DE4238089A1

DE4238089A1 -

Info

Publication number: DE4238089A1
Application number: DE4238089A
Authority: DE
Inventors: Alpo Kalliokoski
Original assignee: Sunds Defibrator Woodhandling Oy
Current assignee: Metso Paper Pori Oy
Priority date: 1991-11-11
Filing date: 1992-11-11
Publication date: 1993-05-13
Also published as: US5293917A; FI88371B; SE9203287D0; CA2081874C; SE506564C2; AT402709B; SE9203287L; ATA222592A; CA2081874A1; FI915321A0

Description

Die Erfindung betrifft einen Scheibenspaner und ein Verfahren zur Beschickung des Scheibenspaners mit langen Holzstücken auf eine mit Messern versehene, um eine horizontale Achse ro tierenden Scheibe in der Art und Weise, daß das Holzstück auf die Messerscheibe in einem spitzen Zuführwinkel auftrifft, wobei der spitze Zuführwinkel (oder der Winkel zwischen der Ausrichtung des Holzstückes und der Scheibenebene, d. h. der Winkel des Holzstückes senkrecht zur Scheibenebene) erzielt wird, indem der Winkel um die Scheibenachse mit der spitzwin keligen Neigung des Holzstückes kombiniert wird, d. h., daß mit der projektion des Winkels zwischen der Ausrichtung des Holzstückes und der horizontalen Richtung auf die Scheibene bene ein spitzer Drehwinkel um die vertikale Achse kombiniert wird, d. h. die projektion des Winkels zwischen dem Holzstück und der Ebene der Scheibe auf die horizontale Ebene. Die Er findung betrifft weiterhin einen Scheibenspaner zum Zerspanen von langen Holzstücken, wobei der Spaner eine um eine hori zontale Achse rotierende Scheibe, die mit Messern und einer geneigten Beschickungsrutsche versehen ist, aufweist, wobei der Winkel zwischen der Beschickungsrutsche und der Messer scheibe spitz ist, und wobei der spitze Winkel zwischen der Beschickungsrutsche und der Ebene der Scheibe senkrecht zur Scheibenebene und in Ausrichtung der Rutsche durch Kombina tion einer Projektion des spitzen Drehwinkels um die verti kale Achse, auf die Ebene der Scheibe um die vertikale Achse, d. h. einer Projektion des Winkels zwischen der Beschickungs rutsche und der Ebene der Scheibe auf eine horizontale Ebene mit dem spitzen Neigungswinkel der Beschickungsrutsche um die Achse der Rutsche, d. h. dem Winkel zwischen der Ausrichtung der Rutsche und einer Horizontalen gebildet wird.

In der holzverarbeitenden Industrie sind gegenwärtig allge mein Scheibenspaner zum Zerspanen von Holz vor der Weiterver arbeitung in Gebrauch. Ein Scheibenspaner ist im finnischen Patent 79 799 beschrieben.

Bei der Beschickung mit Holz trifft das Holzstück auf die Messerscheibe in einem Winkel auf, der bei einem horizontal beschickten Spaner durch den Winkel zwischen dem Beschic kungsförderer und der Messerscheibe in einer horizontalen Ebene erreicht wird, oder bei einem durch eine Rutsche be schickten Spaner durch den Neigungswinkel der Rutsche zu einer vertikalen Ebene. Versuche haben gezeigt, daß die Spanqualität verbessert wird, wenn der Auftreffwinkel zwischen dem Holz und der Messerscheibe verkleinert wird.

Bei einem horizontal beschickten Spaner ist dies leicht durchführbar, da die Winkeländerung in der Bodenebene durch geführt wird. Bei einem horizontal beschickten Spaner tritt jedoch das Problem auf, daß kurze Holzstücke nicht dem Spaner zugeführt werden können, da ein horizontaler Förderer nicht bis an die Messerscheibe herangebaut werden kann.

Eine steile Rutsche für einen rutschenbeschickten Spaner vor zusehen, wie auch die Beschickung mit Holz, ist schwierig. Desweiteren führt eine steile Rutsche zu einer ungeregelten Beschickung und zu einer Beschickung mit hoher Vorschubkraft. Gegenwärtig sind rutschenbeschickte Spaner am Markt, die einen annehmbaren Rutschenmündungswinkel zwischen einem klei nen Holzstück und der Messerscheibe erzielen, in dem die Achse der Messerscheibe geneigt wird. Bei dieser Anordnung tritt das Problem auf, daß alle Teile auf einer geneigten Fläche angeordnet werden müssen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Scheibenspa ner sowie ein Verfahren zur Beschickung desselben aufzuzei gen, bei dem die nach dem Stand der Technik vorliegenden Pro bleme nicht auftreten.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus Patentanspruch 1 und 3. Unteransprüche zeigen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.

Ein Kennzeichen des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß dieser Erfindung ist, daß der Beschickungswinkel 34° nicht übersteigt.

