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Die Erfindung betrifft eine Zerspanungsmaschine für die ontinu-
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ierliche Produktion von Flachspänen vorbestimmter Abmessungen aus
Holz mit einem Messerwellensystem, bestehend aus einer Holzzuführeinrichtung mit
Trennvorrichtung zum Abl.ngen von Baumst.mmen auf die Breite der Messerwelle, einer
Spinetransporteinrichtung, einer Messerwelle mit Gegenmesser und mit Antrieben für
die Messerielle und die Holzzuführ- bzw. Spcinetransporkeinricntung, wobei die Messerwelle
mit Mitteln für die Aufnahme der gleichmäßig auf dem Umfang der Welle verteilt angeordneten
Zerspanermesser und die Ableitung.der erzeugten Späne in die Spänetransporteinrichtung
ausgestattet ist.
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Maschinen dieser Art sind unter der Bezeichnung "Meterholzzerspaner
im Markt bekannt. Die Ablängung des zu verarbeitenden Holzstammes wird in den meisten
Fällen schon im Wald vorgenommen. Ablängelnrichtungen an der Zerspanungsmaschine
sind keine integralen Bestandteile bekannter Anlagen. Zum Ablängen des Holzes werden
Sägeblätter verwandt, so daß Sägemehl anfällt, das bei der Spsnplattenherstellung
unerwünscht ist. Holz, welches in Sägemehl verwandelt wird, geht dem Produktionskreislauf
verloren.
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In bekannten Maschinen werden fiir die Befestigung der Zerspanermesser
auf dem Umfang der Messerwelle Klemmsysteme mit Messerhaltern und Fliehkeilen verwandt.
Da die Fliehkeile Bestandteile der Wellenoberfläche sind und außerdem noch die SpanablOuRbahn
bestimmen, unterliegen sie drei unterschiedlichen Passungsanforderungen - nämlich
bei der Klemmung der Zerspanermesser, bei der Bildung der Wellenoberfläche und bei
der Formgebung der Spanablauffläche -, die nicht gleichzeitig erfüllbar sind. Außerdem
werden bei Spantaschenverstopfungen die Fliehkeile unbeabsichtigt zurückgedrückt,
so daß die Zerspanermesser freikommen, was gefhrl1.che Folgen haben kann. Maschinenkonstruktionen
dieser Art müssen daher verworfen werden.
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Ferner wirkt sich die Anzahl der sich addierenden Passungstoleranzen
nachteilig auf die genaue Einstellbarkeit eines Messervorstandes aus, welcher ein
Parameter für die Spandicke ist. Die Vernachlässigung dieser Einflußgrößen gepaart
mit mangeNlnder Hundlaufgenauigkeit der Messerwelle behindern die Herstellbarkeit
in Qualitatsspans von bestimmter Dicke, wobei Qualitötsspandicke als statistischer
Mittelwert über einer Abweichungstoleranz
definiert ist.
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Die Art nd Weise der Erzeugung von Flachspänen aus Holz von bestimmter
Feuchte ist ein offenes System vom gerillten Baumstamm bis zum Sponetransport in
den Spänebunker. Sie beeinflußt daher oen Energieaufwand für die nachfolgende Spänetrocknung
Weiterhin ist die Beschaffenheit der Spanoberfläche nach Größe und Rauhigkeit neben
zerspanungsgeometrischen Parametern einer Messerwelle abhängig von der Holzfeuchte,
was nach der Spänetrocknung einen Einfluß auf den Leimanspruch bei der Spanplattenherstellung
hat.
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Bei der Beeinflussung der Spanoberfläche durch die zerspanungsgeometrischen
Parameter wird der Messerschärfe eine zu geringe Bedeutung beigemessen, da in der
Praxis wegen des zeitaufwendigen Messerwechsels die Schneidenschärfe zu weit heruntergefahren
wird, statt die Messer rechtzeitig zu wechseln, um eine glatte Spanoberfläche bei
den erzeugten Spänen zugunsten einer Minimierung des Leimanspruchs zu erhalten.
Ferner liegt der Energiebedarf für eine Zerspanung mit abgestumpften Messerschneidkanten
erheblich höher.
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Neben dem Einfluß, den die Spanqualität auf den Leim- und Energinbedarf
ausübt, ist die Zerspanungsleistung ein wichtiger Parameter, er die Herstellkosten
der Spanplatten entscheidend mitbestimmt. Es ist von großem Nachteil, wenn durch
den Messerwechsel in einer Zerspanungsmaschine erhebliche Stillstandzeiten inkaufgenommen
werden müssen.
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Dar Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zwecks Minimierung der tierstellkost,en
von Spanplatten aus Holzspänen die Produktion von Flachspänen mit Hilfe einer Zerspanungsmaschine
zu rationalisieren, die sowohl die Spanqualität als auch die spezifische Maschinenleistung
verbessert, indem die aufgezeigten Parameter der FlaehspanDrod.llktion günstig beeinflußt
werden.
