DE2905786A1

DE2905786A1 - Furnier-schaelmaschine

Info

Publication number: DE2905786A1
Application number: DE19792905786
Authority: DE
Inventors: Katsuji Hasegawa
Original assignee: Meinan Machinery Works Inc
Current assignee: Meinan Machinery Works Inc
Priority date: 1978-02-19
Filing date: 1979-02-15
Publication date: 1979-08-23
Also published as: DE2905786C2; US4269243A

Description

Furnier-Schälmaschine

Die Erfindung betrifft eine Furnier-Schälmaschine, in der ein Block oder Starar* um seine Längsachse gedreht wird und ein Messer gegan soine Oberfläche angreift, während die Stamm-Oberfläche in der Nähe der Messerschneide von einem Andrückorgan komprimiere vird.

Gemäß einer bekannten derartigen Furnier-Schälmaschiene wird ein Stamm von einer Einspannvorrichtung gedreht, und es wird eine gegen den Schneidwiderstand und die von dem die Stamm-Oberfläche berührenden Andrückorgan hervorgerufene Reibung wirksame Kraft von dem Stamm selbst von der Einspannvorrichtung auf die Schneidfläche übertragen.

Diese Art einer Furnier-Schälmaschine hat folgende Nachteile: Vor allem kann die Furnier-Schälmaschine nicht für Stämme benutzt werden, die einen harten Aufbau und einen weichen Kernquer schnitt einschließlich Rissen und morschen Stellen aufweisen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Stamm insbesondere im Kernbereich brechen kann, so daß die Einspannvorrichtung freilaufen kann, weil eine große Kraft auf diesen Abschnitt mit kleinem Radius einwirkt, um das Drehmoment gegen den Schneidwiderstand an der Stamm-Oberfläche zu übertragen. Im allgemeinen haben tropische Hölzer, die heute zur Herstellung von Furnieren meistens verwendet werden, einen weichen Kernquerschnitt.

Dieser Sachverhalt wird dadurch verschlechtert, daß der Stamm an der Einspannvorrichtung der Länge nach zusammengedrückt wird, damit die Übertragung des Drehmoments gewährleistet ist. Der Radius der Einspannvorrichtung muß

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klein sein, weil der Stamm aus Produktivitätsgründen bis zu dem kleinstmöglichen Kerndurchmesser heruntergeschält werden soll. Wenn die Einspannvorrichtung jedoch zu klein ausgebildet ist, steigt das Risiko des Stammbruches, und die Produktivität wird eingeschränkt.

Ferner verklemmen sich von der Stamm-Oberfläche entfernte Holzstücke häufig zwischen dem Stamm und dem Messer, dem Stamm und dem Andrückorgan sowie dem Messer und dem Andrückorgan. Da unter der Einwirkung des Festklemmens und Verkeilens hergestellte Furnierplatten oder -Blätter bzw. Furnierbänder für eine weitere Bearbeitung zu minderwertig sind, wird Material vergeudet. Außerdem muß beim Auftreten von Verkeilungen die Umdrehungsgeschwindigkeit des Stammes verringert und häufig vollständig unterbrochen werden. Hierdurch wird die Produktivität verringert. Im übrigen nimmt bei Auftreten des Klemmeffektes die Belastung zu, was häufig einen Bruch des Stammkernes zur Folge hat.

Zur Lösung dieser Probleme wurde von der Anmelderin eine verbesserte Furnier-Schälmaschine in der japanischen Patentanmeldung Nr. 52-6288 beschrieben. Diese Furnier-Schälmaschine ist dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe der Messerschneide Antriebswalzen mit auf ihrer Oberfläche vorgesehenen angeschärften Vorsprüngen angeordnet sind, die einen Stamm an seinem Umfang drehend antreiben, anstatt daß die Drehkraft dem Stamm nur über die Einspannvorrichtung zugeführt wird. Bei diesem Verfahren wird die Antriebskraft der Stamm-Oberfläche in der Nähe der Messerschneide an mehreren Stellen ihrer Längserstreckung zugeführt, wodurch ein Bruch des Kernes an der Einspannvorrichtung verhindert wird. Gleichzeitig können verkeilte Holzstücke durch die Antriebswirkung der Antriebswalze entfernt werden.

