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Zerspanungsmaschine für Stamm- und Restholz
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Die Erfindung betrifft eine Zerspanungsmaschine für Stamm- und Restholz
zur unmittelbaren Erzeugung von Flachspänen, Strands und Wafers aus nicht abgelängtem
Rundholz, Scheitholz oder Schwarten mit den im Gattungsteil des Hauptanspruchs umrissenen
konstruktiven Merkmalen Bei einer solchen aus der DE-PS 1 300 230 bekannten Zerspanungsmaschine
wird das Zerspanungsaggregat, das aus einem stirnseitig offenen Gehäuse um eine
waagerechte Achse rotierenden topfförmigen Messerrotor besteht, vor der Ausmündung
einer mit einer Vorschubeinrichtung sowie mit Andrückelementen versehenen Zufuhrrinne
auf- und abbewegt, wobei der Arbeitshub aufwärts gerichtet ist. Im Innern des Messerrotors
ist ein am Gehäuse befestigter, mit parallelen vertikalen Seitenwänden gebildeter
Schneidraum vorgesehen, in den ein als bewegliches Preßelement und feststellbare
Gegenlage wirkender Druckschuh hineinragt und den von der Zufuhrrinne abschnittsweise
in den Schneidraum eingeschobenen Holzstapel zunächst zusammendrücken und dann während
des Arbeitshubes festhalten soll. Zur Begrenzung des Arbeitshubes ist die Schubstange
des Druckschuhes mit einem Anschlag versehen, der mit einem am Gehäuse befindlichen
Endschalter zusammenwirkt. Der Druckschuh ist auf seiner wirksamen Seite entsprechend
dem Innenumfang
des Messerrotors gewölbt und in mehrere, je für
sich wirksame Drucksegmente aufgeteilt.
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Mit dieser Zerspanungsmaschine sollten, wie der Beschreibungseinleitung
der DE-PS 1 300 230 zu entnehmen ist, Nachteile behoben werden, die einer seinerzeit
bereits bekannten gattungsgleichen Zerspanungsmaschine anhafteten, bei der das Zerspanungsaggregat
in waagerechter Richtung vor der Ausmündung der Holzzufuhrrinne hin- und herbewegt
wird, wobei während des Arbeitshubes der in der Zufuhrrinne eingeklemmte Holzstapel
gegen einen darin aufrechtstehenden Anschlag gedrückt wird.
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Mit der in der DE-PS 1 300 230 vorgeschlagenen Verlegung des Anschlages
bzw. der Gegenlage von der Zufuhrrinne in das Innere des Messerrotors hinein, wurden
zwar die Andrückverhältnisse in der Zerspanungszone verbessert, doch reichte diese
konstruktive Maßnahme offenbar nicht aus, um quanitativ und qualitativ in Leistungsbereiche
vorzustoßen, die es diesem Zerspanungsprinzip ermöglicht hätten, sich auf dem Markt
gegen die für die Langholzzerspanung bewährten Messerwellen-Zerspaner erfolgreich
durchzusetzen.
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Dabei sind die betrieblichen und wirtschaftlichen Vorteile, die die
Zerspanung von Langholz im Innern eines Messerrotors zu bieten hat, aufgrund der
mit Messerringen bei der Hackschnitzelzerspanung gemachten guten Erfahrungen der
Fachwelt seit langem bekannt. Diese gattungsspezifischen Vorteilhaftigkeiten sind
nicht allein in der homogenen Spanqualität infolge der kalibrierenden Wirkung der
Durchlaßspalte zu sehen,
sondern bestehen vor allem auch darin,
daß sich diese hohe Spanqualität durch rasches und wirkungsvolles Ausschalten von
Verschleißeinflüssen unverändert beibehalten läßt, sei es durch einfaches Ausschleifen
oder Auswechseln der Verschleißteile im eingebauten Zustand, sei es durch raschen
kompletten Austausch des Messerringes gegen einen neuen oder einen überholten, so
daß die Wiederherstellung des Neuzustandes des Schneidwerkzeuges mit minimalem Aufwand
an Zeit und Kosten möglich ist. Überdies bietet der Messerring auch noch die konstruktive
Möglichkeit, ihn mit zusätzlichen Zerkleinerungselementen oder mit Ventilations-
bzw. Räumschaufeln zur Unterstützung des dadurch in beliebiger Richtung ermöglichten
Spanaustrages zu versehen. Angesichts dieser einleuchtenden Vorzüge hat es daher
seit Jahrzehnten nicht an intensiven Bemühungen der Fachwelt gefehlt, dem Messerring
bzw. Messerkorb auch die unmittelbare Langholzzerspanung zu erschließen.
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Dieser Sachverhalt ist beispielsweise belegt durch die DE-Patentschriften
841 642 und 1 012 061, die auch schon solche Innenzerspaner für nicht abgelängtes
Stammholz oder dergleichen beschreiben, bei denen jedoch der rotierende Messerkranz
ortsfest angeordnet ist und der Holzstapel im Mündungsbereich einer hin- und herbewegbaren
Zufuhrrinne durch von oben und von der Seite wirkende Druckelemente festgeklemmt
wird. Damit kann aber nur eine relativ geringe, etwa der normalen Spanlänge entsprechende
Schnittbreite beherrscht werden, was für eine wirtschaftliche Spanerzeugung völlig
unzureichend ist. Außerdem ist es damit nicht möglich, die kurzen, von den Andrückelementen
der
Zufuhrrinne nicht mehr erfaßten Stammenden oder sonstige Restabschnitte einwandfrei
zu zerspanen.
