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Schälmaschine
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schälmaschine gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Bei Schälmaschinen der vorgenannten Art ist das Problem der Messerverstellung
während des Laufs der Hohlwelle noch nicht zufriedenstellend gelöst. Die Radialkräfte
an den Messerhaltern (das sind Schnittkräfte und Fliehkräfte) gegen die die Verstellung
erfolgen muß, sind so groß, daß die daraus resultierenden Drehmomente stark untersetzt
werden müssen.
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Bei einer bekannten Schälmaschine, (DE-PS 17 52 341) ist zur Übersetzung
der Bewegung der Schälmesser für jedes Messer ein Schneckengetriebe, kombiniert
mit einem Differentialgewinde, vorgesehen. Diese Lösung ist baulich aufwendig. Es
ist dort eine Vielzahl von Getrieben erforderlich. Die Beherrschung der dynamischen
Kräfte dieser rotierenden Massen ist theoretisch und praktisch schwierig. Die Getriebe
sind, wie die Schälmesser selbst, an einer Stirnseite der Hohlwelle, d.h.
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abkragend und außerhalb der Radial-Lager angeordnet, wodurch der Abstand
des einlaufseitigen Radiallagers von der Schnittebene groß wird.
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Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die getriebliche
Übersetzung der Messerverstellung so auszubilden, daß der bauliche Aufwand gering
wird, die Steifigkeit der HohlwelleX#erbessert wird und eine hohe Drehzahl derselben
möglich wird.
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Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden
Teil von Anspruch 1 widergegeben. Dadurch erhält das Getriebe radial auf die Hohlwelle
bezogen, eine minimale Baugröße. Bei einer Anordnung des Getriebes zwischen den
Radiallagern der Hohlwelle, wird -5-und die des Mechanismus zur Verstellung der
Messer
der abkragende stirnseitige Abschnitt der Hohlwelle, an dem
der Messerkopf sitzt, verkürzt. x) Vorzugsweise ist eine Ausgestaltung der Erfindung
nach Anspruch 2 vorgesehen. Wegen der zu fordernden großen Untersetzung, bei der
dann das Planetenrad fast so groß ist wie das Sonnenrad, wurde diese Art von Getriebe
ausgewählt, da Sonnenrad und Planetenrad ringförmig um die Hohlwelle gelegt werden
können.
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Das Merkmal von Anspruch 3 erlaubt es, das Sonnenrad punktsymmetrisch
zur Hohlwellendrehachse auszubilden, so daß dadurch keine Unwuchten entstehen können.
Das oval aufgespannte Planetenrad paßt an seinen Stellen größten Durchmessers genau
in das Sonnenrad hinein.
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An den Stellen kleinsten Durchmessers sind die Zähne von Planetenrad
und Sonnenrad außer Eingriff.
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Alternativ kann das Planetenrad entsprechend Anspruch 4 ausgebildet
sein. Anstelle der elastischen Verformung des Sonnenrades wird nach dieser Ausgestaltung
der Erfindung eine Unwucht durch die paarweise Anordnung von Planetenrädern vermieden.
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Bei der bevorzugt vorgesehenen Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch
5 ergibt sich die Vereinfachung, daß die Drehachse der Verstellschräge für die Messerhalter
und die Drehachse des zugehörigen Sonnenrades zusammenfallen und somit die erforderliche
Verbindung zwischen beiden einfach hergestellt werden kann.
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Die Getriebe selbst sind zumindest teilweise bekannt, vergleiche z.
B. DE-PS 1135 259. Hierfür wird kein selbstständiger Schutz angestrebt.
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x) Alternativ ist das Untersetzungsgetriebe vor den Hohlwellenlagern
, direkt am Messerkopf vorgesehen. Dadurch erübrigt sich die Übertragung der hohen
Verstellkräfte durch das vordere Hohlwellenlager. Der Verstellmechanismus wird steifer.
