DE3785079T2 - Anordnung einer druckwalze grossen durchmessers in einer furnier-rundschaelmaschine mit automatischer schneidspalt-einstellung beim abschaelen. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine Druckwalzenanordnung für Furnier-Rundschälmaschinen, und im besonderen auf eine solche Druckwalzenanordnung großen Durchmessers, die ein Schneidspalt-Einstellmittel zur automatischen Einstellung des Schneidspalts zwischen der Druckrolle und dem Schneidblatt beim Abschälen entsprechend der Verringerung des Blockdurchmessers und Veränderungen des Messereinstellwinkels einschließt.
• Die Patentschrift US-A-4 494 588 offenbart eine Furnier-Rundschälmaschine in Übereinstimmung mit den Oberbegriff von Anspruch 1.
• Die Anordnung dieses früheren Patents bringt verschiedene Nachteile mit sich, so etwa die Notwendigkeit, einen übermäßigen, anfänglichen Druck auf einen Block großen Durchmessers auszuüben, eine Tendenz des Blocks, sich aus den Antriebsspindeln herauszudrehen, die die gegenüberliegenden Enden des Blocks halten, und Verklemmen und schnelles Stumpfwerden des Messers, was zur einer Beschädigung des Furniers und einem Verlust der Gleichförmigkeit in der Dicke des Furniers führt.
• Es ist in US-A-3 584 666 vorgeschlagen worden, eine Druckwalze zu verwenden, die von einem Motor angetrieben wird und den Block vor den Messer in einer Rundschälmaschine berührt. Die Druckwalze wird von einem hin- und hergehenden Schlitten gegen den Block und davon weg bewegt, wenn ein Überlaststrom in einem solchen Motor aufgrund einer Versetzung zwischen der Druckrolle und dem Block auftritt, und um ein anfängliches Runddrehen des Blocks zu ermöglichen, bevor das Abschälen durch Beschneiden des Blocks beginnt, wenn die Druckwalze einen Abstand zum Block einnimmt. Zusätzlich ist in US-A-2 659 401 vorgeschlagen worden, den Druck der Druckwalze auf den Block einzustellen, um die Dicke des Furniers zu verändern, indem auf eine von einen Motor angetriebene Schraubenwelle montierte Keile verwendet werden. Diesbezüglich s.a. US-A-3 680 613, die auch eine motorgetriebene Schraubenwelle und Zylinder zeigt, um den Druck der Druckwalze durch handbetätigte Kontrollschalter einzustellen.
• In US-A-3 473 585 und US-A-4 263 948 ist auch eine Furnier- Rundschälmaschine mit Schneidspalt-Einstellmitteln vorgeschlagen worden, die einen mechanischen Nocken verwendet, um den Spalt zwischen der Druckwalze und den Messerblatt einzustellen. Dies wird in der US-A-3 473 585 durch einen doppeltwirkenden Kolben verwirklicht, der die Nockenkeile über Nockenfolgerollen bewegt, um den Druckwalzenschlitten, der an diesen Keilen befestigt ist, zwischen einer Runddrehstellung und einer ausgewählten von einer Vielzahl verschiedener Abschäldicken-Stellungen zu verstellen, welche Anschlägen entsprechen, die für eine Veränderung der Dicke des Holzfurniers ausgewählt werden. US-A-4 263 948 zeigt eine ähnliche Lehre zur Veränderung des Schneidspalts, verwendet aber einen exzentrischen Nocken, der entweder durch ein Zahnstangengetriebe oder einen Hebel gedreht wird, um die Druckwalze oder eine Anzahl von mit Abstand angeordneten Treibrollenscheiben einzustellen, die sich durch Schlitze in der Druckwalze erstrecken. Diese Treibrollenscheiben werden eingestellt, damit sich die Stacheln der Treibrolle weiter in den Block erstrecken, wenn der Durchmesser des Blocks abnimmt, um auszugleichen, daß weniger Stacheln in den Block eingreifen. Diese mechanische Einstellung des Schneidspalts durch Verwendung von Nocken ist nicht zufriedenstellend, da eine solche Spalteinstellung nicht schnell verändert werden kann, um an verschiedene Holzarten angepaßt zu werden oder um verschiedene Einstellwinkel des Messerblatts zu
• In der US-A-3 207 194 ist vorgeschlagen worden, eine Druckwalze auf Nadellagern zu montieren und die Druckwalze durch einen Motor anzutreiben, der an ein Ende davon über einen Gliederkeilriehmen angekoppelt ist. Während des Abschälens findet entsprechend dem abnehmenden Durchmesser des Blocks keine Verstellung des Schneidspalts statt. Die Druckwalze der US-A-3 207 194 ist von konventioneller Art mit einem kleinen Durchmesser von ungefähr 5/8 inch (16 mm).
• Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine verbesserte Rundschälmaschinen-Vorrichtung zu schaffen, die die Herstellung von Furnier besserer Qualität mit einer im wesentlichen konstanten Dicke ermöglicht.