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Dieses Verfahren hat jedoch einige Nachteile. Einmal muß die gesamte Antriebswalze ersetzt werden, wenn Vorsprünge auf ihrer Oberfläche beschädigt sind. Zum anderen drücken die Vorsprünge der Antriebswalzen gegen die Stamm-Oberfläche und bei kleiner werdendem Stamm-Durchmesser biegt die Andruckkraft der. Stamm, wodurch der Schneidvorgang sehr erschwert wird.

Zur Lösung dieser neuen Probleme wird eine Furnier-Schälmaschine vorgeschlagen, die sich auszeichnet durch eine Halterung zur drehbaren Lagerung eines Stammes an seinen beiden axialen Enden;ein tangentiales Messer, das gegen die Stamm-Oberseite angesetzt ist und bei Drehung des Stammes von diesem Furnier abschält; mehrere endlose Ketten, die mit gewissen gegenseitigen Abständen längs des Stammes angeordnet sind, wobei ein Teil jeder endlosen Kette unmittelbar vor der Messerschneide auf der Stamm-Oberfläche entlanglauft; einen Kettenantriebsmotor zum Antrieb der endlosen Ketten, eine Vielzahl von auf der Außenseite der Ketten angeordneten angeschärften Vorsprüngen (Spikes),'in die Kettenschieife eingebaute Druckräder, die die angeschärften Vorsprünge in die Oberfläche des Stammes hineindrücken; eine Vielzahl von Stamm -Andrückcrganen zwischen den endlosen Ketten urvnir Lelbar vor dor Messerkante, die die Stamm-Oberf l-ijcho verdichten /und durch eine Vorschubeinrichtung, die dia Baueinheit von Messer, endlosen Ketten, Druckrädern und Stamm-Andrücknrganen entsprechend der Drehung des Stammer, qeqen die Stammitte bewegen.

Die Erfindung wird anhand in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt einer erfindungsgemäßen Furnier-Schälmaschine ,

Fig. 2 eine schaubildliche Ansicht einer Furnier-Schälmaschine mit anderer Anordnung der Ketten,

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Fig. 3 einen Schnitt einer weiteren Ausführungsform eines Andrückorganes,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer endlosen Kette mit aufgesetzten Vorsprüngen, Fig. 5 und 9 schematische Darstellungen einer Furnier-Schälmaschine mit einer abgewandelten Kettenanordnung,

Fig. 6 und 7 schaubildliche Ansichten weiterer Ausgestaltungen der endlosen Ketten,

Fig. 8 einen Schnitt einer Furnier-Schälmaschine mit Furnierführungen,

Fig. 10 einen Querschnitt eines Stammes und

Fig. 11 bis 14 schematische Darstellungen der Kraftquellen einer Furnier-Schälmaschine.

Gemäß Fig. 1 wird ein Block oder ein Stamm 1 an beiden Enden von einer Spannspindel 2 drehbar gehalten. Ein Messer 3 ist auf einem Messerhalter 6 befestigt. Oberhalb des Messers 3 sind mehrere endlose Ketten 4 mit gewissen gegenseitigen Abständen über die Längsachse des Stammes 1 verteilt angeordnet. Zwischen jeder endlosen Kette 4 befinden sich mehrere Druckleisten 5 (Fig. 2). Jede Druckleiste 5 komprimiert den Stamm 1 dicht über der Messerschneide. Jede endlose Kette 4 wird über ein an einen Elektromotor 19 angeschlossenes Antriebs-Kettenrad 7, Umlenk-Kettenräder 8, 9 und ein Druckrad 10 angetrieben, das Spikes 11 auf der endlosen Kette 4 in die Stamm-Oberfläche hineinpreßt.