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Die Zugänglichkeit zu der Messerverstellung wird verbessert.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Schälmaschine schematisch im Längsschnitt Fig.
2 eine Schälmaschine nach Fig. 1 im Querschnitt gemäß Linie II-II Fig. 3 eine Schälmaschine
entsprechend Fig. 1 mit einem anderen Getriebe Fig. 4 die Schälmaschine nach Fig.
3 im Querschnitt gemäß Linie IV...IV Fig. 5 eine Stirnansicht des Messerkopfes ohne
Messerhalter.
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Figur 1 zeigt eine Schälmaschine 1, in der die Stange 2 von den Treib-
und Führungsrollen 22, 23 einlaufseitig und von den Rollen 24, 25 auslaufseitig
entsprechend ihrer Längsachse in der Zeichnung von links nach rechts vorbewegt,
drehfest gehalten und dabei von den Schälmessern 7 und 8 drehgeschält wird. Die
Schälmesser sind in Halter 20 eingespannt, die im rotierenden Messerkopf 6 radial
verstellbar sind. Der Messerkopf ist stirnseitig an der Hohlwelle 5 angeordnet,
die in Radiallagern 3, 4 im Maschinengestell 26 drehbar gelagert ist.
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Die Hohlwelle 5 wird über einen Zahnriemen 37 von einem nicht dargestellten
Motor angetrieben.
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Die Messerhalter 20 mit den daran befestigten Schälmessern 7, 8 sind
während des Laufs der Hohlwelle verstellbar. Die Verstellung der Schälmesser erfolgt
durch eine Relativdrehung zwischen dem starr mit der Hohlwelle verbundenen Messerkopf
6 in dem die Schälmesserhalter 20 in Ausnehmungen 59 radial geführt sind und einer
drehbaren Scheibe 21 in die, entsprechend der Zahl der
Schälmesser,spiralförmige
Verstellschrägen 10,11,12,13 eingearbeitet sind. In diese als spiralförmige Nuten
ausgebildeten Verstellschrägen greift je ein an den Messerhaltern rückwärtig angeformter
Zapfen 54, 55 ein.
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Bei einer Relativdrehung zwischen der Scheibe 21 und dem mit der Hohlwelle
starr verbundenen Messerkopf 6 verschieben sich die Messer radial und verändern
so den Fertigdurchmesser der Stange 2. Diese Relativdrehung wird bei dem Ausführungsbeispiel
nach den Figuren 1 und 2 durch den Überwurf 49, durch die abgesetzte Hülse 48, die
ein 2. Sonnenrad darstellt, durch ein elastisch verformbares außenverzahntes Planetenrad
15, durch eine Buchse 9 mit einem ovalen Ringbund 52 (vergleiche Fig. 2), durch
Zahnräder 28, 29, die in Lagern 30, 31 drehbar im Maschinengestell aufgenommen sind
und schließlich durch einen mit den Zahnrädern umlaufenden Elektromotor 32, erzielt.
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Der Motor ist über Schleifringe 33 und Abnehmer 34 von einem nicht
dargestellten Schaltpult der Schälmaschine aus steuerbar. Solange die Messer nicht
verstellt werden, laufen die Zahnräder 28, 29 mit gleicher Drehgeschwindigkeit um,
d.h., der umlaufende Motor 32 ist stromlos bzw. gebremst.
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Wenn die Schälmesser verstellt werden sollen, werden die Zahnräder
28, 29 durch den Motor 32 relativ zueinander verdreht. Das führt zu einer Drehung
der Buchse 9 auf der Hohlwelle 5. Auf dem oval ausgebildeten Ringbund 52 läuft ein
Kranz von Wälzkörpern 50 um. Um diese Wälzkörper ist ein elastisch oval verformter
Zahnring, der die Funktion eines Planetenrades 15 hat, gelegt. Dieser Zahnring greift
sowohl in die Innenverzahnung 57 des überwurf 49 als auch
in die
Innenverzahnung 58 der Hülse 48 ein. Die beiden auf dem Überwurf 49 und auf der
Hülse 48 ausgebildeten Innenverzahnungen 57, 58, haben bei gleichem Modul und gleichem
Teilkreis-# eine dem Untersetzungsverhältnis entsprechende verschiedene Zähnezahl.