• Erfindungsgemäß wird eine Rundschälmaschinen-Vorrichtung geschaffen, die umfaßt: Antriebsmittel zum Drehen eines Blocks um eine Rotationslängsachse; Schneidmittel zum Schneiden eines Streifens Holzfurnier von besagtem Block mit einem Messerblatt, während der Block gedreht wird; Vorschubmittel zum Vorwärtsbewegen besagten Messerblatts in Richtung auf den Block, wobei besagter Block abgeschält wird, um seinen Durchmesser auf einen Kleinstdurchmesser zu verringern; Messerverstellwinkel-Einstellmittel zum Einstellen des Verstellwinkels des besagten Messerblatts während des Abschälens; ein angetriebenes Druckwalzenmittel zum Aufbringen von Druck auf die Oberfläche der Seite des besagten Blocks, wobei das besagte Druckwalzenmittel den Block wenigsten auf einem größeren Teil seiner Länge an einer Berührungsstelle vor dem besagten Messerblatt berührt, und einem elektrisch geregelten Spalteinstellmittel zum Vorwärtsbewegen des Druckwalzenmittels, um den Messerspalt (G) zwischen besagten Druckwalzenmittel und besagtem Messerblatt in einer vorbestimmten Weise während des Abschälens entsprechend der Verminderung des Blockdurchmessers zu verringern, um die Berührung mit besagtem Block mit dem richtigen Druck aufrechtzuerhalten, wenn der Durchmesser des Blocks abnimmt; dadurch gekennzeichnet, daß besagtes Druckwalzenmittel einen Durchmesser von mindestens 1,5 inch (38 mm) hat und von Kupplungen an den gegenüberliegenden Enden davon angetrieben wird, und dadurch, daß das besagte elektrische Regelmittel das besagte Spalteinstellmittel in einer vorbestimmten Weise entsprechend der Abnahme des Blockdurchmessers und entsprechend gespeicherten Messerspaltdaten regelt, welche einer gewählten Holzart entsprechen.
• Ein Rundschälmaschinenvorrichtung, die vorliegende Erfindung verkörpert, weist eine automatische Schneidspalteinstellung auf, um den Spalt zwischen einer Druckwalze großen Durchmessers und dem Schälmaschinenmesser während des Abschälens entsprechend einer Verringerung des Blockdurchmessers und Veränderungen des Messerverstellwinkels zu verringern, was zu mehreren Vorteilen führt. Ein Ergebnis einer solchen Messerspalteinstellung ist, daß eine Druckwalze großen Durchmessers während des Abschälens mit dem richtigen Druck gegen den Block gedrückt wird, um ein Furnier besserer Qualität zu liefern, dessen Dicke im wesentlichen konstant bleibt. Zusätzlich wird diese automatische Messerspalteinstellung in der vorliegenden Erfindung mittels einer elektronischen Regelung bewirkt, die anpassungsfähiger als eine mechanische Regelung mit Nocken ist, da sie sich an verschiedene Holzarten und verschiedene Holzzustände schnell und leicht zwecks einer effizienteren Produktion anpassen kann. Im weiteren entfällt bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Notwendigkeit übermäßiger Druckkräfte.
• Andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform davon und aus den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, in denen:
• Fig. 1 eine zum Teil im Schnitt dargestellte Ansicht einer erfindungsgemäßen Furnier-Rundschälmaschine ist;
• Fig. 2 eine Vorderansicht der Rundschälmaschine aus Fig. 1 ist, die die Druckwalze und die zugehörige Befestigungsvorrichtung zeigt;
• Fig. 3 eine vergrößerte senkrechte Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in Fig. 2 ist, die die Keilwellenverbindung zeigt;
• Fig. 4 eine vergrößerte senkrechte Schnittansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 2 ist, die eines der Nadellager zeigt;
• Fig. 5 ein partieller Schnitt und ein Blockdiagramm der Vorrichtung aus Fig. 1 bis 4 ist, worin ein elektrisches Regelsystem zur automatischen Schneidspalteinstellung durch Bewegung der Druckwalze relativ zum Rundschälmesser gezeigt ist;
• Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht des Schneidspalt-Einstellzylinders ist, wobei zwecks Klarheit Teile weggebrochen sind, um den Druckwalzenpositionssensor in diesem Zylinder zu zeigen;
• Fig. 7A und 7B sind Diagramme, die die Einstellung des Messerverstellwinkels und die Einstellung des Messerspalts entsprechend der Verringerung des Blockdurchmessers während des Schälens zeigen, und
• Fig. 8A und 8B sind grafische Darstellungen, die den Verlauf der Einstellung des Messerspalts und des Messerverstellwinkels zeigen, wie sie mit dem Blockdurchmesser für eine Blockart variieren.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