Zwischen jedem Druckrad 10 und jedem Umlenk-Kettenrad 9 befindet sich eine Führungsplatte 12, so daß bei umlaufender Kette 4 die Spikes 11 sowohl in die Stamm-Oberfläche als auch in das Furnier hineingedrückt werden. Jeder endlosen Kette 4 sind ein Hydraulikzylinder 14 und ein Schwingarm 15 zugeordnet, die für die richtige Spannung sorgen. Jede Druckleiste 5 ist auf einem Träger 16 befestigt, der von einer Feder 17 gegen den Stamm 1 gedrückt wird. Die Stellung

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des Trägers 16 läßt sich mittels einer Stellstange 18 mit einer Anschlagmutter regulieren, die unter der Wirkung der Feder 17 gegen eine Basis 20 anliegt. Jede Druckleiste 5 ist so angeordnet, daß ihre Spitze dicht oberhalb der Messerschneide gegen die Stamm-Oberfläche drückt. Die Welle jedes Druckrades 10 ist durch ein Langloch in dem Träger 16 an der Basis 20 befestigt, so daß der Träger sich unabhängig von dem Druckrad bewegen kann.

Eine in der beschriebenen Weise aufgebaute Furnier-Schälmaschine arbeitet wie folgt: Mehrere endlose Ketten 4 werden von dem Elektromotor 19 angetrieben, wobei die Spikes auf den endlosen Ketten 4 in die Oberfläche des Stammes 1 eindringen, wodurch der Stamm 1 in Drehung versetzt wird. Während der Stamm 1 rotiert wird er vom Messer 3 in Umfangsrichtung so zerschnitten, daß sich das Furnier 13 abschält.

Bei diesem Schälverfahren wird der Kernquerschnitt des Stammes im wesentlichen frei von Schneidkräften gehalten, und selbst ein Stamm mit einem weichen Kernquerschnitt kann wirkungsvoll für die Furnier-Herstellung verwendet werden. Da der Stamm 1 von den Druckleisten 5 komprimiert wird, wird die Faserung des Furniers während seines Abspaltens vom Stamm nicht aufgerauht, und es kann ein qualitativ hochwertiges Furnierblatt oder -band bzw. eine entsprechende Furnierplatte hergestellt werden. Die vielen Einschnitte bzw. Einstiche, die von den Spikes 11 der endlosen Ketten 4 in dem Furnier ausgebildet werden, erweichen das Furnier und tragen dazu bei, daß es biegsam und der anschließende Schneidvorgang erleichtert wird. Wenn kleine aus einem schadhaften Teil des Stammes herausgelöste Holzstückchen sich zwischen der Druckleiste 5 und dem Stamm 1 verkeilen, werden sie von der Antriebswirkung der Spikes 11 auf die endlosen Ketten 4 ausgeworfen. Auf diese Weise wird ein Verkeilen und Fest-

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klemmen von Holzstückchen in der Schneidzone der Furnier-Schälmaschine verhindert.

Ein weiterer Vorteil der Furnier-Schälmaschine gemäß der Erfindung ergibt sich im Vergleich zu einer Furnier-Schälmaschine gemäß der japanischen Patentanmeldung 52-6288, bei der die Stamm-Oberfläche von Walzen in Drehung versetzt wird, die auf ihrem Umfang mit Spitzen besetzt sind. Hierbei wird sowohl die Umdrehungskraft als auch die Andrückkraft von allen Spitzen auf den Stamm übertragen. Gemäß vorliegender Erfindung übertragen die Spikes 11 auf den endlosen Ketten 4 ausschließlich Umdrehungskraft auf den Stamm, sobald sie von dem Druckrad 10 in die Stamm-Oberfläche hineingedrückt worden sind.Auf diese Weise wird die Durchbiegung des Stammes verringert, und die Genauigkeit und Qualität des Furniers läßt sich verbessern. Die erfindungsgemäß elastisch gelagerte Druckleiste 5 hat den Vorteil, daß Stammbruch sich vermeiden läßt, wenn die Spitze einer Druckleiste gegen einen sehr harten Teil der Stammoberfläche, zum Beispiel eine Aststelle, trifft. Ein abgewandeltes Druckorgan ist in Figur 3 gezeigt. Dabei ist ein Ende einer gefederten Leiste 21 an dem Träger 16 befestigt, während eine Rolle 22 mittels eines Stiftes 23 an dem anderen Ende der Leiste 21 drehbar gelagert ist.