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In der US-PS 3 913 643 (= DE-OS 25 42 340) ist eine weitere Zerspanungsmaschine
mit topf- bzw. korbförmigem Messerrotor beschrieben, die für die Zerspanung von
abgelängtem, also gleichlangen und etwa auch gleichdicken Holzstücken bestimmt ist,
deren Länge der Arbeitsbreite des Messerrotors entspricht.
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Die zu zerspanenden Hölzer werden dort stapelweise in ihrer ganzen
Länge in einen innerhalb des Messerrotors angeordneten Kasten eingeschoben und anschließend
von dessen bewegbarem Boden gegen den Innenumfang des ortsfest gelagerten Messerrotors
geschoben und hierbei von dessen nach innen vorstehenden Spanmessern zerspant. Diese
bekannte Zerspanungsmaschine ist jedoch mit der erfindungsgemäßen allein schon gattungsmäßig
nicht vergleichbar, weil damit nur abgelängtes, also entsprechend vorbereitetes
Holz zerspant werden kann, nicht aber, wie bei der Erfindung gattungsbildend vorausgesetzt,
Stamm- und Restholz beliebiger Länge und Dicke, also in einem Zustand, wie es beispielsweise
bei der Holzwerbung im Walde unmittelbar anfällt. Um derartige Hölzer zu Spangut
hoher Qualität bei wirtschaftlich vertretbarem Aufwand zu verarbeiten, sind aber,
wie nachstehend dargelegt, Probleme zu bewältigen, die bei der Zerspanung von abgelängtem
Holz naturbedingt gar nicht auftreten können.
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In Anbetracht des geschilderten einschlägigen Standes der Technik
wird mit der Erfindung vorrangig das Ziel verfolgt, die eingangs beschriebene und
im Gattungsteil des Hauptanspruchs
in Bezug genommene Zerspanungsmaschine
für Stamm- und Restholz beliebiger Länge und Dicke dermaßen weiter zu entwickeln,
daß damit nicht nur eine wirtschaftlich befriedigende Mengenleistung ermöglicht
wird, sondern daß damit vor allem auch ein homogenes Spangut von gleichbleibender
hoher Qualität erzielt wird, das eine industrielle Weiterverarbeitung ohne aufwendiges
und kostenträchtiges Nachsichten gestattet. Zugleich soll hierbei auf die von der
Hackschnitzel-Zerspanung her bekannten und bewährten wartungs- und reparaturfreundlichen
Eigenarten des Messerringes, wie rasches Auswechseln des gesamten Messerringes oder
Ausschleifen seiner Innenfläche im eingebauten Zustand, nicht verzichtet werden.
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Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Realisierung dieser Ziel setzung
liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine quantitative und qualitative Leistungssteigerung
bei der in Rede stehenden Gattung von Zerspanungsmaschinen nur dann möglich ist,
wenn es gelingt, innerhalb des Messerrotors, trotz der dort beengten Raumverhältnisse,
ein Kompressionssystem unterzubringen, das den abschnittsweise in den Schneidraum
eingeschobenen Holzstapel nicht nur, wie bereits bekannt, in Richtung der Vorschubbewegung
des Zerspanungsaggregates, sondern auch quer dazu hinreichend fest zusammenzupressen
vermag, ohne hierbei -und das ist eine wesentliche weitere Bedingung - die Vorschubbewegung
des Zerspanungsaggregates zu beeinträchtigen.
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Diese beiden an sich konträren Forderungen, in deren Erfüllung sich
die eigentliche technische Aufgabe stellt, werden erfindungsgemäß
durch
die im Hauptanspruch gekennzeichneten Merkmale befriedigt.
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In der erfindungsgemäß gestalteten Kompressionskammer wird der Holzstapel
unmittelbar in der Schneidzone durch zwei quer zueinander wirkende Drucksysteme
zusammengepreßt, so daß nicht nur ein flatterfreies und unverrückbares Festklemmen
des Holzes im Zerspanungsbereich auch bei großer Schnittbreite gewährleistet ist,
sondern daß auch, was für eine gleichbleibende hohe Spanqualität von ganz entscheidender
Bedeutung ist, Endholzstücke, die von den vor der Kompressionskammer angeordneten
Andrückelementen nicht mehr erfaßt werden, bis zu ihrer restlosen Zerspanung in
ihrer ursprünglichen zerspanungsgerechten Lage festgehalten werden.
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Damit nun die hohen Andrückkräfte das relative Gleiten des Holzstapels
innerhalb der Kompressionskammer während des Arbeitshubes nicht nennenswert beeinträchtigen,
ist der Kompressionskammer eine ortsfeste Eintrittsschwelle unmittelbar vorgeordnet,
die gegenüber dem Kammerboden etwas erhöht ist und auf diese Weise die durch das
Zusammenpressen des Holzstapels verursachten Druckkräfte größtenteils aufnimmt,
so daß die Bodenplatte der Kompressionskammer anstandslos unter dem Holzstapel hinweggleiten
kann.
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Die hintere Abschlußwand der Kompressionskammer stoppt die abschnittsweisen
Einschubbewegungen des Holzstapels in die Kompressionskammer und schützt zudem die
Stirnflächen der Hölzer vor energieverzehrenden Reibungskräften und somit auch vor
spanschädigenden
Erschütterungen, die andernfalls durch die Rotation der Nabenscheibe des Messerrotors
am Holzstapel verursacht würden.