• Wie in Fig. 1 bis 4 gezeigt, umfaßt die erfindungsgemäße Rundschälmaschinen-Vorrichtung eine Druckwalze 10, die mit der Seite eines Blocks 12 in einer Stellung vor dem Rundschälmesser 14 zusammenwirkt, wenn der Block während des Abschälens gedreht wird. Der Block 12 wird durch zwei angetriebene Spindeln 16 in Drehung versetzt, die in gegenüberliegende Enden des Blocks eingreifen, um den Block um eine Drehachse zu drehen. Die Druckwalze 10 hat einen großen Durchmesser, der mindestens 1,5 inch (38 mm) oder das 15-fache der Mindestdicke des Holzfurniers beträgt das vom Block abgeschält wird, und kann von der Art sein, die in der US-Patentanmeldung 638 309 (angemeldet 7. August 1984) dargestellt ist. Das Messerblatt 14 ist auf einem Hauptschlitten 20 montiert, der das Messerblatt während des Abschälens nach innen in Richtung auf die Drehachse 18 des Blocks 12 bewegt, während der Durchmesser des Blocks abnimmt. Das Messer ist an einem Messerunterschlitten 21 befestigt, welcher auf dem Hauptschlitten 20 zur Einstellung des Messerwinkels durch Schwenken des Messerunterschlittens in einer hiernach beschriebenen Weise schwenkbar befestigt ist. Eine Bewegung des Hauptschlittens 20 in Richtung auf den Block wird auf konventionelle Weise bewirkt wie etwa durch einen Schlittenmotor 25, der ein Paar Schraubenwellen 27 in Drehung versetzt, welche an die gegenüberliegenden Enden des Schlittens angeschlossen sind. Eine Nockenfolgerolle 22 ist auf dem Messerunterschlitten 21 montiert und ist in einer solchen Stellung, daß sie mit einer Nockenbahn 24 zusammenwirkt, die am Grundrahmen befestigt ist und "Messerverstellschiene" genannt wird. Wenn sich der Hauptschlitten 20 horizontal bewegt, um das Messerblatt 14 beim Abschälen in Richtung auf die Drehachse 18 des Blocks in Richtung des Pfeils 26 zu bewegen, bewegt sich der Messerschlitten 21 mit und wird durch die Nockenfolgerolle 22, die sich entlang der geneigten Nockenfläche der Nockenbahn oder Verstellschiene 24 bewegt, auch leicht in Richtung des Pfeils 28 geschwenkt. Als Ergebnis dieser Drehung 28 des Messerschlittens 21 wird der Verstellwinkel des Messerblatts 14 relativ zu einer vertikalen Ebene 30, die durch die Spitze eines solchen Messerblatts hindurchgeht, wie in Fig. 7A gezeigt, eingestellt, in einer Weise, die hiernach beschrieben wird.
• Die Druckwalze 10 ist auf einem Walzenunterschlitten 32 montiert, der auf dem Hauptschlitten 20 zur Bewegung mit dem Messer getragen wird, der aber auch relativ zu diesem Hauptschlitten mittels eines ersten Zylinders 34 beweglich ist, dessen Kolbenstange 36 über den Zapfen 38 schwenkbar am Walzenunterschlitten 32 angelenkt ist, um die Druckwalze zwischen der in Fig. 1 dargestellten Berührungsstellung und einer zurückgezogenen Stellung mit Abstand vom Block hin- und herzubewegen. In einer solchen zurückgezogenen Stellung der Druckwalze wird der Block anfänglich in Berührung mit dem Messer 14 gedreht, um den Block in eine zylindrische Form rundzudrehen oder abzurichten, bevor das Abschälen beginnt. Der Walzenunterschlitten 32 gleitet horizontal zwischen Führungsplatten 40 und 42, um die horizontale Bewegung dieses Schlittens zu führen. Die Druckwalze 10 ist über einen Walzenhalter 44 am Schlitten 32 befestigt.
• Die Druckwalze 10 ist an ihren gegenüberliegenden Enden an ein Paar Antriebsmotoren 46 zum Antrieb der besagten Druckwalze angeschlossen, um sie im Gegenuhrzeigersinn in Fig. 1 zu drehen, um zusätzliche Leistung zu liefern, um den Block 12 im Uhrzeigersinn zu drehen, wenn die Druckwalze die Seite des Blocks berührt. Die hauptsächliche Kraftquelle zur Drehung des Blocks 12 sind die Spindelmotoren 48, die an die beiden Antriebsspindeln 16 angeschlossen sind, welche in die gegenüberliegenden Enden des Blocks auf konventionelle Weise eingreifen.
• Wie in Fig. 2 und 3 gezeigt, ist die Druckwalze durch zwei Keilwellenverbindungen 50 an den gegenüberliegenden Enden davon mit Antriebswellen 52 verbunden, auf denen Ritzel sitzen, die über Ketten mit den Antriebsmotoren 46 gekoppelt sind. Diese Keilwellenverbindungen liefern eine flexible Verbindung der Antriebswellen 52 mit den Druckwalzen und ermöglichen eine Längsbewegung der Druckwalze relativ zu den Antriebswellen. Die Druckwalze 10 ist auf dem Walzenträger 44 durch eine Anzahl von Lagern 54 gehalten, die in Schlitzen 55 in der Oberfläche der Druckwalze mit Abstand entlang ihrer Länge angeordnet sind und durch Keile auf dem Walzenträger 44 befestigt sind. Wie in Fig. 4 gezeigt, können die Lager 54 Nadellager sein, die eine Reihe von Nadellagerrollen 56 umfassen, die innerhalb eines Innenrings 58 und eines Außenrings 60 enthalten sind, wobei der Innenring auf einer Rollenachse 62 aufgekeilt ist, die sich durch die Druckwalze erstreckt und daran befestigt ist.
