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Maschine zum Reduzieren von Stammholz.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Reduzieren von
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Stammholz mit einem den zu bearbeitenden Stamm umgebenden, ringförmigen
Rotor, welcher mit dem Rotor umlaufende Werkzeughalterungen mit an den Stamm anlegbaren
Fräswerkzeugen aufweist.
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Es ist schon vorgeschlagen worden, die Drehachse der Fräswerkzeuge
im spitzen Winkel zur Rotordrehachse anzuordnen und die Werkzeughalterungen zum
Anlegen der Fräswerkzeuge an den zu bearbeitenden Stamm im Rotor derart, etwa mittels
einer parallel lenkeranordnung, zu führen, daß die Rotationsachse des Fräswerkzeuges
sich beim Anlegen des Fräswerkzeuges an den Stamm unabhängig von dessen Durchmesser
in einer relativ zum Rotor unveränderlichen, durch die Rotordrehachse und die Werkzeugdrehachse
aufgespannten
Ebene bewegt. Auf diese Weise ist es möglich, das mittels einer an der Werkzeughalterung
befestigten bzw. angeordneten, sich an einem schon bearbeiteten Abschnitt des Stammes
abstützenden Kufe geführte Fräswerkzeug beim Umlauf um den Stamm und gleichzeitigem
Axialvorschub in solcher Weise zu betreiben, daß ausgehend von einem bestimmten
Bezugsquerschnitt beispielsweise das verdickte Ende des Stammes gleichförmig auf
diesen Ausgangs-Bezugsquerschnitt gebracht wird.
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Bei bekannten Maschinen der hier interessierenden Art bewirkt das
beachtliche Gewicht der Fräswerkzeuge und der zugehörigen Antriebsmittel sowie der
Werkzeughalterungen, daß jedesmal dann, wenn sich ein Fräswerkzeug im unteren Teil
des Rotorumlaufes befindet, entweder die notwendigen Zustellkräfte zur Aufrechterhaltung
eines gleichbleibenden Anpreßdruckes des Fräswerkzeuges erhöht werden müssen, um
das der Anpreßkraft entgegenwirkende, wirksame Gewicht zu kompensieren oder daß
bei gleichbleibenden Zustellkräften die zur Wirkung kommende Anpreßkraft entsprechend
dem Rotorumlauf pulsiert, was zu einer ungleichförmigen Bearbeitung des Stammes
führt.
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Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, bei Maschinen
zum Reduzieren von Stammholz der eingangs beschriebenen Bauart die Beeinflussung
der Zustellkraft der Fräswerkzeuge durch das Gewicht der Werkzeuge und der Werkzeughalterungen
während des Rotorumlaufs zu vermeiden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, da die Werkzeughalterungen
die Gestalt doppelarmiger Hebel besitzen, welche am Rotor gelagert sind und an einem
Ende je einen Fräser sowie am anderen Ende einen den Fräser antreibenden Motor,
insbesondere Elektromotor in solcher Anordnung tragen, daß im wesentlichen ein statischer
Gewichtsausgleich zwischen Motor und zugehörigem Fräger gegeben ist,
Man
hat zwar bei Baumstammentrindungsmaschinen mit einem dem Baumstamm umgebenden Ringrotor
bereits einen dynamischen Massen ausgleich der an den Baumstamm anlegbaren Entrindungswerkzeuge
vorgesehen9 um unabhängig von der Drehzahl des Ringrotors eine im wesentlichen gleichbleibende
Anpreßkraft der Werkzeuge sicherzustellen, doch war hierdurch kein statischer Gewichtsausgleich
gegeben, welcher zur Erzielung gleichförmiger Zustellkräfte unabhängig von der Drehstellung
des Ringrotors erforderlich ist.
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Die Drehachse jedes Fräsers kann zur Drehachse des Rotors parallel
verlaufen und auch parallel zur Lagerachse des doppelarmigen Hebels sowie zur Drehachse
des Antriebsmotors orientiert sein. Vorzugsweise aber schneidet die Drehachse jedes
Fräsers die Rotordrehachse unter spitzem Winkel und verläuft parallel zur Lagerachse
des doppelarmigen Hebels sowie zur Motordrehachse, so daß die beiden letztgenannten
Drehachsen zur Rotordrehachse einen windschiefen Verlauf aufweisen.