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Besonders problematisch ist die ordnungsgemäße restlose Zerspanung
von Stammenden oder sonstigen Restabschnitten, wie sie bei der Zerspanung von nicht
abgelängtem, also ungleich langem Stamm- und Restholz ständig anfallen, und zwar
um so häufiger, je kürzer die Hölzer insgesamt sind. Da diese Restabschnitte während
der Zerspanung von den vor der Kompressionskammer, insbesondere an der Zufuhrrinne
angeordneten Andrückelementen nicht mehr erfaßt werden, können sie in der Kompressionskammer
in unkontrollierbarer Weise in Lagen geraten, in denen ihre Fasern nicht mehr parallel
zu den Schneiden der Zerspanungsmesser verlaufen, was sich sowohl störend auf den
Zerspanungsvorgang als auch qualitätsmindernd für das erzeugte Spangut auswirkt.
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Ist die Lage eines solchen Restholzstückes beispielsweise so, daß
die Zerspanung entlang des Faserverlaufes erfolgt, so ergeben sich unerwünscht lange
Späne, die auch durch die kalibrierende Wirkung des Messerringes nicht eliminierbar
sind.
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Ein solcher Restabschnitt kann bei seiner Zerspanung aber auch eine
Lage einnehmen, in der die Schneidrichtung der Zerspanungsmesser senkrecht zum Faserverlauf
ist, wodurch unbrauchbares Feingut und Holzstaub erzeugt wird. Überdies bewirken
derart querIiegende Endholzstücke auch einen vorzeitigen Messerverschleiß und behindern
zudem den gleichmäßigen abschnittsweisen Einschub des Holzstapels in die Kompressionskammer,
was
deren unzureichende Füllung und damit auch eine verminderte
Mengenleistung der Zerspanungsmaschine zur Folge hat.
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Es ist daher ein weiteres, im Rahmen der Gesamtaufgabe liegendes Ziel
der Erfindung zu verhindern, daß Stammenden oder sonstige Restabschnitte in der
Kompressionskammer in Lagen geraten können, die für ihre Zerspanung ungünstig sind
und dadurch die Erzielung des erfindungsgemäß vorrangig angestrebten homogenen Spangutes
vereiteln würden.
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Diese spezielle Teilaufgabe wird durch die in den Ansprüchen 2 und
3 gekennzeichneten Maßnahmen gelöst.
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Diesen Lösungsmaßnahmen liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die geschilderten
zerspanungswidrigen Lagen von Restabschnitten zwei unterschiedliche Ursachen haben
können. Zum einen können derartige Restabschnitte beim taktweisen Einschieben des
Holzstapels vorzeitig in die Kompressionskammer fallen und dadurch bereits in eine
unkontrollierbare Lage geraten. Zum anderen kann ein solcher zerspanungswidriger
Zustand aber auch dadurch eintreten, daß die Restabschnitte im unmittelbaren Zerspanungsbereich
während des Zerspanungsvorganges nicht hinreichend festgehalten werden, so daß sie
durch die auf sie ausgeübten Schneidkräfte in ungünstige Lagen bewegt werden können.
Beide Ursachen wirken sich verständlicherweise um so stärker aus, je kürzer die
Länge solcher Endholzstücke im Verhältnis zu ihrem Durchmesser sind; wenn sie also
die Form von Scheiben haben.
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Die erste Ursache wird durch die im Anspruch 2 gekennzeichnete Maßnahme
ausgeschaltet, wonach innerhalb der Kompressionskammer eine in Achsrichtung des
Messerrotors verschiebbare Leitplatte für den Holzeinschub angeordnet ist. Diese
Leitplatte wird jedesmal, nachdem das Zerspanungsaggregat nach einem Arbeitshub
in seine Ausgangsstellung zurückgefahren ist, soweit aus der Kompressionskammer
ausgeschoben, bis sie an den Stirnflächen des in der Zufuhrrinne noch festgehaltenen
Holzstapels zur Anlage kommt. Anschließend wird dann, nachdem der Holzstapel in
der Zufuhrrinne für den nächsten abschnittsweisen Holzeinschub in die Kompressionskammer
freigegeben ist, die Leitplatte synchron mit dem Holzvorschub in ihre Ausgangsstellung
zurückgeschoben. Da hierbei die Stirnflächen der Hölzer ständig an der Leitplatte
anliegen, ist es auf diese Weise ausgeschlossen, daß Restabschnitte bereits beim
Holzeinschub in eine zerspanungswidrige Lage geraten können.
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Bezüglich dieser im Anspruch 2 gekennzeichneten Lösungsmaßnahme ist
es aus der DE-OS 33 01 922 bei Langholzzerspanern mit walzenförmigem Zerspanungswerkzeug,
also bei sogenannten Messerwellenzerspanern, bereits bekannt, in der ortsfesten
Zerspanungskammer gegenüber der Ausmündung der Holzzufuhrrinne eine dort als "verschiebbare
Prallwand" bezeichnete, in Förderrichtung der Zufuhrrinne verschiebbare Leitplatte
für den Holzeinschub vorzusehen. Damit wird zwar bei Messerwellenzerspanern auch
schon ein unkontrolliertes Verlagern von Restabschnitten beim abschnittsweisen Holzeinschub
in die Zerspanungskammer weitgehend verhindert, doch erbringt die erfindungsgemäß
vorgeschlagene
Leitplatte für den Holzeinschub in die Kompressionskammer erst in Kombination mit
den Merkmalen des Hauptanspruchs den durchschlagenden wirtschaftlichen Erfolg.