Es ist bekannt, daß sich Furniere ohne Risse auf der Kern-Seitenfläche herstellen lassen, wenn das Furnier unmittelbar nach seiner Abtrennung von dem Stamm gegen seine Bewegungsrichtung verdichtet wird. Ferner ist es bekannt, daß das Fasergefüge des Furniers sehr fein wird, wenn dadurch, daß der Stamm unter einer Zugkrafteinwirkung in Drehrichtung geschält wird, der von der Messerschneide hervorgerufene Trennschnitt gegen die Stamm-Oberfläche vordringt. Gemäß der Erfindung können sowohl die Druckkraft als auch die Zugkraft mittels der endlosen Ketten 4 unmit-

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telbar nach Abtrennen des Furniers von dem Stamm auf das Furnier zur Einwirkung kommen.

Wie Figur 4 zeigt, ist der Abstand zwischen der Spitze jedes angeschärften Vorsprunges 11 im Kreisbogenbereich

[3 24 der endlosen Kette 4 größer als im linearen Bereich 25. An der Stelle, an der die Vorsprünge 11 sich mit der Kette von dem linearen Bereich in den Kreisbogenbereich bewegen, wirkt die Zugkraft auf das Furnier ein. Bei der Kettenanordnung nach Fig. 1 nähern sich die Spikes dem Stamm in dem linearen Bereich und verlassen die Schneidzone in dem Kreisbogenbereich. Daher wirkt die Zugkraft auf das Furnier, wenn es bereits vom Stamm abgetrennt ist.

Bei einer anderen in Fig. 5 schematisch veranschaulichten Kettenanordnung werden die Spikes jeder Kette von dem Druckrad 10 in den Stamm 1 hineingedrückt, wenn sie sich in dem Kreisbogenbereich befinden, und dann bewegen sich die Spikes in den im wesentlichen linearen Bereich auf der Stammoberfläche und dem Furnier- 13. Auf diese Weise wird der Stamm unter dem Einfluß der Andrückkraft geschält, die auf das Furnier gegen seine Bewegungsrichtung unmittelbar nach seiner Abtrennung vom Stamm einwirkt. Obwohl bei der vorstehend erläuterten Ausführungsform endlose Ketten vorgesehen sind, ist es auch möglich, endlose Metallbänder 26 zu verwenden, auf denen Messerschneiden 27 ausgebildet sind (Fig. 6) oder endlose Metallbänder 28, die zwischen jedem kornfÖrmigen angespitzten Vorsprung 30 zum Antrieb des Stammes Löcher aufweisen (Fig. 7). Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 werden die Spikes 11 auf der endlosen Kette 4 in die Stamm-Oberfläche und das Furnier hineingedrückt. Wenn jedoch die Spikes nicht in das Furnier eindringen sollen, können die Ketten so verlegt werden, daß ihre Spikes nur gegen die Stamm-Oberfläche zur Einwirkung kommen.