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Jedenfalls ist dafür Sorge getragen, daß sich die Drehachse jedes
Fräsers relativ zum Ringrotor bei Verschwenkung des doppelarmigen Hebels in einer
Fläche bewegt, welche sich im Bereich des Stammquerschnittes an eine durch die Rotordrehachse
gelegte Ebene im wesentlichen anschmiegt oder im wesentlichen in dieser Ebene liegt.
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Ist jeder Fräser an dem im benachbarten Hebelende unmittelbar gelagert,
so bewegt sich die Fräserdrehachse selbstverständlich auf einem Zylindermantel,
dessen Radius durch entsprechende Wahl der Länge des den Fräser tragenden Hebelarmes
gro genug gewählt ist, um die zuvor definierte Bedingung zu erfüllen, wobei es jedoch
nur zu einer Anschmiegung der Zylindermantelfläche an die Axialebene im Bereiche
der Stammquerschnitte der zu erwartenden Größe kommen kann.
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Ist aber jeder Fräser an dem im naheliegenden Ende des doppelarmigen
Hebels wiederum über einen Lenker gelagert, der über eine Parallelführung mit dem
Rotor gekuppelt ist, so kann beim Verschwenken des doppelarmigen Hebels eine weitgehende
Annäherung der Bedingung erreicht werden, daß sich die Fräserachse in einer relativ
zum Rotor gleichbleibenden Axialebene durch die Rotordrehachse bewegt.
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Die Verwendung des Antriebsmotors für den statischen Gewichtsausgleich
hat den Vorteil, daß nicht zusätzliche Massen von Gegengewichten auf dem Rotor installiert
werden müssen.
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Im übrigen bilden zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen
Gegenstand der anliegenden Ansprüche, deren Inhalt hierdurch ausdrücklich zum Bestandteil
der Beschreibung gemacht wird, ohne den Wortlaut an dieser Stelle nochmals im einzelnen
zu wiederholen. Einige Ausführungsformen werden nunmehr unter Bezugnahme auf die
Zeichnung näher erläutert. Es stellen dar: Fig. 1 eine perspektivische, schematische
Ansicht einer Maschine zum Reduzieren von Stammholz und Fig. 2 perspektivische,
schematische Abbildungen und 3 von gegenüber Figur 1 abgewandelten Ausführungsformen.
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In Figur 1 ist ein Baumstamm mit 1 bezeichnet. Der Stamm ist auf Keilwalzen
2 abgestützt und wird durch in der Zeichnung nicht gezeigte Antriebsmittel in Richtung
des Pfeiles 3 axial verschoben. Den Baumstamm 1 umgibt ein Ringrotor 4, in welchem
mehrere, mit dem Rotor umlaufende Fräswerkzeuge 5 montiert sind.
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Die Fräswerkzeuge enthalten jeweils eine Werkzeughalterung 6 und einen
daran gelagerten Fräser 7. Die Fräser 7 bearbeiten
den Baumstamm
i auf eine Schnittiefe9 welche durch mit der Werkzeughalterung 6 zusammenwirkende
Leitkufen 8 bestimmt wird. Die Leitkufen 8 tasten einen bestimmten Ausgangs-Bezugsquerschnitt
9 des zu bearbeitenden Baumstammes 1 ab und bewirken eine solche Einstellung dwr
Schnittiefe der Fräser 7, daß der Bezugsquer# schnitt 9 gleichbleibend bis zum Stammende
hergestellt wird, so daß die Fräser 7 beispielsweise ein verdicktes Stammende 10
abfräsen und auf den Querschnitt entsprechend dem Ausgangs-Bezugsquerschnitt 9 bringen.
Es sei bemerkt, daß der Ausgangs-Bezugsquerschnitt 9 nicht notwendigerweise ein
Kreisquerschnitt sein muß, sondern auch beispielsweise elliptisch oder dergleichen
sein kann.
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Bei der Ausführungsform nach Figur 1 verläuft die Drehachse f der
Fräser 7 parallel zur Drehachse r des Ringrotors 4 sowie auch parallel zu der Lagerungsachse
1 eines an seinem einen Ende den Fräser 7 tragenden doppelarmigen Hebel 11, welcher
an seinem von dem Fräser 7 abliegenden Ende einen Elektromotor 12 trägt, welcher
über Riemenscheiben und Keilriemen 13 bzw. 14 dem jeweiligen Fräser antnibt.
