mit der gleichen Geschwindigkeit
wie das letztere bewegt, während sie durch das Furnier schneidet.
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Da die zwei Walzen sich dauernd drehen, werden sie durch keine Trägheit
beeinflußt. Die Spannung der Klinge hält sie dauernd in geeigneter Weise fest, und
die Stützwalze unterstützt die Klinge in dem Augenblick des Schneidens. In der bevorzugten
Ausführuiigsform der Erfindung ist die Kante, die der erwähnten Schneidkante gegenüberliegt
ebenso eine Schneidkante. Weiter ist die normale oder Ruheposition der Klinge die,
wenn sie in der horizontalen Stellung sich befindet, während das Schneiden stattfindet,
wenn die Klinge in der vertikalen Stellung ist. Auf diese Weise muß die Klinge nur
eine halbe Umdrehung für jeden Schnitt machen. Dies und das geringe Gewicht der
Klinge ermöglicht es, sehr kleine Streifen aus dem sich bewegenden Furnier herauszuschneiden.
Mit anderen Worten,sehr kleine Fehlstellen könne entfernt werden, ohne daß sehr
viel Holz verschwendet wird. Der Guillotinenschneider und der Walzenschneider nach
dem Stand der Technik können nicht schnell genug arbeiten, um solch kleine Streifen
aus dem Furnier herauszuschneiden, so daß eine große Menge Holz verschwendet wird.
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Der erfindungsgemäße Schneider wurde mit hohen Geschwindigkeiten betrieben,
wobei Geschwindigkeiten bis zu 180 m pro
Minute erreicht wurden.
Hierdurch wird vielen Sägewerken ermöglicht, beträchtliche Produktionssteigerungen
mit den bestehenden Drehbänken zu erreichen, und es wird anderen Sägewerken möglich
sein, teure Riemensysteme zwischen der Drehbank und einer Vielzahl von Schneidern
zu vermeiden. Die Tatsache, daß das Messer genau mit der Laufgeschwindigkeit des
Furniers synchronisiert werden kann, verhindert praktisch ein Verwirren, wodurch
die automatische oder manuelle Furnierverarbeitung erleichtert wird, und die Stillstände
vereinfacht werden. Es ist nun möglich, das Furnier genau durch den Schneider bei
einer konstanten GeschwindIgkeit abzumessen, in dem es fest während der Stillstände
eingeklemmt wird da das letztere nicht gleiten muß. Eine kleine elektrisch, hydraulisch
oder pneumatisch betriebene Kupplungs-Bremse kann verwendet werden, wobei diese
sehr viel betriebssicherer, als die groStlLuftzylinder der üblicherweise verwendeten
Schneider nach dem Stand der Technik sind, wodurch ein viel genaueres Schneiden
ermögl-icht wird. Zusätzlich wird das Geräusch des Luftzylinders und das loser Verbindungsgleder
ausgeschaltet.
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Weiter können verschiedene Regeleinheiten anstelle der Kupplungs-Bremsen
treten, wie z.B. eine Halb-Drehkupplung, ein schrittweise geschalteter Elektromotor
und ähnliches.
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Die Vorrichtung,um Furnier und ähnliches Streifenmaterial i dauernd
sich ändernden Längen zu schneiden, weist entsprechend der Erfindung eine drehbare
Travalze, über die das zu schneidende Furnier bewegt wird, eine diinne Klinge, die
zumindest eine Schneidkante hat, die drehbar über der
Tragwalze
so angeordnet ist, daß sie sich um eine Längsachse drehen kann, die parallel zu
der Tragwalze verläuft, auf; die Klinge ist in Bezug auf die Tragwalze so angeordnet,
daß die Schneidkante durch das Furnier auf der Tragwalze schneidet, wenn die Schneidkante
die Tragwalze während der Drehung der Klinge überquert; eine drehbare Stützwalze
ist über der Klinge vorgesehen, die parallel dazu verläuft und so angeordnet ist,
daß sie von einer Kante der Klinge gegenüber ihrer Schneidkante in Eingriff genommen
werden kann, während die Scneidkante durch das Furnier auf der Tragwalze schneidet;
es sind Mittel vorgesehen, um die Klinge auf einen Qteuertefehl hin zu drehen, um
das Furnier an einer bestimmten Stelle zu schneiden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung.