Die erfindungsgemäße Beschickungseinrichtung erzielt einen kleinen Beschickungswinkel mit einer leicht geneigten Rut sche, indem die Holzstücke in der Weise der Messerscheibe zu geführt werden, daß der Spanereingang eine Zwischenform zwi schen der eines horizontal beschickten Spaners und eines be kannten rutschenbeschickten Spaners aufweist. Diese Beschic kungseinrichtung erzielt eine gesteuerte Beschickung des Spaners, wobei die Höhe der Beschickungsrutsche beträchtlich geringer ist als nach dem Stand der Technik und die durch die Gravitation verursachte Vorschubkraft gering, aber angemessen ist. Darüber hinaus wird das Holz bei einer leicht geneigten Rutsche besser auf die Basis der Rutsche zu gerichtet, deren Neigungswinkel jedoch groß genug ist, daß sich das Holz zur Messerscheibe hin bewegt.

Nachfolgend wird die Erfindung im Detail unter Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines herkömmli chen rutschenbeschickten Spaners;

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen horizontal beschickten Spaner;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines bekannten rutschenbe schickten Spaners mit geneigter Rutsche;

Fig. 4 die Positionierung der bereits erwähnten Be schickungsöffnungen des Spaners;

Fig. 5 zeigt die Auswirkungen des Beschickungswinkels auf die Spanbildung;

Fig. 6, 7 und 8 schematische Darstellungen der erfindungsgemäßen Spaneranordnung, wobei

Fig. 6 eine Ansicht im rechten Winkel zur Scheibenebene und zur Beschickungsrutsche,

Fig. 7 die horizontal in Richtung ihrer Achse betrach tete Scheibe und

Fig 8 die Draufsicht der Scheibe zeigen.

Die gebräuchlichste Bauart am Markt entspricht einem in Fig. 1 gezeigten rutschenbeschickten Spaner. Ebenso gebräuchlich sind horizontal beschickte Spaner, wie in Fig. 2 darge stellt. Der Spaner besteht aus einem Antriebsmotor 1, einem Schalter 2, einer Messerscheibe 3 auf einer horizontalen Welle 8, einem Gehäuse 7, einer Zulieferrutsche 5 und Lagern 4.

Der in Fig. 1 gezeigte Spaner wird mit Hilfe der Rutsche 5 beschickt, in der das Endstück eines Holzstückes 6 durch die Gravitation gegen die Messerscheibe 3 gedrückt wird. Die Rut sche 5 ist relativ zur vertikalen Achse geneigt und der Ge samtneigungswinkel α ist beinahe 90°. Der Zuführwinkel α ist der Winkel zwischen der Ebene des Baumstammes und der Scheibe in der Ebene der Scheibenwelle, d. h. im rechten Winkel bezüg lich der Scheibenebene. In der von oben betrachteten Projek tion liegt der Baumstamm in einem kleinen Winkel zur Schei benachse, da die Zulieferrutsche 5 ebenfalls geringfügig re lativ zur vertikalen Achse gedreht ist. Der Zuführwinkel α kann durch Erhöhen des Neigungswinkels der Rutsche verschmä lert werden.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Spaner ist die Zulieferrutsche 5 horizontal ausgerichtet und das Holzstück 6 wird horizontal von einem Förderer gegen die Messerscheibe gepreßt. Der Be schickungswinkel α ist durch den Winkel zwischen der schrägen Vorschubrichtung des horizontalen Förderers und der Ebene der Scheibe auf einer horizontalen Ebene gebildet. Das Problem dabei ist jedoch, daß kurze Holzstücke dem Spaner nicht zuge führt werden können, da der Förderer nicht an die Messer scheibe heran gebaut werden kann.

Bei den bekannten Lösungen ist der Zuführwinkel α 36-38°. Untersuchungen haben gezeigt, daß eine höhere Spanqualität erzielbar ist, wenn der Zuführwinkel α des Holzstückes 6 re lativ zur Messerscheibe kleiner ist, d. h. eine daraus gezo gene neue Erkenntnis ist ein kleinerer Beschickungswinkel β.

Ein Span 16 wird, wie in Fig. 5 gezeigt, vom Holzstück 6 durch die Scherkraft b und durch die Spaltkraft a eines Mes sers 15 abgenommen. Eine große Scherkraft b führt zum Fest klemmen des Kopfbereiches des Spanes 16, während andererseits die Spaltkraft a den Span dünner macht und sein Ablösen er leichtert sowie das Festklemmen und den Leistungsbedarf ver ringert. Der Spanwinkel λ ist der Winkel zwischen der senk rechten Richtung des Baumstammes und der dem Baumstamm abge wandten Messerfläche. Die Spaltkraft a steigt rasch mit dem Spanwinkel λ an. Die Schneidkante des Messers 15 sollte aus Gründen der Haltbarkeit etwa 32° bis 35° aufweisen, so daß eine Erhöhung des Spanwinkels λ durch die Reduzierung des Zu führwinkels α auf den Winkel β erfolgen sollte. Daraus folgt, daß bei β<α eine bessere Spanqualität erzielt wird.