• Ein automatisches Schneidspalteinstellmittel ist in der erfindungsgemäßen Rundschälmaschine vorgesehen und schließt einen zweiten Zylinder 64 ein, der auf einem am Hauptschlitten 20 befestigten Zapfen 66 montiert ist, wie in Fig. 1 dargestellt. Eine Kolbenstange 68 des Zylinders 64 ist über einen Zapfen 70 am äußeren Ende davon an einem Hebelarm 72 angelenkt. Der Hebelarm 72 ist an einer Welle befestigt, um einen an dieser Welle befestigten Exzenter 74 zu drehen. Das rechte Ende des ersten Kolbens 34 ist am Verbindungszapfen 76 mit Abstand von der Drehachse der Exzenterwelle am Exzenter befestigt. Als ein Ergebnis veranlaßt eine Drehung des Exzenters 74 durch den Hebelarm 72 entsprechend einer Betätigung des zweiten Zylinders 64 den ersten Zylinder 34 wie auch den Walzenunterschlitten 32 und die Druckwalze 10 dazu, sich relativ zum Hauptschlitten 20 in Richtung auf das Schneidblatt 14 und davon weg zu bewegen, um den Schneidspalt zwischen der Druckwalze und dem Schneidblatt einzustellen. Der Schneidspalteinstellzylinder 64 wird durch ein Magnetsteuerventil 78 betätigt, das auf dem Zylinder montiert ist. Ein Übertrager 80 ist innerhalb eines Übertragergehäuses 81 auf den linken Ende des Zylinders 64 montiert, um die Stellung der Kolbenstange 68 in Zylinder zu erfassen, wenn sie verstellt wird, um Veränderungen des Schneidspalts herbeizuführen. Letzlich erzeugt ein solcher Übertrager ein elektrisches Signal, das der Stellung der Druckwalze relativ zum Messerblatt entspricht, um die Größe des Schneidspalts anzuzeigen. Dieses elektrisches Signal wird einem elektrischen Regelungssystem zur automatischen Steuerung des Schneidspaltverstellmittels zugeführt; ein solches elektrisches Regelungssystem ist in Fig. 5 dargestellt.
• Der Übertrager 8 kann ein lineares Entfernungsmeßgerät sein, wie es von Temposonics, Inc., Plainview, New York hergestellt wird und in Fig. 6 dargestellt ist, wobei eine Schallwellenführung des in US-A-3 898 555 beschriebenen Typs verwendet wird. Ein solcher Übertrager enthält eine Sensorstange 82, welche ein Schallimpuls-Wellenleiter mit einem magnetostriktiven Draht innerhalb eines Rohrs aus rostfreien Stahl ist, das sich durch einen Ringmagnet 83 erstreckt, der auf dem Kolben des Zylinders 62 montiert ist, so daß sich der Magnet mit dem Kolben entlang der Sensorstange bewegt, um das Positionssignal zu erzeugen.
• Wie in Fig. 5 dargestellt, schließt ein automatisches, elektrisches Regelsystem zur Regelung des Schneidspalteinstellmittels eine Zentralrecheneinheit (CPU) 84 eines digitalen Rechners ein, der mit einem seiner Eingänge mit einem Rechnerterminal 86 zu manuellen Dateneingabe und zur Anzeige von durch den Rechner erzeugten Ausgabeinformationen, wie etwa die Dicke des Schneidspalts oder Furniers, auf diesem Terminal angeschlossen ist. Die CPU 84 des Rechners ist an ihren Ausgängen und übrigen Eingängen an einen Datenbus 88 angeschlossen, der eine Anzahl paralleler Datenleitungen enthält. Der Bus 82 ist mit einem parallelen Eingabekreis 90 verbunden, der Eingabedaten aus einer Anzahl von Schaltern liefert, wenn diese geschlossen werden. Zwei solcher Schalter 92A und 92B werden verwendet, um die Dicke des Furniers entweder mit einer ersten Dicke, als "Nummer 1" bezeichnet, wie etwa 0,1 inch (2,54 mm), oder mit einer zweiten Dicke, mit "Nummer 2" bezeichnet, wie etwa 0,2 inch (5,08 mm), vorzugeben. Ein Schalter 92C wird geschlossen, um die Rundschälmaschine in manueller Betriebsweise zu fahren, was den automatischen Betrieb ausschaltet und diagnostisches Testen des Systems ermöglicht. Ein Schalter 92D wird geschlossen, um einen Vor- und Nachlauf des Spalts zu betätigen, was eine "Feinabstimmung" der Einstellung des Schneidspalts zwischen dem Messerblatt 14 und der Druckwalze 10 ermöglicht, wenn die Schalter 95A und 95B geschlossen sind, um eine Stumpfheit des Messers und andere Variablen, wie etwa Holzeigenschaften, auszugleichen. Zusätzlich gibt es einen Spaltanzeigeschalter 92E, welcher, wenn er geschlossen wird, die automatische Funktion der Schneidspalteinstellung ermöglicht und den Wert des Schneidspalts auf dem