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Das Lager für den doppelarmigen Hebel 11 ist an einem Bügel 15 verankert,
welcher in Figur 1 in seiner Ausbildung selbstverständlich nur schematisch angegeben
ist und welcher an dem Ringrotor 4 befestigt ist. Schließlich greift an dem doppelarmigen
Hebel 11 ein Druckmittelantrieb 16 an, welcher zur Verschwenkung des doppelarmigen
Hebels 11 und damit zur Bewegung des Fräsers 7 gegen den Stamm hin dient. Der Druckmittelantrieb
16 ist mit seinem von dem doppelarmigen Hebel 11 abliegenden Ende in einer in der
Zeichnung nicht näher gezeigten Weise am Ringrotor verankert.
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Aus Figur 1 ist ersichtlich, daß die Drehachse m des Antriebsmotors
12 parallel zur Fräserdrehachse f und zur Lagerungsachse 1 orientiert ist. Bei entsprechender
Ausbildung der Tríebverbindung zwischen dem Antriebsmotor 12 und dem Fräser 7 kann
selbstverständlich auch ein windschiefer Verlauf der Achsen f, m und 1 vorgesehen
sein, was in bestimmten Fällen die Herstellung der Maschine vereinfacht. Dies gilt
insbesondere auch für die weiter unten beschriebenen Ausführungsformen.
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Es sei noch bemerkt, daß in Figur 1 zur Vereinfachung der Darstellung
Antriebsmittel für die axiale Verschiebung des Baumstammes 1, Angriffsmittel für
den Ringrotor 4 sowie Energiezuleitungen zu den Antriebsmotoren 12 nicht dargestellt
sind. Dem Fachmann ist jedoch die Ausbildung dieser Einzelheiten durchaus geläufig.
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Die Maschine nach Figur 1 besitzt bei einem zur Rotorachse r parallelen
Verlauf der Fräserdrehachse f Fräser 7 abgesetzter Gestalt, um am verdickten Stammende
10 in mehreren Schichten das zu entfernende Holzvolumen abzufräsen. Diese Fräsergestalt
hat den Nachteil, daß die Fräserschneidenkränze geringeren Durchmessers eine geringere
Schnittgegchwindigkeit aufweist, nachdem sie jedoch mit den Stammteilen größten
Durchmessers in Zusammenwirkung kommen, die größte Schnittleistung erbringen müssen.
Diese Schwierigkeit kann bei einer Fräserform gemäß Figur 2 vermieden werden, wobei
die einzelnen Fräser 7 hier einen kegelstumpfförmigen Teil und einen zylindrischen
Teil aufweisen.
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Die Fräserdrehachse f ist jedenfalls in der in Figur 2 gezeigten Betriebsstellung
so orientiert, daß sie die Rotordrehachse r in einem Punkt schneidet. Der von der
Leitkufe d abgetastete, durch den bearbeiteten Abschnitt des Baumstammes 1 gegebene
Zylinder im geometrischen Sinne besitzt eine gemeinsame Mantellinie mit dem kegelstumpfförmigen
Teil des Fräsers 7, so daß,
wenn die Orientierung der Fräserdrehachse
f aufrecht erhalten wird, ein Ausgangs-Beaugsquerschnitt bis zum Stammende 10 hin
durch Abfräsen en der außerhalb des Bezugsquerschnittes gelegenen Holzteile des
Baumstammer erzeugt werden kann Während bei der Ausführungsform nach Figur 1 die
Lagerungsachse 1 und die Motordrehachse m parallel zur Rotordrehachse r verlaufen,
ist bei der Ausführungsform nach Figur 2 ein windschiefer Verlauf der Achsen 1 und
m relativ zur Rotordrehachse r geben Zu diesem Zwecke ist das Lager des doppelarmigen
Hebels 11 in der aus Figur 2 ersichtlichen Weise geneigt über den Bügel 15 an dem
Ringrotor 4 befestigt.
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Den Ausführungsformen nach Figur 1 und Figur 2 ist gemeinsam, daß
bei einer Verschwenkung des doppelarmigen Hebels 11 um die Achse 1 sich die Fräserdrehachse
f auf einer Zylindermantelfläche bewegt und folglich der Abstand zwischen den Achsen
f und 1 verhältnismäßig groß gezählt werden muß, um die Bedingung zu erfüllen, daß
bei einer Verschenkung des Hebels sich die Fläche, in der sich die achse f bewegt,
im Bereich des Stammquerschnittes eng an eine relativ zum Rotor unbewegliche Axialebene
durch die Rotorachse anschmiegt.