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Es zeigt: Fig. 1 eine Ansicht des drehbaren Furnierschneiders; Fig.
2 einen vertikalen Längsschnitt längs der Linie 2-2 von Figur 1; Fig. 3 einen vertikalen
vertikalen Querschnitt längs der Linie 3-3 von Figur 2;
Fig. 4 einen
vergrößerten vertikalen Schnitt längs der Linie 4-4 v-on Figur 1; und Fig. 5 einen
vertikalen Schnitt längs der Linie 5-5 von Figur 4.
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In den Zeichnungen wird ein drehbarer Furnierschneider 10 gezeigt,
der ein Paar im Abstand getrennter Endrahmen 11 und 12 aufweist, zwischen welchen
sich eine TraDfalze 15> eine Stützwalze 16 und eine dünne Schneidklinge 18 erstreckt.
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Die Walzen 15 und 16 haben Wellen 20 bzw. 21, die drehbar in den Rahmen
11 und 12 gelagert sind und sich durch den Rahmen 11 erstrecken. Die Klinge 18 ist
sehr dünn und schmal und relativ lang in Richtung quer zu der Vorrichtung. Diese
Klinge hat Wellen 25 und 26, die sich von ihren gegenüberliegenden Enden zu den
Achsen davon erstrecken, wobei sich die Welle 25 durch den Rahmen 11 erstreckt und
die Welle 26 in dem Rahmen 12 drehbar gelagert ist. Die Klinge 18 hat eine Schneidkante
29 längs einer ihrer Kanten und obwohl es nicht absolut notwendig ist, ist vorzugsweise
eine zweite Schneidkante 30 längs der gegenüberliegenden Kante der Klinge vorgesehen.
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Die Klinge 18 soll während des Betriebs unter Spannung gehalten werden,
und das äußere Ende der Welle 25 ist durch ein geeignetes Lager 34 mit einem Träger
36 verbunden, dessen gegenüberliegende
Enden mit Kolbenstangen
39 und 40 von pneumatischen oder hydraulischen Zylindern 41 und 42 verbunden sind,
welche von einer Wand 43 getragen werden, die einen Teil des Rahmens 11 bildet.
Das Strömungsmedium, vorzugsweise Luft, wird in die Zylinder und aus den Zylindern
41 durch Schläuche 44 geleitet, und ähnlich wird das Strömungsmedium in den Zylinder
42 und aus dem Zylinder 42 durch Schläuche 45 geleitet. Da die Regelungen für pneumatische
bzw. hydraulische Systeme dieser Art, die bei den Zylindern 41 und 42 verwbeenkdanteSri
müssen sie hier nicht beschrieben werden. In jedem Fall wird nonnalerweise der Druck
durch die Schläuche 44 und 45 aufrechterhalten, welche dazu neigen, den Träger 36
relativ zu der Maschine nach außen zu ziehen und dadurch die Klinge 18 unter Spannung
zu halten. Jede andere geeignete Vorrichtung kann für diesen Zweck verwendet werden.
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Um die Walzen 15 und 16 und die Klinge 18 zu drehen, sind geeignete
Vorrichtungen vorgesehen, und eine gewünschte Art und Weise dies zu tun, wird in
den Figuren 3, 4 und 5 gezeigt.
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Ein elektrischer Motor 50 ist auf einer Konsole 51 befestigt, die
si.ch von der Unterstützung 11 erstreckt. Der Motor 50 hat eine Antriebswelle 53,
auf welcher ein Zahnrad 54 fest angeordnet ist. Dieses Zahnrad ist antriebsmäßig
iiber eine Kette 55 mit einem anderen Zahnrad 56 verbunden, welches fest auf einer
Welle 21 der Walze i6 angeordnet ist. Ein anderes Zahnrad 58 ist fest auf einer
Walze 21 angeordnet und ist über eine Kette 59 mit einem Zahnrad 60 verbunden, welches
fest auf der Welle 20 der Walze 15 angeordnet ist.