Terminal 86 anzeigt. Es gibt einen Arbeitsfolge-Steuereingang 94 für die Rundschälmaschine, der neben anderem anzeigt, ob Furnierdicke Nummer 1 oder Nummer 2 abgeschält werden soll und wenn die Schälmaschinenspindeln 16 zur Berührung mit den Enden des Blocks zwecks Drehung des Blocks während des Abschälens ausgefahren sind. Andere Eingänge zum parallelen Eingabekreis 90 schließen einen Schalter 95A ein, der die Dicke des Furniers vergrößert, einen Schalter 95B, der die Dicke des Furniers verringert und einen Schalter 95c, der eine Grobeinstellung der Furnierdicke auf einen beliebigen, vorgewählten Wert erlaubt, um die Furnierdicken Nummer 1 und Nummer 2 der Schalter 92A und 92B vorzuwählen. Es gibt auch einen Datenlöschschalter 98, der die im Rechnerspeicher 96 gespeicherten Daten löscht. Ein solcher Rechnerspeicher kann einen random acces memory (RAM), einen electrical erasable read only memory (E²ROM) und einen electrical programmable read only memory (EPROM) enthalten. Die im RAM-Speicher gespeicherten Daten werden durch den Datenlöschspeicher 98 in dem Fall gelöscht, daß die Batteriehilfsversorgung für diesen RAM ausfallen sollte. Es gibt auch einen Spaltkalibrierungsschalter 99 zum Kalibrieren der Stellung des Übertragersensors 82 im Zylinder 64 für jeden Schneidspalt. Ein Fehlererkennungsschalter 100 wird geschlossen, wenn ein Fehler im System vom Rechner erkannt wird, und dies wird von einer Störungslampe 102 angezeigt, die durch einen parallelen Ausgangskreis 104 betätigt wird. Der Fehlererkennunngsschalter 100 veranlaßt den Rechner dazu, herauszufinden, an welcher Stelle im System sich der Fehler befindet.
• Das System aus Fig. 5 weist einen Schaltkreis 106 zur Umwandlung der Überträgerdaten auf, dessen Eingang an den Sensor 82 des Übertragers 80 angeschlossen ist und dessen Ausgang an den Datenbus 88 angeschlossen ist, um ein Übertragerdatensignal an die CPU zu liefern, das der Position der Druckwalze 10 entspricht, die von Zylinder 64 festgestellt wird. Ein Koordinaten-Datenwandlerkreis 108 hat zwei Eingänge, die mit einem feinen und einem groben Koordinatenausgang eines Koordinatengerätes 110 verbunden sind, das mit der Welle des Antriebsmotors 25 des Hauptschlittens gekoppelt ist. Das Ausgangsignal des Koordinatenwandlers entspricht der horizontalen Position des Messerblatts 14 und des Hauptschlittens 20, die mit dem Durchmesser des Blocks und dem Messerverstellwinkel während des Abschälens in Beziehung steht. Daher legt die Stellung des Hauptschlittens auch die Stellung des Messerunterschlittens 21 und der Nockenfolgerolle 22 auf der Messerverstellschiene 24 fest. Eine Wertetabelle des Messerverstellwinkels gegenüber der Stellung der Nockenfolgerolle auf der Verstellschiene wird von Hand durch die Bedienungsperson über das Terminal 86 für jede Messerverstellschienen-Nockenfläche in den Computerspeicher eingegeben und im Speicher 96 gespeichert. Daher erhält die CPU 84 ein Messerverstellwinkelsignal aus dem Speicher, das dem Winkel des Messers 14 entspricht, der von der Nockenbahn oder dem Messerverstellblatt 24 an der Position erzeugt wird, die die Nockenfolgerolle 22 zum Verschwenken des Messerschlittens 21 einnimmt. Auf ähnliche Weise werden eine oder mehrere Wertetabellen des Schneidspalts gegenüber dem Blockradius für eine gegebene Furnierdicke und Holzart im Rechnerspeicher 96 gespeichert. Aus dieser gespeicherten Information und den Daten, die an den Wandlern 106 und 108 ankommen, bestimmt die CPU 84, auf welchen Referenzwert der Schneidspalt eingestellt werden sollte, vergleicht diesen Referenzwert mit dem eingestellten Spalt und verringert den tatsächlichen Spalt, bis er gleich dem Referenzwert ist. Ein Steuersignal am Ausgang des Digital-Analogwandlers 112 wird auf das Steuerventil 78 des Zylinders 64 gegeben, um den Schneidspalt zu verringern, bis er gleich dem Referenzwert ist, was entsprechend der Verringerung des Blockdurchmessers und Veränderungen des Messerverstellwinkels während des Abschälens geschieht. Dieses Steuersignal zur Schneidspaltverstellung wird von der CPU als digitales Signal erzeugt, das durch den Digital-Analogwandler 112 geschickt wird, um es in ein analoges Signal zu wandeln, bevor es auf das Steuerventil gegeben wird. Das Steuersignal veranlaßt das Ventil 78 dazu, die Stellung des Kolbens innerhalb des Zylinders 64 zu verändern, und die Stellung dieses Kolbens wird dann vom Übertrager 80 und seiner zugehörigen Sensorstange 82 erfaßt, um ein Druckwalzenstellungssignal zu erzeugen. Dieses Druckwalzenstellungssignal gelangt über den Übertragerdatenwandler 106 und Bus 88 zum Vergleich mit dem im Speicher 96 gespeicherten Schneidspaltwerten an den Rechner. Der Schneidspalt wird verstellt, bis er gleich dem Spalt für den speziellen Durchmesser des Blocks 12 und den Messerverstellwinkel ist, wie in den graphischen Darstellungen der Fig. 8A bis 8B dargestellt.