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Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform einer Furnier-Schälmaschine beschrieben, die zusätzlich mit einer Furnierführung versehen ist. Wie Fig. 8 zeigt, trägt der Messerhalter 6 eine erste Furnierführung 31, die der Kernseite des Furnieres 13 zugewandt ist. Auf der anderen Seite des Furnieres 13 befinden sich jeweils zwischen zwei benachbarten Ketten 4 zweite Furnierführungen 32. Die zweiten Führungen sind mittels Gewindebolzen 33 mit der Basis 20 verstellbar verschraubt. Die Führungsfläche jeder zweiten Furnierführung kreuzt die Kette von der Basisseite zu der Furnierseite. Vorzugsweise wird der Endteil der Führungsfläche der zweiten Führung 32 so gestaltet, daß das Furnier 13 wie dargestellt gebogen wird, um eine mögliche Krümmung des Furnieres zu verhindern. Durch diese Formgebung wird das Furnier aus dem Zusammengriff mit den Spikes der Kette getrennt, indem die Bewegungsrichtung des Furnieres zwangsweise geändert wird. Ferner kann die zweite Führung 32 so angeordnet sein, daß jede Führungsfläche einen verhältnismäßig großen Winkel in bezug auf die Kette einschließt. Bei dieser Abwandlung wird das Furnier entgegengesetzt zur Richtung seiner Ringelung gebogen, wodurch sich ein erstrebenswerter Erweichungseffekt ergibt. Gemäß Fig. 9 kann bei der Anordnung der um das Antriebskettenrad, das Umlenk-Kettenrad 8 und das Druckrad 1O umlaufenden Ketten 4 sowie des unter dem Antriebskettenrad 7 vorgesehenen Förderers 34 eine zweite Furnierfu'hrung 32 oberhalb des Förderers so angebracht sein, daß das freigegebene Furnier der nächsten Verfahrensstation zugeführt wird.

Weitere Ausführungsformen mit einem Spindelantrieb werden nachfolgend erläutert. Da die anderen Bauelemente der Furnier-Schälmaschine denjenigen der ersten oder zweiten Ausführungsform entsprechen, wird nur der Spindelantrieb abgehandelt. Gemäß Fig. 11 ist ein Spindelantrieb

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35 vorgesehen, der die Schneideinrichtung 44 über ein
Getriebe 46 und eine Schraubenspindel 45 sowie eine
Spindel 36 antreibt, während ein Kettenantrieb 37 die
endlose Kette 4 und den Detektor 38 für die Messerstellung betätigt. Fig. 12 zeigt ein Beispiel des Spindelantriebes und des Kettenantriebes mit einem Elektromotor
39 und einem Drehmoment-Begrenzer 40 für den Spindelantrieb 35, so daß dem Stamm durch die Spindel zusätzlich zu der von dem Elektromotor 41 im Kettenantrieb 37 er-

zeugten Kraft eine begrenzte Umdrehungskraft zugeführt
wird, wenn der Stamm zerschnitten wird. Dieser Spindelantrieb wird außerdem zur Drehung des Stammes bei Lastfreiheit benutzt, wenn das Querschnittsprofil des Stammes stark von einem Kreis abweicht (Fig. 10) und die An-

triebsketten den konkaven Abschnitt der Stammoberfläche nicht erreichen. Als Drehmoment-Begrenzer 40 können viele mechanische und elektrische Vorrichtungen, zum Beispiel eine elektromagnetische Kupplung,eingesetzt werden. Ein solcher Drehmoment-Begrenzer kann in den Kettenantrieb

37 oder sowohl in den Spindelantrieb 35 als auch in den Kettenantrieb 37 eingebaut sein. Fig. 13 zeigt ein anderes Beispiel der Spindel- und Kettenantriebe, bei dem ein
Geschwindigkeitsregler 42 zur Regelung der Drehzahl des Elektromotors 39 in Übereinstimmung mit dem von dem Messer-Stellungsdetektor 38 erzeugten Signal geregelt wird, so daß die Umfangsgeschwindigkeit des Stammes im wesentlichen mit der Umlaufgeschwindigkeit der Ketten identisch ist. Die Drehzahlregelung kann am Kettenantrieb 37 erfolgen,um die Kettengeschwindigkeit zu regeln oder sie kann sowohl auf den Spindelantrieb 35 als auch auf den Kettenantrieb 37 einwirken. Fig. 14 zeigt ein weiteres Beispiel des Spindel- und Kettenantriebes, wobei der Spindelantrieb 35 einen
Elektromotor 39, einen Drehzahlregler 42 und einen Drehmoment-Begrenzer 40 aufweist, und der Kettenantrieb 37 mit einem