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L Lösung dieser Aufgabe wird dem offenen System der eigentlichen Sp.nerz-ellfrung
vom zagef.ihrten Baumstamm bis zum gebunkerten Helzspan ein zweites offenes System
für die Erzeugung in definierten Grenzen stets exakt arbeitsscharfer Zerspanermesserschneidkanten
dadurch
überlagert, daß ne mit Zerspanermessern und Spanbrechern von der Länge der zu erzeugenden
Späne bestückte, in Blöcken zusammengesette Trennscheibe in der Querzuführung des
Holzes, die lastgesteuert angetrieben die zu zerspanenden Holzstämme auf ganze Vielfache
der gewünschten Spanlängen ablängt, wobei die bei der Trennzerspanung anfallende
Spanmenge die gleiche Spandicke aufweist wie die bei der Hauptzerspanung und vor
dem Beipaß mit in den Spänetransport eingeleitet wird, - zwei aus Messerblöcken
mit Zerspanermessern und Spanbrechern zusammengesetzte, um vertikale Achsen beiderseits
der Zerspanungsposition senkrecht zur Messerwellenachse auf getrennten Fundamenten
schwenkbar gelagerte, lastgesteuerte und unabhängig voneinander direkt angetriebene
Messerwellen, deren Breite der Länge des querzugeführten Holzes entspricht und deren
Hauptlager teilbar und nach den Schwenkbewegungen jeweils verblockt sind, - ein
reversier- und verschiebbares Wechselsystemmodul mit integrierten, auswechselbaren
Schleifeinheiten sowie Manipulationsmitteln in den Wirkrichtungen der Befestigungselemente
zur übernahme der Messerblocks und zum Lösen, Verschieben und Spannen der Zerspanermesser
und Spanbrecher, das sich jeweils in Opposition zu einer Messerwelle befindet, wobei
mindestens ein Wsserblock der Messerwelle in gleicher Lage wie die Ttbernahme position
des Wechselsystemmoduls steht und die Schleifeinheiten des Moduls sich jeweils in
Schleifposition auf der Messerwelle abstützen, während die andere Messerwelle jeweils
im Zerspanungseingriff mit dem genau abgelängten Holz ist, und - ein Beipaß mit
Spandickenmeßeinrichtung in der Spänetransportbahn zur fortlauSenden-Kontrolle und
Regelung der Holzvorschubgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Messerwellendrehzahl
und zur Ansteuerung des Wechselsystemmoduls, wobei die Nachschleiftiefe in der Freifläche
der Zerspanermesser durch die Voreinstellung des Manipulators bestimmt und der Messervorstand
nach dem Scharfschliff für jeden Messerblock auf dem Umfang der Messer.-el' e gleich
groß ist, in der Zerspanungsmaschine angeordnet sind.
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Die Anordnung der genannten Maschinenelemente bewirkt eine Sur)erposition
der beiden offenen Systeme mit dem Ziel, die '>ontinuinriiche
Produktion
nur noch fUr extrem kurze Zeit zu unterbrechen, die für das Aus- und Einschwenken
der Messerwellen benötigt wird. Es befindet sich stets nur eine Messerwelle mit
arbeitsscharfen Zerspanermessern im Eingriff mit dem querzugeführten Holz, welches
zuvor auf die genaue Längensumme der zu erzeugenden Flachspäne abgelangt worden
ist, wobei die aus dem Trennschnitt stammenden Flachspäne ebenfalls gleiche Länge
und Dicke aufweisen die diejenigen aus der Hauptzerspanung und daher mit In den
Spänetransport eingeschleust werden können. Dies bedeutet eine vollständige Ausnutzung
des Stammholzes.
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Da die Zerstanermesser in der Messerwelle scharfgeschliffen werden,
haben alle Messerschneidkanten einen exakt gleichen Messervorstand über der Wellenoberflache,
was sich bei Schrägsehnittmesser-ellen mit Doppelschneidenmessern selbstverständlich
nur auf die Schneidkantenlinie bezieht, die der Wellenoberfläche am nächsten liegt
Der Nachschliff des Gegenmessers ist mit einbezegen, was ir eine bestimmte Spandicke
einen konstanten Schneidspalt bedeutet.
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itt Zusammenwirken mit einem geregelten Vorschub für das quer zugeführte
Holz vorbestimmter Längenabmessung wird ein Flachspan von bisher unerreichter Qualität
sowohl in Bezug auf seine Lange und ice als auch hinsichtlich seiner Oberflächengüte
erzeugt.
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Da gemeinsam mit dem gleichmäßigen Messervorstand der Spanbrecherrückstand
eingestellt ist, erhält man auch eine konstante Flachs .nbrelte von bisher unerreichter
Qualität Die Möglichkeit, die Messerwellen mit ihren Antrieben zusammen in der Zerspanungsmaschine
auswuchten zu können, gew-thrleistet auch einen dynamisch gleichen Messervorstand.