• Wie in Fig. 7A gezeigt, wird der Messerverstellwinkel θ während des Abschälens verstellt, wenn der Durchmesser des Blocks 12 abnimmt. Der Verstellwinkel ist der Winkel zwischen der Vorderfläche 114 des Messers und der vertikalen Ebene 30, die durch die Spitze 122 des Messers verläuft. Für Blöcke aus Kiefer südlicher Herkunft mit einem Radius von ungefähr 20 inch (508 mm) beträgt der Verstellwinkel θ &sub0; ungefähr +0,400 Grad. Wenn der Radius des Blocks von 20 inch (508 mm) auf etwa 5 inch (127 mm) abnimmt, verringert sich der Winkel θ allmählich linear um 0,7 Grad mit konstanter Steigung bis zu einem Winkel θ &sub1; von etwa -0,300 Grad. Dann ändert sich der Winkel schneller, wenn der Blockradius unter 5 inch (127 mm) abnimmt, bis der Verstellwinkel θ &sub2; bei einem Radius von 2 inch (50,8 mm) etwa -1,300 Grad beträgt, wie durch Kurve 128 in Fig. 8B dargestellt. Es ist zu bemerken, daß der Verstellwinkel 0 Grad beträgt, wenn der Blockradius 11 inch (279,4 mm) für die in Fig. 8B gezeigt Kurve ist.
• Die Drehachse 18 des Blocks 12 ist um einen Abstand D in Fig. 7A von der Drehachse 116 der Druckwalze 10 versetzt, so daß D=Rb + R&sub1; + t; wobei Rb der Radius der Druckwalze ist; R&sub1; der Radius des Blocks und t die Dicke des Holzfurnierstreifens 118 ist. Der Verstellwinkel θ verändert sich entsprechend den Durchmesseränderungen des Blocks in einer Weise, die durch die Steigung der in Fig. 1 gezeigten Nocken- oder Verstellschiene 24 festgelegt ist. Daher ist die Verstellschiene 24 von ihrem rechten Ende zu ihrem linken Ende hin nach unten geneigt, wobei diese Neigung für den größten Teil ihrer Länge für Blöcke von 20 inch (508 mm) Radius konstant ist, bis ein Abschnitt 120 veränderlicher Neigung für Blöcke von 5 inch (127 mm) Radius und darunter erreicht wird. Es ist auch zu bemerken, daß die Spitze 122 des Schneidblatts 14 den Block 12 an einem unterhalb der die Achsen 18 und 116 verbindenden horizontalen Linie gelegenen Punkt berührt. Die Linie, die die Spitze des Schneidblatts und die Blockachse 18 verbindet, bildet einen Winkel θ &sub2; mit der horizontalen Linie, die senkrecht zur vertikalen Ebene 30 verläuft und sich durch eine solche Messerspitze 122 erstreckt, die gleich dem Verstellwinkel θ &sub2; für einen Block von 2 inch (50,8 mm) Radius ist, dem kleinsten Blockdurchmesser, bis zu dem der Block geschält werden kann.
• Der Schneidspalt G ist die kürzeste Entfernung zwischen der Druckwalze 10 und dem Messerblatt, er wird von der Druckwalze zur Rückseite 123 des Schneidblatts 114 entlang einer Linie gemessen, die senkrecht zur Rückseite ist und durch die Achse 116 der Walze verläuft, wie in Fig. 7A und 7B gezeigt. Wenn der Block 12 vom Schneidblatt 14 geschält wird, um eine Furnierschicht 118 der Dicke t abzunehmen, verringert sich der Blockradius R&sub1; genügend, um einen Fehlabstand E zwischen der Druckwalze und der Oberfläche des Blocks zu erzeugen, wie in Fig. 7B dargestellt. Dieser Fehlabstand E muß auf Null reduziert werden, so daß die Druckwalze den Block berührt und der Schneidspalt Abstand G auf dem richtigen Wert gehalten wird, um einen genügenden Druck auf den Block auszuüben und Furnier der gewünschten Dicke t herzustellen. Diese Einstellung des Schneidspalts G wird durch eine Bewegung der Druckwalze 10 in horizontaler Richtung nach rechts in der Richtung des Pfeils 124 in Richtung auf das Schneidblatt und längs einer Linie zwischen der Achse 116 und der Drehachse 18 des Blocks erreicht. Sobald der Fehlabstand E auf Null reduziert worden ist, ist der Abstand D zwischen der Blockachse 18 und der Drehachse 116 der Druckwalze 10 wieder durch D=Rb + R&sub1; + t gegeben.