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Denn die in Rede stehende Leitplatte vermag zur Lösung der übergeordneten
Aufgabe, ein vollkommen homogenes Spangut zu erzeugen, das einer Nachsichtung nicht
mehr bedarf, erst in Verbindung mit den im Hauptanspruch gekennzeichneten, eine
wirtschaftliche Messerringzerspanung von ungleichlangem Stammholz erstmals ermöglichenden
Maßnahmen entscheidend beizutragen.
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Die zweite Ursache für unerwünschte Bewegungen von Endholzstücken
innerhalb der Kompressionskammer wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 3 gekennzeichnete
Maßnahme beseitigt, wonach die Schwenkachsen der Andrückelemente an der Frontseite
des Gehäuses und/oder an achssenkrechten Wandungsteilen der Kompressionskammer in
der Weise angeordnet sind, daß sie auf der Verlängerung einer (gedachten) Geraden
liegen, welche die Achse des Messerrotors mit der Mitte der Andrückzone verbindet.
Infolge dieser geometrischen Bedingung beschreiben die Andrücknasen der Andrückelemente
einen Kreisbogen, dessen Radius zwar größer ist als der des Messerflugkreises, doch
können auf diese Weise die Andrücknasen in der Ausgangs- und in der Endstellung
ihre Andrückbewegung beliebig nahe an den Messerflugkreis heranreichen, wobei sie
sich im mittleren Bereich ihrer Andrückbewegung nur geringfügig vom Messerflugkreis
entfernen, so daß dadurch der erfindungsgemäß angestrebte Festhalteeffekt, insbesondere
für Restabschnitte, praktisch nicht beeinträchtigt ist.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen
4 bis 12.
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Mit der Erfindung ist nicht nur erstmalig die Möglichkeit geschaffen
worden, die Messerring-Zerspanung auch für Stamm- und Resthölzer beliebiger Länge
und Dicke wirtschaftlich erfolgreich einzusetzen, sondern es ist, wie zahlreiche
Versuche ergeben haben, auch gelungen, ein homogenes, also splitterfreies und feingutarmes
Spangut zu erzielen, so daß sich ein kostenträchtiges Nachsichten der Späne in der
Regel erübrigt. Diese hohe Spanqualität kann auch durch Verschleißeinflüsse über
längere Zeit hinweg nicht beeinträchtigt werden, weil gemäß der Erfindung auch dafür
Sorge getragen ist, daß die von der Messerring-Hackschnitzelzerspanung her bekannten
und dort bewährten Methoden zur frühzeitigen und kostengünstigen Ausschaltung von
Verschleißeinflüssen durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Kompressionssystem
nicht beeinträchtigt sind.
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So ist es gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung möglich,
nach Herausschwenken der Gegenlage aus der Kompressionskammer und nach seitlichem
Verschieben des Zerspanungsaggregates aus dem Bereich der Zufuhrrinne den Messerring
problemlos zu wechseln und auf diese Weise mit geringem Aufwand an Zeit und Kosten
den kompletten Neuzustand des Schneidwerkzeuges wieder herzustellen. Hierbei braucht
die Kompressionskammer, sofern sie gemäß einer Ausgestaltung der Er-Erfindung, mittels
ihrer hinteren Abschlußwand an einer starren Achse abgestützt ist, nicht einmal
ausgebaut zu werden; vielmehr genügt es in diesem Fall, ihre vorderseitige Halterung
aus
dem Bereich des Messerringes herauszuschwenken.
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In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung
beispielsweise dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung
im Schnitt längs der Linie 1-1 in Fig. 2 und 3; Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie
11-11 in Fig. 1; Fig. 2a eine Einzelheit der Fig. 2 in vergrößertem Maßstab; Fig.
3 eine Draufsicht im Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 1; Fig. 4 eine zweite
Ausführungsform der Erfindung im Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 5; Fig. 5
eine Frontansicht von Fig. 4; Fig. 6 eine Abwandlung der zweiten Ausführungsform
in verkleinertem Maßstab; Fig. 7 die zweite Ausführungsform der Er-Erfindung, wobei
sich das Zerspanungsaggregat in Auswechselstellung für den Messerring befindet.
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Das in Fig. 1 größtenteils in Frontansicht dargestellte Zerspanungsaggregat
besteht aus einem Messerrotor 1, der in einem frontseitig offenen Gehäuse 2 auf
einer Welle 3 fliegend gelagert
ist und in Richtung des Pfeiles
R rotiert. Das Gehäuse 2 ist auf einem Schlitten 4 montiert, der mittels einer druckmittelgesteuerten
Vorschubeinrichtung 5 längs einer Gleitbahn 6 auf einem ortsfesten Grundrahmen 7
quer zur Rotorachse, also in Richtung des Doppelpfeiles H, hin- und herbewegbar
ist.
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Der Messerrotor 1 besteht aus einem Messerring 8, der an einer auf
der Rotorwelle 3 sitzenden Nabenscheibe 9 auswechselbar befestigt ist. Am freien
Ende der hohl ausgebildeten Rotorwelle 3 sitzt eine Riemenscheibe 10, die über einen
Riementrieb 11 mit einem Motor 12 gekoppelt ist, der ebenfalls auf dem Schlitten
4 montiert ist.