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Ein zweites Zahnrad 64 ist fest auf der Motorwelle 53 angeordnet und
ist über eine Kette 65 mit dem Zahnrad 66 einer elektrisch-, hydraulisch- oder pneumatisch
betriebenen Kupplungs-Bremse 67 verbunden. Die Kupplungs-Bremse ist für den Betrieb
mit einem Zahnrad 70 verbunden, daß mit einem anderen Zahnrad 71 auf einer Welle
72 kämmt. Ein Kettenzahnrad 73 ist auf dieser Welle befestigt und über eine Kette
75 mit dem Kettenzahnrad 76 verbunden, welches auf der Welle 25 der Klinge 18 befestigt
ist.
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In dieser Anordnung treibt der Motor 50 die Walzen 15 und 16 dauernd
an, während die Vorrichtung in Betrieb ist, und dreht die Klinge 18 intermetierend
durch die Kupplungs-Bremse 67 Die Kupplungs-Bremse wird durch Signale betrieben,
die sie von einer Tastvorrichtung 80 erhält, welche über dem Eingangsförderer 82
der Vorrichtung angeordnet ist. Die Tastvorrichtung ist vor der Vorrichtung 10 hinsichtlich
der Bewegungsrichtung des Furniers angeordnet, welches durch einen Pfeil 84 in Figur
1 und 2 gezeigt ist.
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Wenn die Tastvorrichtung einen Fehler in dem Furnier entdeckt, daß
in Richtung der Vorrichtung 10 gerichtet ist, wird ein Signal ausgesendet und nach
einer geeigneten Verzögerung wird die Kupplungs-Bremse 67 betätigt, um die Klinge
18 zu drehen, um das Furnier an dem genauen Punkt quer über die Breite zu schneiden.
Die Tastvorrichtung und die Verzögerungsvorrichtung sind solche, die bei den Guillotinenschneider
verwendet werden und somit im Handel gut bekannt sind und keiner
weiteren
Beschreibung bedürfen. Die Tast- und Verzögerungsvorrichtung weisen weiter eine
Vorrichtung auf, um die Klinge zu betätigen, um das Furnier in der vorherbestimmten
Länge relativ zur Richtung der Bewegung zu schneiden.
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Wenn das Furnier ein wenig über 2,40 m über die Breite der Fördervorrichtung
82 beträgt, werden die Klingen gewöhnlich betätigt, um das Furnier in Breiten von
ein wenig über 1,20 m in Richtung der Bewegung zu schneiden. Diese Regelvorrichtung
ist ebenso eine Standardausrüstung.
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Die Größen der verschiedenen Ketten- und Zahnräder in dem Antriebssystem
zwischen dem Motor 50 und den Walzen 15 und 16 und dem Motor, der Kupplungs-Bremse
67 und der Klinge 18, sind so, daß die Geschwindigkeit der Bewegung der Schneidkanten
29 und 30 der Schneidklinge in ihrem Kreisweg die gleiche ist, wie die Umfangsgeschwindigkeit
der Walzen 15 und 16. Diese Geschwindigkeiten werden ebenso mit der Bewegung des
Furniers über der Oberfläche der Walze 15 synchronisiert, so daß sich das Furnier
mit der Umfangsgeschwindigkeit der Walze bewegt.
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Ein Standard-Klemmvorrichtung (hold-down) ist. bei 90 in den Eig.
1 und 2 gezeigt. Man sieht, daß der Eingangsförderer 82 aus einer Vielzahl seitlich
im Abstand angeordneter endloser Riemen 92 besteht und daß ein Klemmriemen 94 sich
über und in Berührung mit jedem Riemen 92 befindet. Jeder Klemmriemen 94 läuft um
Riemenscheiben 96 und 97, wo von einer
synchron mit der Geschwindigkeit
der Förderriemen 92 angetrieben wird. Der Antrieb kann von dem Motor 50 genommen
werden um den Förderer 82 und die Klemmvorrichtung 90 anzutreiben. Der Förderer
und die Klemmvorrichtung können ebenso durch einen getrennten Motor 98 angetrieben
werden, wie in Figur 1 zu sehen ist, der mit dem Motor 50 synchronisiert ist. In
diesem Beispiel treibt der Motor 98 den Förderer 92 durch einen Kettenantrieb 102
und treibt den Stillstandsgürtel 94 durch einen Wettenatrieb 104, gegen läufige
Zahnräder 105 und den Kettenantrieb 106.