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Nun muß gleichzeitig der Abstand zwischen den Achsen 1 und m unter
beachtung der jeweiligen Gewichte des Fräsers f und des Motors 12 so gewählt werden,
daß sich ein statischer Gewichtsausgleich mit Bezug auf die Lagerungsachse 1 ergibt.
Dies kann mit dem soeben Gesagten dazu führen, daß auch der Abstand zwischen den
Achsen 1 und m grob gewählt werden muß und sich möglicherweise Schwierigkeiten bei
der Unterbringung der gesamten Werkzeughalterung innerhalb des Ringrotors 4 ergeben.
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Die soeben angedeuteten, sich allerdings nur in bestimmten Fällen
ergebenden Schwierigkeiten werden bei einer Ausführungsform
gemäß
Fi, gur 3 vermieden. Während bei der Ausführungsform nach Figur 2 jeder Fräser 7
jeweils unmittelbar an dem im naheliegenden Ende des doppelarmigen Hebels 11 gelagert
ist, trägt das betreffende Ende des doppelarmigen Hebels 11 bei. der Ausführungsform
nach Figur 3 wiederum einen Lenker 17 und an diesem wiederuf rist der Fräser 7 gelagert.
Der Lenker 17 ist über eine Parallellenkeranordnung 18 in der ohne weiteres aus
Figur 3 ersichtlichen Weise parallelgeführt, wobei die Parallellenkeranordnung 18
an einer mit dem Rotor 4 fest verbundenen Lagerstelle 19 verankert ist. Wird der
doppelarmige Hebel 11 relativ zum Ringrotor 4 um die Achse 1 verschwenkt, so wird,
relativ zum Ringrotor 4 der Lenker 17 parallel zu sich selbst bewegt.
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Hat die Fräserachse f in einer bestimmten Stellung die Rotordrehachse
r in einem Punkt geschnitten, so wird nun bei einer Verschweikung des doppelarmigen
Hebels 11 in recht guter Annäherung die Bedingung erfüllt, daß sich die Fräserdrehachse
f in einer relativ zum Ringrotor unveränderlichen Axialebene durch die Rotordrehachse
r bewegt. Der Abstand zwischen den Achsen f und 1 ist also bei dieser Konstruktion
nicht mehr so bedeutsam wie bei den Ausführungsformen nach den Figuren 1 und 2.
Aus diesem Grunde ist es auch möglich, mit kürzeren Hebelarmen für den statischen
Gewichtsausgleich zwischen dem Fräser 7 und dem Motor 12 auszulcommen.
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Es sei bemerkt, daß in Figur 3 zur Vereinfachung der Darstellung ein
dem Druckmittelantrieb 16 der zuvor beschriebenen Ausführungsformen entsprechender
Antrieb nicht gezeigt ist, daß jedoch selbstverständlich ein derartiger Antrieb
auch bei der Ausführungsform nach Figur 3 für jede Werkzeughalterung vorgesehen
ist.
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Die Keilrjemen-Riemenscheiben-Triebverbindung zwischen dem Motor 12
und dem Fräser 7 ist bei der Ausführungsform nach Figur 3
im Winkel
um das Gelenk zwischen dem doppelarmigen Hebel 11 und dem Lenker 7 geführt, wobei
in der Gelenkachse zu diesem Zwecke eine weitere Riemenscheibenanordnung vorgesehen
wird.
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Anstelle der Parallellenkeranordnung 18 kann die Parallelführung des
Lenkers 17 auch durch andere Mittel geschehen, etwa durch am Lenker 17 einerseits
und am Rotor 4 andererseits befestigte Kettenräder und eine zugehörige Koppelkette
oder aber durch eine Zahnradreihe mit einem am Lenker 17 befestigten Zahnrad oder
Zahnsegment, einem am Ringrotor 4 befestigten Zahnrad oder Zahnsegment und dazwischenliegenden,
am doppelarmigen Hebel 11 gelagerten Koppelzahnrädern oder -zahnsegmenten.
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L e e r se i t e