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Am Messerring 8 sind zwischen einem hinteren, an der Nabenscheibe
9 befestigten Messerträgerring 13 und einem vorderen Messerträgerring 14 Spanmesser
15 in nicht näher dargestellter Weise an kranzförmig angeordneten Messerträgerplatten
21 befestigt. Die Schneiden der Spanmesser 15 sind nach innen gerichtet und bilden
in bekannter Weise entsprechend ihren gleichmäßigen Überständen über den Innenumfang
des Messerringes 8 bei Rotation des Messerrotors 1 den Messerflugkreis 16. Um die
für einen einwandfreien Trennschnitt erforderliche Flankenfreiheit an den Spanmessern
zu gewährleisten, ist die Achse des Messerrotors 1 - in Draufsicht gesehen - nicht
genau senkrecht zur Bewegungsrichtung H des Schlittens 4 ausgerichtet, sondern weicht
(in nicht dargestellter Weise) geringfügig davon ab.
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In dem vom Kranz der Messerträgerplatten 21 umgebenen Innenraum des
Messerrotors 1 ist eine Kompressionskammer 17 angeordnet,
die auf
ihrer Unterseite von einer sich waagerecht beidseitig bis nahe an den Messerflugkreis
16 erstreckenden Bodenplatte 18 und auf ihrer Oberseite von parallel dazu verlaufenden,
die Kompressionskammer 17 nur teilweise abdeckenden Deckplatte 19 begrenzt ist.
Ober- und unterhalb der Kompressionskammer 17 befinden sich die einerseits vom Innenumfang
des Messerringes 8 und andererseits von der Deckplatte 19 bzw. der Bodenplatte 18
begrenzten Raumsegmente 25 und 26. Rückseitig ist die Kompressionskammer 17 von
einer die Nabenscheibe 9 des Messerrotors 1 abdeckenden hinteren Abschlußwand 20
begrenzt.
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Der Abstand zwischen der Bodenplatte 18 und der Deckplatte 19 markiert
die Zerspanzone z, an deren unteren Rand die Bodenplatte 18 mit einem Gegenmesser
22 versehen ist.
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Die Kompressionskammer 17 ist mittels einer mit ihr verbundenen, den
Messerring 8 mit Ausnahme der Zerspanzone z abdeckenden Frontscheibe 23 an der Stirnseite
des Gehäuses 2 befestigt.
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In der Frontscheibe 23 sind radiale Lüftungskanäle 24 vorgesehen.
Im Bereich des unteren Raumsegments 26 bildet die die Frontscheibe 23 mit der hinteren
Abschlußwand 20 verbindende Bodenplatte 18 zusammen mit einem zylindrischen Wandabschnitt
26' einen geschlossenen, die Kompressionskammer 17 versteifenden Hohlkörper. An
der Innenseite der Frontscheibe 23 ist auf der Höhe der Bodenplatte 18 ein flacheisenförmiger,
aus verschleißfestem Material bestehender, auswechselbarer Spaltbegrenzer 27 angebracht,
der sich über die Breite des vorderen Messerträgerringes 14 erstreckt.
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In die frontseitig offene Kompressionskammer 17 ragt eine Gegenlage
28 hinein, die beiderseits konvex gewölbte, dem Radius des Messerflugkreises 16
entsprechende Flächen 31 aufweist. Die Gegenlage 28 ist mittels einer Achse 30 an
einem Support 32 angeordnet, der auf ortsfesten Gleitstangen 29 mittels eines hydraulischen
Schubantriebes in Bewegungsrichtung H des Schlittens 4 verschiebbar ist. Während
des Arbeitshubes ist die Gegenlage 28, nachdem sie in Kompressionsstellung bewegt
wurde, arretierbar. Außerdem ist bei Stillstand des Messerrotors die Gegenlage 28
um ihre Achse 30 aus der Kompressionskammer 17 herausschwenkbar.
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Seitlich neben der Kompressionskammer 17 ist im Bereich der Zerspanzone
z ein ebener Schutzschild 34 an der Frontseite des Gehäuses 2 angebracht, dessen
Vorderseite in der Ebene des Trennschnittes liegt und sich somit im Verlaufe des
Arbeitshubes vor die soeben abgespanten Stirnflächen des Holzstapels schiebt. Dadurch
ist die Bewegungsbahn des Zerspanungsaggregates 1, 2 davor geschützt, daß Holzstücke
während des Arbeits- und Rücklaufhubes in seine Bewegungsbahn vordringen und dadurch
den Arbeitsablauf behindern können.
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Innerhalb der Kompressionskammer 17 ist vor ihrer hinteren Abschlußwand
20 eine in Achsrichtung des Messerrotors 1 verschiebbare Leitplatte 33 angeordnet.
Als Schubantrieb für die Leitplatte 33 dient ein hydraulisches Druckaggregat 35,
das in der hohlen Rotorwelle 3 untergebracht ist und dessen Schubstange 36 an der
Rückseite der Leitplatte 33 angreift. Der
Zylinder des Druckaggregates
35 ist an der Rückseite der hinteren Abschlußwand 20 der Kompressionskammer 17 befestigt.