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Da die Zerspanermesser stets nur arbeitsscharf unter einem optiwierten
Spanwinkel mit dem geregelt zugeführten Holz im Eingriff sind, unterbleibt eine
unzulässige, Antriebsenergie verzehrende s.rE rmung der Messerwellen durch Reibung
des Holzes an den Messerschneidkanten und auf der Wellenoberfläche. Die Stromaufnahme
der Antriebsmotoren der Messerwellen ist geringer, was durch Stenerimpulse für den
Holzvorschub überwacht wird, die durch Mesder de. erzeugten Flachspandicke im Beipaß
des Spänetransports abgeleitet werden.
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Wegen der geringen Abstumpfung, die an den Zerspanermessern zugelassen
wird, ergibt sich eine erhöhte Anzahl von Nachsohliffen bezogen auf eine gegebene
Messerbreite. Dies bedeutet eine wirtschaftlichere Ausnutzung der Zerspanermesser
und eine Senkung der Messerkosten bezogen auf die Menge erzeugter Späne pro Zerspanermesser.
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Das Temperaturniveau der Messerwellen wird bei verringerter Holz/Wellenreibung
auch noch dadurch gesenkt, daß sich jeweils nur eine Messerwelle im Eingriff mit
dem Holz befindet, während die andere Zeit zur Abkühlung hat.
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Durch die besondere Art der Messerwellenlagerung, unabhängig voneinander
verblockt und auf getrennten Fundamenten aufgestellt, wird höchste Vibrationsfreiheit
erreicht, was sich sowohl günstig auf die Zerspanung als auch auf den Scharfschliff
der Zerspanermesser auswirkt.
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Das Schwenken der Messerwellen benötigt nur geringe Antriebsenergele,
da die Bewegungen in der Ebene stattfinden.
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Die Antriebsmotoren dienen gleichzeitig im Schrittschaltverfahren
als Manipulatorantriebe beim Wechsel der Messerblocks zur Voreinstellung des Messervorstandes
im Wechselsystemmodul.
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Bei Ausfall einer Messerwelleneinheit, z.B. durch Betriebsstörung,
kann ein Notbetrieb mit der anderen Einheit aufrechterhalten werden.
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Die Anordnung unterschiedlicher Schleifeinheiten dient der Anpassung
des Schärfschliffarbeitsganges an den Zerspanermesserwerkstoff.
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Die Nachschleifbarkeit der Spanbrecher gewährleistet eine entsprechend
lange Lebensdauer im Verhältnis zur Lebensdauer der Zerspanermesser, was die Wirtschaftlichkeit
dieses Systemelements günstig beeinflußt.
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Die Justierung der Zerspanermesser und Spanbrecher mit Hilfe des Wechselsystemmoduls
ermöglicht die Vollautomation der Zerspanungsmaschine, was sich günstig auf die
Herstellkosten der Flachspäne auswirkt.
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Die Ablängung der Holzstämme auf ein Maß für die Querzuführung des
Holzes, das der Summe der zu erzeugenden Spanlangen entspricht,
gewährleistet
die größtmögliche Menge gleich langer Flachspäne und die Minimierung des Feinguts.
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Die Figuren erläutern die prinzipielle Anordnung der Bauelemente der
Zerspanungsmaschine.
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Figur 1 zeigt die Draufsicht. Messerwellel und Messerwelle 2 können
wechselweise in die Zerspanungsposition 7 am Ende der Holzquerzuführung 8 des abgesägten
Stabholzes 9 geschwenkt werden. Die Trennscheibe 10 besorgt die Ablängung des Holzstammes
11.
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Wechselsystemmodul 6 befindet sich in Opposition 5 mit Messerwelle
2 und ist reversier- und verschiebbar gestaltet für die Opposition mit Messerwelle
1 Figur 2 zeigt die Seitenansicht eines Messerwellenausschnitts mit Messerblöcken
12j die iiber das Wechselsystemmodul 6 aus der Messerwelle entfernt bzw. wieder
eingesetzt werden können. Im Modul sind die Mittel untergebracht, die die Justierung
der Zerspanermesser 15 bzw Spanbrecher 14 in Wirkrichtung 4 und die Klemmung dieser
Elemente in Wirkrichtung 5 zulassen. Ferner ist gezeigt, wie die Schleifeinheit
15 sich auf der Messerwellenoberfläche abstützt, wenn die Zerspanermesser scharfgeschliffen
were den.
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In den Darstellungen der Figuren 1 und 2 ist angedeutet, daß sowohl
eragschnitt- als auch Schrägschnittmesserwellen eingesetzt werfen können. Insbesondere
geht aus Figur 2 hervor, daß es sich bei den Zerspanermessern 13 um Doppeischneidenmesser
handelt.
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