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Wern das Furnier während des Schneidens in der Vorrichtung nicht angehalten
wird, greift die Klemmvorrichtung fest jedes Furnierteil, so daß kein Gleiten zwischen
der Zeit auftritt, während der ein gegebener Teil des Furniers unter der Tastvorrichtung
80 entlangläuft und derzeit, bis das Teil die Schneidklinge 18 erreicht. Auf diese
Weise bewegt sich das Furnier immer in dem gleichen Abstand zwischen der Zeit, in
der die Tastvorrichtung 80 die Fehlstelle signalisiert und derzeit, in der die Klinge
18 das Furnier schneidet.
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Wenn die Tastvorrichtung 80 eine Fehlstelle in dem Furnier entdeckt,
welches unter ihr entlangläuft, wird ein Schneidsignal erzeugt, und wenn die Fehlstelle
die Walze 15 erreicht, bewirkt die Kupßung 67,daß die Klinge 18 eine halbe Umdrehung
macht. Hierdurch wird die Schneidkante 29 (wenn die Elemente der Vorrichtung in
der in Figur 2 gezeigten Stellungs sind) nach unten gedreht und schneidet durch
das
Furnier längs der gewünschten Linie, wenn sich die Linie über
die Walze 15 bewegt. Da sich die Klinge, das Furnier und die Walze alle mit der
gleichen Geschwindigkeit bewegen, wird das Furnier zu dieser Zeit nicht festgehalten.
Wenn ein zweites Signal sofort nach dem ersten gesendet wird, wird die Schneidkante
30 durch das Furnier gedreht.
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Obwohl die Vorrichtung sehr kleine Streifen aus dem Furnier herausschne.iden
kann, wird die minimale Breite dieser Streifen durch die Zeit bestimmt, die benötigt
wird, un die Klinge 18 um eine halbe Umdrehung zu drehen. Dieses Zeitintervall ist
sehr kurz, da die Klinge 18 sehr dünn und daher hat die Trägheit nur einen sehr
geringen Einfluß oder eine Verzögerungswirkung auf die Klinge. Diese sehr dünne
Klinge kann verwendet werden, um durch das Furnier zu schneiden, da sie während
des Betriebes dauernd unter Spannung gehalten wird.
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Zusätzlich wird, wenn die-Schnei.dLante 29 oder 30 durch das Furnier
auf der Tragsalze 15 schneidet, die Schneidkante 30 bzw. 29 von der Stützwalze 16
getragen. Daher kann die Klinge sehr viel dünner und leichter gemacht werden, als
sie in einem anderen Fall wäre. Die Oberflächen der Walzen 15 und 16 sind aus ersetzbarem
Material gemacht, wie z.B. geeigneter Kunststoff. Beispielsweise kann die Walze
15 eine relativ weiche Oberfläche haben, so daß die Schneidkanten der Klinge ein
wenig in die Oberfläche einsinkenl, wenn die Kante durch sie bewegt werden, wodurch
man sicher ist, daß die Klinge sauber durch das Furnier schneidet. Die Oberfläche
der Walze 16 kann ein wenig härter als die der Walze 15 sein, um die Klinge fest
zu unterstützen, wenn eine ihrer Kanten durch das Furnier schneidet.
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Da die Walzen 15 und 16 sich konstant drehen, muß keine Trägheit relativ
zu diesen Walzen für ein Schneiden über.runden werden. Das geringe Gewich-t der
Klinge macht es möglich, eine Kupplungsbremse zu verwenden, die sehr viel konstanter
und ruhiger arbeitet, als die großen Luftzylinder der Schneider nach dem Stand der
Technik; dies kommt zu der Genauigkeit des Schneidens noch hinzu. Jeder Schnitt
wird gemacht, während sich die Schneidkante der Klinge das Furnier unddie Umfangs
oberfläche der Tragwalze in die gleiche Richtung und mit der gleichen Geschwindigkeit
bewegt. Da die Bewegung des Furniers nicht durch das Schneiden der Klingen angeht
teer wird, können die Halter das Furnier sehr festhalten, wodürck die Genauigkeit
der Vorrichtung gesteigert wird.