Der untere und obere Rand der Leitplatte 33 ist mit Gleitkufen 37 und 38 versehen,
von denen die unteren Gleitkufen 37 in achsparallelen, in der Bodenplatte 18 vorgesehenen
Führungsnuten 39 gleiten. Der Ausschubweg s der Leitplatte 33 entspricht genau der
Arbeitsbreite b des Messerrotors 1, so daß im ausgeschobenen Zustand die Vorderseite
der Leitplatte 33 genau mit der Vorderseite des Schutzschildes 34 fluchtet.
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Oberhalb der Kompressionskammer 17 sind im Raumsegment 25 mehrere
Andrückschwerter 64 an einem gemeinsamen Schwertträger 65 kammartig, jedoch einzeln
federnd angeordnet. Der Schwertträger 65 ist mit dem längeren Hebelarm eines Winkelhebels
66 starr verbunden, dessen Schwenkachse 67 an der Frontscheibe 23 der Kompressionskammer
17 in der Weise angeordnet ist, daß sie auf der Verlängerung einer Geraden e liegt,
welche die Rotorachse c mit der Mitte M der Andrückzone d der Drucknasen 69 verbindet.
Am kürzeren Hebelarm des Winkelhebels 66 greift ein hydraulisches Druckaggregat
68 an, das an der Grundplatte des Gehäuses 2 angelenkt ist. Wird der Winkelhebel
66 um den Winkel dQgeschwenkt, so bewegen sich die Andrücknasen 69 der Andrückschwerter
64 in die in Figur 1 strichpunktiert gezeichnete Lage auf einer kreisbogenförmigen
Bahn, die in der Ausgangs- und Endstellung der Andrückschwerter beliebig nahe an
den Messerflugkreis 16 heranreichen kann und sich nur im mittleren Bahnbereich geringfügig
davon entfernt. Damit die Andrückschwerter 64 den Arbeitsablauf nicht behindern,
sind in die Gegenlage 28 entsprechende Schlitze 40 vorgesehen.
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Unmittelbar vor der Kompressionskammer 17 ist eine ortsfeste Eintrittsschwelle
41 angeordnet, deren Auflagefläche 42 gegenüber der Bodenplatte 18 der Kompressionskammer
17 um einen geringfügigen Betrag a überhöht ist. Zur Zufuhrrinne 44 hin,deren Boden
ein Förderband 46 bildet, ist die Eintrittsschwelle 41 mit einer schrägen Auflauffläche
43 versehen. Ein zwischen der Eintrittsschwelle 41 und dem Förderband 46 der Zufuhrrinne
4 belassener Spalt 45 dient zur Ausscheidung von Schmutz und Fremdkörpern. Das Förderband
46 der Zufuhrrinne 44 kann ein mit Mitnehmerelementen besetztes Plattenband sein.
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Die im Bereich der Zufuhrrinne 44 vorgesehenen Andrückelemente bestehen
in bekannter Weise aus einem sogenannten Gewichteturm 47 mit in vertikalen Führungen
beweglichen Gewichten 48, einem seitlichen, synchron mit der Gegenlage 28 beweglichen
und arretierbaren Druckschieber 49 sowie aus Andrückklappen 50.
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Zwecks guter Durch lüftung des Zerspanungsaggregates ist die Rückseite
der Nabenscheibe 9 mit Flügeln 51 besetzt, und das Gehäuse 2 ist rückseitig mit
entsprechenden Öffnungen 52 versehen.
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Auf dem Schlitten 4 ist neben dem Gehäuse 2 eine Plattform 53 vorgesehen,
von der aus das Auswechseln der Spanmesser 15 bzw.
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der kompletten, aus Spanmesser 15 und Messerhalteplatten 21 bestehenden
Messerpakete bei geöffneter Gehäuseklappe 54 vorgenommen werden kann.
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Die in den Figuren 4 bis 6 dargestellte zweite Ausführungsform
der
Erfindung unterscheidet sich von der vorbeschriebenen im wesentlichen dadurch, daß
die Kompressionskammer 17 auch rückseitig abgestützt ist, und zwar auf einer starren
Achse 55, die von der hohlen Rotorwelle 3' konzentrisch umgeben ist und auf der
die hintere Abschlußwand 20' der Kompressionskammer 17 befestigt ist. Auf ihrer
Vorderseite ist die Kompressionskammer 17 ihrer stirnseitige Segmentscheiben 56
und 57, die das untere und obere Raumsegment 26 und 25 frontseitig abdecken, mittelbar
mit dem Gehäuse 2 verbunden.
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Bei dem in den Figuren 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht
das frontseitige Verbindungselement zwischen der Kompressionskammer 17 und dem Gehäuse
2 aus einer Frontscheibe 59, die nach Art einer Tür mittels einer Schwenkachse 60
am Gehäuse 2 angeschlagen ist. Die Frontscheibe 59 ist auf ihrer Innenseite mit
einer Ausdrehung 58 versehen, an der sich die beiden stirnseitigen Segmentscheiben
56 und 57 beim Schließen der türartigen Frontscheibe 59 formschlüssig anlegen.
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Wie Figur 6 zeigt, kann die frontseitige Verbindung zwischen der Kompressionskammer
17 und dem Gehäuse 2 aber auch aus Laschen 61 und 61' bestehen, welche die an der
Kompressionskammer 17 oben und unten stirnseitig angebrachten Segmentscheiben 56
und 57 mit dem Gehäuse 2 verbinden. Die Laschen 61 und 61' können in die strichpunktiert
gezeichneten Lagen und somit aus dem Bereich des Messerringes 8 geschwenkt werden,
und zwar mittels Bolzen 62 in der Bildebene oder mittels Scharnieren 63 senkrecht
dazu.