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Elektromotor 41 und einem Freilauf 43 ausgestattet ist. Der Drehzahlregler 42 regelt die Drehzahl des Motors 39 in Abhängigkeit von dem von dem Messerstellungsdetektor 38 erzeugten Signal, so daß die Umfangsgeschwindigkeit

des sich drehenden Stammes größer ist als die Ketten-Umlaufgeschwindigkeit, wenn der Stamm belastungsfrei ist. Sobald die Stamm-Oberseite das Messer berührt, wird der Stamm anfänglich von der kinetischen Energie des Stammes und der von dem Spindelantrieb 35 zugeführten Kraft zerschnitten. Die Umdrehungsgeschwindigkeit des Stammes

nimmt jedoch ab, weil das Drehmoment des Spindelantriebes von dem Drehmomentbegrenzer 40 begrenzt wird. Wenn die Umfangsgeschwindigkeit des Stammes langsamer als die Umlaufgeschwindigkeit der Ketten wird, dreht sich der Kettenantrieb, um dem Stamm den Hauptanteil der Umdrehungskraft zuzuführen, wodurch auf den Stamm eine unveränderliche
Schneidkraft einwirkt, selbst wenn er ungleichmäßig gestaltet ist.

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Claims

A N S P R Ü Z

e η π ζ e i c h η e t drehbaren Lagerung

( 1 .) Furnier-Schälmaschine, g (
d u r c h eine Halterung (2) zur d eines Stammes (Ii an seinen beider Enden, ein tangentialcs Messer (J), das oegen die Stamm-Oberseite angesetzt ist und bei Drehung des Stammes (1) von diesem Furnier (13) abschält, mehrere endlose Ketten (4), die mit gewissen gegenseitigen Abständen längs des Stammes (1) angeordnet sind, wobei ein Teil jeder endlosen Kette (4) unmittelbar vor der Messerschneide auf der Stamm-Oberfläche entlangläuft, einen Kettenantriebsmotor (19) zum Antrieb der endlosen Ketten (4),

eine Vielzahl von auf der Außenseite der Ketten (4) angeordneten angeschärften Vorsprüngen (Spikes 11), in die Kettenschleife (4) eingebaute Druckräder (10), die die angeschärften Vorsprünge (11) in die Oberfläche des Stammes (1) hineindrücken,

eine Vielzahl von Stamm-Andrückorganen (5) zwischen den endlosen Ketten (4) unmittelbar vor der Messerkante (3), die die Stamm-Oberfläche verdichten,und durch eine Vorschubeinrichtung, die die Baueinheit von Messer (3), endlosen Ketten (4), Druckrädern (10) und Stamm-Andrückorganen (5) entsprechend der Drehung des Stammes (1) gegen diesen bewegen.

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ORIGINAL INSFECTEO

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2. Furnier-Schälmaschine nach Anspruch 1, dadurch y c k ο η η ζ e i c h η e t, daß die endlosen Ketten ''4) so angeordnet sind, daß ihre angeschärften Vorsprünge ill) sowohl in die Oberfläche des Stammes (1) als auch in das abgeschälte Furnier (13) eindringen.
_. Furnier-Schälmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Ablaufseite der Messerschneide (3) zwischen den Ketten (4) eine Furnier führung (32) so angeordnet ist, daß ihre Führungsfläche die Ketten (4) kreuzt, um das Furnier (13) von diesen zu entfernen.
4. Furnier-Schälmaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, d adurch gekennzeichnet, daß die Halterung (2} für den Stamm von einem Umdrehungsmotor (35) zur Drehung des Stammes (1) angetrieben wird.
5. Furnier-Schälmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeic-hnet, daß das Ausgangsdrehmoment des Umdrehungsmotors (35) kleiner ist als das zum Zerschneiden des Stammes (1) erforderliche Drehmoment.
6. Furnier-Schälmaschine nach Anspruch 4 oder 5, d a durch gekennzeichnet, daß der Kettenantriebsmotor (4 1) einen Freilauf (43) aufweist, so daß die endlosen Ketten (4) frei umlaufen können, wenn die Umfangsgeschwindigkeit des Stammes (1) größer ist als die Umlaufgeschwindigkeit der von dem Kettenantriebsmotor (41) angetriebenen Ketten (4).

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_r.r,.v.KAL INSPECTED