• Die Verstellung des Schneidspalts beim Abschälen von Kiefer südlicher Herkunft kann entlang der Kurve 126 in Fig. 8A geschehen, in der der Schneidspalt G in inch auf der senkrechten Achse gegenüber dem Blockradius R&sub1; in inch entlang der waagerechten Achse dargestellt ist. Daher verringert sich der Schneidspalt von einen Maximum von etwa 0,200 inch (5,08 mm) bei einem Blockradius von 20 inch (508 mm) auf ein Minimum von etwa 0,150 inch (3,81 mm) bei einem Blockradius von 2 inch (50,8 mm). Zusätzlich verändert sich der Messerverstellwinkel θ mit dem Blockradius entlang Kurve 128 von +0,400 Grad bei einen Blockradius von 20 inch (508 mm) auf -1,300 Grad bei einen Blockradius von 2 inch (50,8 mm), wie in Fig. 8B gezeigt. Sowohl die Verstellung des Schneidspalts als auch die des Verstellwinkels werden durch das elektrische Regelsystem nach Fig. 5 ausgeführt. Daher wird der Schneidspalt G gemäß der Kurve 126 durch den Zylinder 64 über die Bewegung der Kolbenstange 68, des Exzenters 74 und des Walzenschlittens 32 unter der Steuerung des Steuerventils 78 und des Positionssensorübertragers 80 durch das Rechnersystem verstellt. Der Messerverstellwinkel θ wird aber entlang Kurve 128 durch die Bewegung des Hauptschlittens 20 durch die Schraubenführung 27 verstellt, welche die Nockenfolgerolle 22 dazu veranlaßt, über die Messerverstellschiene 24 abzurollen und den Messerschlitten 21 zu verschwenken. Der Verstellwinkel wird durch das Ausgangssignal des Koordinatenwandlers 110 angezeigt, das der horizontalen Stellung des Hauptschlittens 20 entspricht. Diese Schlittenstellung wird durch die CPU 84 mit der im Rechnerspeicher 96 gespeicherten Schneidwinkeltabelle zusammengeschaltet, um ein Signal zu erzeugen, das dem richtigen Verstellwinkel für die spezielle Stellung des Messerschlittens auf der Verstellschiene entspricht.
• Letzendlich wird der Schneidspalt G vom elektrischen Regelsystem aus Fig. 5 gesteuert, um den Schneidspalt in Übereinstimmung mit Kurve 126 entsprechend der Verringerung des Blockdurchmessers beim Abschälen und entsprechend der Veränderung des Messerverstellwinkels zu verringern. Selbstverständlich ist es möglich, verschiedene Messerwinkeltabellen für verschiedene Holzarten, wie etwa Weißtanne anstelle von Kiefer südlicher Herkunft, in den Rechnerspeicher 96 einzugeben, wobei sich die Verstellwinkelkurve 128 und die Schneidspaltkurve 126 entsprechend ändern würden.
• Die beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung schaffen so eine verbesserte Rundschälmaschinenvorrichtung mit automatischer Einstellung des Spalts zwischen der Druckwalze und des Messers während des Schälvorgangs entsprechend der Verringerung des Blockdurchmessers und/oder Veränderungen des Messerverstellwinkels. Die Einstellung des Schneidspalts wird zwecks vielseitigeren Betriebs durch ein elektrisches Regelmittel entsprechend Veränderungen der Holzart oder der Holzeigenschaften des abzuschälenden Blocks geregelt.
• Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung schafft auch eine verbesserte Rundschälmaschinenvorrichtung zur Verwendung mit einer Druckwalze große Durchmessers, um während des Abschälens die Rolle in Berührung mit dem Block zu halten und den richtigen Druck auf den Block auszuüben, um Furnier von hoher Qualität und im wesentlichen gleichförmiger Dicke zu erzeugen.
• Die beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung schaffen auch eine Rundschälmaschinenvorrichtung, in der die Druckwalze in einer einfachen und genauen Weise verstellt wird, um den in einer ein flachen und genauen Weise verstellt wird, um den Schneidspait beim Abschälen zu verringern, und in der sie auch zwischen einer Stellung in Kontakt mit dem Block und einer zurückgezogenen Stellung mit Abstand zum Block bewegt wird, um ein Runddrehen des Blocks vor dem Abschälen zu ermöglichen. Die Druckwalze hat eine großen Durchmesser von 1,5 inch (38 mm) und/oder die 15-fache Dicke des Furniers, um für eine effiziente Arbeitsweise ein Verklemmen zu verhindern und das Stumpfwerden des Messers zu vermindern, während gleichzeitig die Qualität des Furniers verbessert wird. Die auf den Block von der Druckwalze aufgebrachte Druckkraft wird während des Abschälvorgangs auf dem richtigen Wert gehalten, der nicht zu hoch ist, um eine Beschädigung des Furniers zu verhindern. Die Druckwalze ist angetrieben und bringt eine weitere Antriebskraft auf dem Block auf, zusätzlich zu der, die von den Antriebsspindeln an den gegenüberliegenden Enden des Blocks geliefert wird, wobei die von der Druckwalze auf den Block ausgeübte Druckkraft während des Abschälvorgangs in wesentlichen gleichförmig gehalten wird, um ein Herausdrehen des Blocks aus den Spindeln zu verhindern.