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Die Ausführungsform gemäß den Figuren 4 bis 6 bietet Vorteile in mehrfacher
Hinsicht. Zum einen vermag die Kompressionskammer 17 infolge ihrer zusätzlichen
rückseitigen Abstützung auf der starren Achse 55 wesentlich höhere, von den Andrückschwertern
64' verursachten Reaktionskräfte aufzunehmen. Zum anderen vereinfacht sich dadurch
das Auswechseln des Messerringes 8 ganz erheblich, weil hierzu die Kompressionskammer
17 nicht mehr ausgebaut zu werden braucht. Es genügt vielmehr, entweder die türartige
Frontscheibe 59 oder die Lasche 61 bzw. 61' aus dem Bereich des Messerringes 8 wegzuschwenken,
um diesen dann mittels der Tragstangen 72 des hydraulischen ausschiebbaren Ausbauschlittens
73 aus dem Gehäuse 2 herauszubewegen.
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Um diese Vorteilhaftigkeit der einfachen Auswechselbarkeit des Messerringes
8 durch den Betätigungsmechanismus für die Andrückschwerter 64' nicht zu beeinträchtigen,
ist bei dieser Ausführungsform der Erfindung die gesamte Andrückkinematik in dem
Raum zwischen der Nabenscheibe 9 des Messerrotors 1 und der hinteren Abschlußwand
20' der Kompressionskammer 17 untergebracht. Hierbei ist an der Rückseite der hinteren
Abschlußwand 20', wie insbesondere aus Figur 5 ersichtlich, sowohl das hydraulische
Druckaggregat 68' angelenkt, als auch die Schwenkachse 67 des Winkelhebels 66' angeordnet,
und zwar wiederum derart, daß ihre Verbindung mit der Rotorachse c und der Mitte
M der Andrückzone d eine Gerade e bildet.
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Wie aus Figur 4 ersichtlich, bietet die zweite Ausführungsform der
Erfindung noch den weiteren Vorteil, daß sowohl der
hydraulische
Schubantrieb 70 als auch die axiale Gleitführung 71 für die Leitplatte 33' in der
hohl ausgebildeten starren Achse 55 unterzubringen sind.
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Figur 7 zeigt die gemäß den Figuren 4 und 5 gestaltete zweite Ausführungsform
der Erfindung in der Stellung, in welcher der Messerring 8 des Messerrotors 1 ausgewechselt
werden kann. Zu diesem Zweck wird nach Abschalten des Rotorantriebes die Gegenlage
28 um ihre Achse 30 aus der Kompressionskammer 17 herausgeschwenkt, so daß das aus
Messerrotor 1 und Gehäuse 2 bestehende Zerspanungsaggregat nunmehr seitlich über
den Bereich der Zufuhrrinne 44 hinausgeschoben werden kann. Daraufhin wird die Frontscheibe
um ihre Schwenkachse 60 in die dargestellte Offenstellung geschwenkt und der Messerring
8 von der Nabenscheibe 9 des Messerrotors 1 gelöst. Nachdem der Messerring 8 auf
den Tragstangen 72 des hydraulisch bewegbaren Ausbauschlittens 73 aufliegt, kann
er in seine Auswechselstellung 8' bewegt werden, wie dies aus der DE-OS 27 14 575
an sich bereits bekannt ist.
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Die Zerspanungsmaschine gemäß der Erfindung arbeitet wie folgt: In
der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausgangsstellung des aus Messerrotor 1
und Gehäuse 2 bestehenden Zerspanungsaggregates liegen sich die frontseitige Öffnung
der Kompressionskammer 17 und die Ausmündung der Zufuhrrinne 44 gegenüber, wobei
die Gegenlage 28 sich seitlich vom Rinnenquerschnitt befindet. In dieser Ausgangsstellung
wird in der
Kompressionskammer 17 zunächst die Leitplatte 33 um
den Verschiebeweg s nach vorne geschoben, wodurch ihre Vorderseite an den Stirnflächen
des von den Niederhalteorganen (Gewichteturm 47 und Andrückklappen 50) der Zufuhrrinne
44 noch festgehaltenen Holzstapels zur Anlage kommt. Daraufhin wird der Holzstapel
von den Niederhalteorganen 47 und 50 freigegeben, so daß er von dem taktweise fördernden
Plattenband 46 in Richtung des mit einem, Pfeiles der Schnittbreite b des Messerringes
8 entsprechenden Vorschub in die Kompressionskammer 17 eingeschoben werden kann.
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Hierbei schiebt der Holzstapel die Leitplatte 33, deren hydraulischer
Schubantrieb 35 vom Druckmedium nicht mehr beaufschlagt ist, vor sich her, so daß
die Stirnflächen des Holzstapels ständig in Anlage an der Leitplatte 33 bleiben.
Auf diese Weise wird verhindert, daß kurze Restabschnitte vorzeitig in die Kompressionskammer
17 fallen und dort in zerspanungsungünstige Lagen geraten.