Das Untersetzungsverhältnis kann z. B. 1:100 sein. Wenn die Zähnezahlen der Verzahnungen
57, 58 z. B. 198 und 200 betragen und die Zähnezahl des Planetenrades 198 beträgt,
so verdrehen sich die Scheibe 21, die mit der Hülse 48 verbunden ist, und der mit
dem Messerkopf starr verbundene Überwurf 49 um 1/100 Umdrehung gegeneinander.
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Durch diese Verdrehung der Scheibe 21 gegenüber dem Messerkopf 6 verschieben
sich alle Schälmesser gleichmäßig auf die Stange 2 zu bzw. von dieser weg.
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Die besonderen baulichen Vorteile des Getriebes 14 ergeben sich aus
dessen Ausbildung als Planetengetriebe, Das Vermeiden von Unwuchten wurde dadurch
möglich, daß das Getriebe um die Hohlwelle gelegt wurde und diese konzentrisch einschließt.
Zudem konnte durch diese Maßnahmen die Baugröße des Getriebes, gemessen als maximaler
radialer Abstand von der Dreh- und Längsachse 53 der Hohlwelle 5, sehr klein gehalten
werden. Dadurch sind hohe Drehzahlen möglich. Durch die konzentrische Anordnung
der Scheibe 21 und der abgesetzten Hülse 48 ist es auf einfache Weise möglich, die
Drehbewegung für die Messerverstellung von dem Getriebe 14, auf die Scheibe 21 zu
übertragen. Weiterhin ist es dadurch möglich, das Getriebe 14 zwischen den beiden
Radiallagern 3 u. 4 anzuordnen und dadurch den Abstand der Schnittebene von dem
vorderen Radiallager 3 minimal zu gestalten und somit die Steifigkeit der Hohlwelle
deutlich zu erhöhen.
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Die Schälmaschine gen. Fig. 3 unterscheidet sich von der nach Fig.
1 durch das Untersetzungsgetriebe 56. Die Erfindung kann danach auch durch ein anderes
Planetengetriebe ausgeführt werden. Die entstehende Unwucht des als Ring 17 ausgebildeten
Planetenrades, wird durch die Unwucht des mit gleichgroßer, entgegengesetzter Exzentrität
angeordneten als Planetenrad ausgebildeten Ringes 16 kompensiert.
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Die Ringe 16 und 17 haben Außenverzahnungen 41, 42, die mit der Innenverzahnung
40 des als Sonnenrad ausgebildeten überwurf 39 im Eingriff stehen. Wird die Buchse
18 gedreht, so wälzen sich die Ringe 16 und 17 durch die exzentrischen Bunde 44,
45 auf derselben in dem als Sonnenrad ausgebildeten überwurf 39 ab. Die daraus resultierende
Eigendrehung der Ringe 16, 17 wird von als Stiften ausgebildeten Stirnmitnehmern
19, die in Bohrungen 46, 47 der Ringe 16, 17 eingreifen, über die Stirnplatte 43
auf die als Sonnenrad ausgebildete Hülse 38 und auf die Scheibe 21 mit den spiralförmigen
Verstellschrägen 10 bis 13 übertragen. Auch dieses Getriebe ist zwischen den Radiallagern
3 und 4, in denen die Hohlwelle 5 im Maschinengestell 27 gelagert ist, aufgenommen
und durch eine Hülse mit der Scheibe 21 verbunden.
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Die Verbindung mit der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Schälmaschine
angeführten Vorteile treffen auf die hier zuletzt beschriebene Maschine gleichermaßen
zu.