Claims (11)

1. Funier-Rundschälmaschine, umfassend:

Antriebsnittel (48) zum Drehen eines Blocks um eine Rotationslängsachse (18);

Schneidmittel (14, 20, 21) zum Schneiden eines Streifens Holz furnier von besagtem Block mit einem Messerblatt (14), während der Block gedreht wird;

Vorschubmittel (25, 27) zum Vorwärtsbewegen besagten Messerblatts (14) in Richtung auf den Block, wobei besagter Block abgeschält wird, um seinen Durchmesser auf einen Kleinstdurchmesser zu verringern;

Messerverstellwinkel-Einstellmittel (21, 22, 24) zum Einstellen des Verstellwinkels des besagten Messerblatts (14) während des Abschälens;

Ein angetriebenes Druckwalzenmittel (46, 10) zum Aufbringen von Druck auf die Oberfläche der Seite des besagten Blocks, wobei das besagte Druckwalzenmittel (10) den Block wenigstens auf einem größeren Teil seiner Länge an einer Berührungsstelle vor dem besagten Messerblatt (14) berührt; und einem elektrisch geregelten Spalteinstellmittel (84, 64, 78) zum Vorwärtsbewegen des Druckwalzenmittels (10), um den Messerspalt (G) zwischen besagten Druckwalzenmittel (10) und besagtem Messerblatt (14) zu verringern, um die Berührung mit besagten Block mit dem richtigen Druck aufrechtzuerhalten, wenn der Durchmesser des Blocks abnimmt;

dadurch gekennzeichnet, daß besagtes Druckwalzenmittel (46, 10) einen Durchmesser von mindestens 1,5 inch (38 mm) hat und von Kupplungen (50) an den gegenüberliegenden Enden davon angetrieben wird; und dadurch, daß das besagte elektrische Regelmittel (84) das besagte Spalteinstellmittel (64, 78) in einer vorbestimmten Weise entsprechend der Abnahme des Blockdurchmessers und gemäß gespeicherten Messerspaltdaten regelt, welche einer gewählten Holzart entsprechen.

2. Rundschälmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Druckwalze (10) wenigstens das 15- fache der Funierdicke beträgt.

3. Rundschälmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungen an den gegenüberliegenden Enden des Druckwalzenmittels (10) Keilwellenkupplungen (50) sind.

4. Rundschälmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckwalzenmittel (10) auf mit Abstand entlang besagtem Druckwalzenmittel angeordneten Nadellagern (54) montiert ist, wobei die besagten Lager auf die Welle (62) dieses Druckwalzenmittels aufgekeilt sind, um eine Drehung eines Lagerinnenrings (58) eines jeden Nadellagers zu verhindern.

5. Rundschälmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadellager (54) in Spalten (55) in der Außenfläche des Druckwalzenmittels (10) montiert und auf seine Welle (62) bei besagten Spalten festgekeilt sind.

6. Rundschälmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel (84) ein exzentrisches Mittel (74) einschließt, das durch ein elektrisch betätigtes Drehmittel um seine Drehachse gedreht wird.

7. Rundschälmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmittel ein Fluidzylindermittel (64) einschließt.

8. Rundschälmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylindermittel (64) durch ein Ventilmittel (78) betätigt wird, das durch ein von besagten elektrischen Regelmittel (84) erzeugtes, elektrisches Regelsignal geregelt wird.

9. Rundschälmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylindermittel (64) ein Sensormittel (80) zum Erfassen der Stellung des Kolbens (68) des besagten Zylindermittels aufweist.

10. Rundschälmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelmittel (84) ein Fluidzylindermittel (64) aufweist, das durch das elektrisch betätigte Ventilmittel (78) betätigt wird.

11. Rundschälmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilmittel (78) durch ein elektrisches Computermittel (84) betätigt wird, entsprechend einem Ausgangssignal eines Erfassungsmittels zum Erfassen der Stellung des Messerblatts (14), das dem Blockdurchmesser entspricht und einem Ausgangssignal eines Sensormittels (80) zum Erfassen der Stellung des Druckwalzenmittels (10).