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Nach beendetem Holzeinschub wird der Holzstapel von der Gegenlage
28 und von dem synchron mitbewegten seitlichen Druckschieber 49 gegen die gegenüberliegende
Wand der Zufuhrrinne 44 gedrückt. Nach Erreichen eines bestimmten, vorwählbaren
seitlichen Anpreßdruckes werden die Gegenlage 28 und der seitliche Druckschieber
49 in den erreichten Stellungen arretiert. Zugleich werden sowohl die oberhalb der
Zufuhrrinne 44 befindlichen Niederhalteorgane 47 und 50 als auch die oberhalb der
Kompressionskammer 17 angeordneten Andrückschwerter 64 in Druckstellung gefahren.
Nach Erreichen eines ebenfalls einstellbaren Druckes in der Kompressionskammer 17
wird das komplette
auf dem Schlitten 4 montierte, aus Messerrotor
1 und Gehäuse 2 bestehende Zerspanungsaggregat samt Antriebsmotor 12 in Richtung
der arretierten Gegenlage 28 gefahren. Während dieses Arbeitshubes zerspant der
Messerring 8 das in der Kompressionskammer 17 zusammengedrückte Holz zu gleichmäßigen
Spänen, die in Richtung des Pfeiles A das Zerspanungsaggregat verlassen.
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Während des Zerspanungsprozesses gleiten die in die Kompressionskammer
17 von oben eingefahrenen Andrückschwerter 64 über den ortsfest festgehaltenen Holzstapel
hinweg und halten die Hölzer ständig im unmittelbaren Schneidbereich, also sozusagen
vor Ort, unverrückbar fest. Das ist vor allem für die einwandfreie restlose Zerspanung
von kurzen Stammenden und sonstigen Restabschnitten, die von den vor der Kompressionskammer
angeordneten Niederhalteelementen 47 und 50 nicht mehr erfaßt werden, sehr wichtig.
Gegen Ende des Arbeitshubes werden die in die Schlitze 40 der Gegenlage 28 gleitenden
Andrückschwerter 64 von diesen allmählich nach oben gedrückt und kurz vor der Beendigung
des Arbeitshubes ganz aus der Kompressionskammer 17 nach oben herausbewegt. Sobald
der Messerflugkreis 16 des Messerringes 8 die wirksame gewölbte Seite 31 der Gegenlage
28 berührungsfrei erreicht hat, wird das Zerspanungsaggregat 1, 2 sowie die Gegen
lage 28 und der seitliche Druckschieber 49 im Schnellgang in die Ausgangsstellung
zurückgefahren, worauf dann, wie beschrieben, ein neuer Arbeitstakt beginnt.
Verzeichnis
der Bezugszeichen (Begriffsliste) 1 Messerrotor 2 Gehäuse 3, 3' Rotorwelle 4 Schlitten
5 Schubantrieb 6 Gleitbahn 7 Grundrahmen 8 Messerring 8' ausgebauter Messerring
9 Nabenscheibe 10 Riemenscheibe 11 Riementrieb 12 Antriebsmotor 13 Messerträgerring
hinten 14 Messerträgerring vorne 15 Spanmesser 16 Messerflugkreis 17 Kompressionskammer
18 Bodenplatte 19 Deckplatte 20,20' hintere Abschlußwand 21 Messerträgerplatte 22
Gegenmesser 23 Frontscheibe 24 Lüftungsöffnungen 25 oberes Raumsegment 26 unteres
Raumsegment 26' zyl. Ilandaschnitt
27 Spaltbegrenzer 28 Gegenlage
29 Gleitstangen für Gegenlage 30 Tragachse für Gegenlage 31 wirksame Fläche der
Gegenlage 32 Support für Gegenlage 33, 33' verschiebbare Leitplatte 34 Schutzschild
35 hydraulischer Schubantrieb für Leitplatte 36 Schubstange für Leitplatte 37 Gleitkufen
unten 38 Gleitkufen oben 39 Führungsnut 40 Schlitze in Gegenlage 41 Eintrittsschwelle
42 Auflagefläche 43 schräge Auflauffläche 44 Zufuhrrinne 45 Ausscheidungsspalt für
Fremdctoffe 46 Förderband 47 Gewichteturm 48 Andrückgewichte 49 seitlicher Druckschieber
50 Andrückklappen 51 Ventilationsflügel 52 Gehäuseöffnungen 53 Bedienungsplattform
54 Gehäuseklappe
55 starre Achse 56 stirnseitige Segmentscheibe
unten 57 stirnseitige Segmentscheibe oben 58 Eindrehung für vordere Halterung 59
türartige Frontscheibe 60 Schwenkachse für Frontscheibe 61, 61 Halterungslaschen
62 Schwenkbolzen für Halterungslaschen 63 Scharniere für Halterungslaschen 64, 64'
Andrückschwerter 65, 65' gemeinsamer Schwertträger 66, 66' Winkelhebel 67, 67' Schwenkachse
68, 68' Druckaggregat 69 Drucknase 70 Schubantrieb für Leitplatte 71 Gleitführung
für Leitplatte 72 Tragstangen 73 Ausbauschlitten A Spangutaustrag E Holzeinschub
H Hin- und Herbewegung des Zerspanungsaggregates R Rotationsrichtung des Messerrotors
M Mitte des Andrückbereiches
a Oberstand der Eintrittsschwelle
b Arbeitsbreite des Messerrotors c Rotorachse d Andrückbereich e Gerade s Ausschubweg
der Leitplatte z Zerspanungsbereich Schwenkwinkel des Andrückhebels (Winkelhebels)