Die Zuführung eines langen Holzstückes bei einem in Fig. 1 gezeigten Spaner ist problematisch, wenn die Rutsche einen verringerten Zuführungswinkel β aufweist, d. h. einen sehr spitzen Neigungswinkel von 90°. Aus diesem Grund wurde der in Fig. 3 gezeigte rutschenbeschickte Spaner entwickelt. Dabei steht die Messerscheibe 3 im Winkel zur Rutsche 5 und der Zuführungswinkel wurde so auf einen Winkel β wischen der Richtung des Holzstückes und der Scheibenebene reduziert. Der in Fig. 3 gezeigte Spaner ist jedoch nicht ohne Probleme aufzubauen, zu installieren und zu warten.

In Fig. 4 sind in einem Bild Beschickungsöffnungen 11-14 zwischen der Zulieferrutsche 5 und dem Gehäuse 7 sowie ver schiedene Positionierungen des Baumstammes 6 in der Öffnung für die drei vorstehend beschriebenen Lösungen beschrieben, wobei die Umlaufrichtung der Scheibe für jede Alternative an der fraglichen Öffnung mit einem Pfeil bezeichnet ist.

Fig. 7 und 8 zeigen das erfindungsgemäße Zuführen von Holz zur Messerscheibe 3 auf der Basis der Wahl des gewünschten Zuführungswinkels β, wie in Fig. 6 gezeigt, der beispielsweise 30-34° sein kann. Die Zulieferrutsche 5, die von oben gesehen (Fig. 8) einen Winkel γ mit der Scheibenebene bildet, ist ebenfalls, wie in Fig. 7 gezeigt, um einen Winkel ω um die senkrechte Achse der Messerscheibe 3 in der Weise geneigt, daß eine geeignete Neigung zur Zuführung des Holzes zur Messerscheibe erzielt wird, die beträchtlich kleiner ist als 90° -α (Fig. 1). Der Winkel ω beträgt dann 30-60°. Der Winkel γ ist die Summe des Zuführungswinkels β und des Neigungswinkels ω.

Die Beschickung mit Holz gemäß der Erfindung kann auch ober halb der Mittelachse angeordnet sein, wobei die Zulieferrut sche 5′, in unterbrochenen Linien dargestellt, auf die linke Seite der Scheibe in Fig. 7 und 8 aus der entgegengesetzten Richtung, d. h. von links auftrifft, wenn die in Fig. 7 ge zeigte Scheibenumdrehung gegen den Uhrzeigersinn erfolgt. In jedem Fall erfolgt der Vorschub des Holzes in der gleichen Richtung wie die Bewegung der Scheibenoberfläche. D. h., daß die horizontalen und vertikalen Komponenten in der Projektion auf die Scheibenebene in Vorschubrichtung den horizontalen und vertikalen Komponenten der Bewegung der Scheibenoberflä che entsprechen.

Bei der in Fig. 7 und 8 gezeigten Beschickung werden der ge wünschte Auftreffwinkel β, eine geringe Beschickungshöhe und eine leicht geneigte Rutsche erreicht, wobei der Aufbau des Spaners horizontal gehalten werden kann.

Die geringfügige Neigung der Zulieferrutsche 5 verringert die Anschlagkraft der Holzstücke 6 auf der Messerscheibe 3 und erlaubt einen gleichmäßigen Vorschub entlang dem Rutschenun terteil. Diese Eigenschaften verbessern weiter die Qualität der Späne.

Nachfolgend sind die verschiedenen, im Text erläuterten Win kel zusammenfaßt:

1. Der Zuführungswinkel oder Auftreffwinkel α oder β ist der Winkel zwischen dem Baumstamm und der Scheibenebene in Richtung des Baumstammes in einer zur Scheibenebene senk rechten Ebene.
2. Der Neigungswinkel des Baumstammes bzw. der Zulieferrut sche ω ist der Winkel zwischen der Richtung des Baumstam mes oder der Rutsche und einer Horizontalen in der Pro jektion auf die Achse der Messerscheibe zu gesehen.
3. Der Drehungswinkel γ in der horizontalen Ebene um die vertikale Achse ist die Projektion des Winkels zwischen dem Baumstamm und der Ebene der Messerscheibe auf eine horizontale Ebene. (Bei der bekannten horizontalen Beschickung ist der Drehungswinkel γ=Beschickungswinkel.)

Diese Winkel beziehen sich auf die Rotationsachse der Scheibe in der Scheibenebene gegen die Senkrechte.

Claims

1. Verfahren zum Zuführen von langen Holzstücken in einen Scheibenspaner zu einer mit Messern versehenen Scheibe, die um eine horizontale Welle umläuft, in der Weise, daß das Holzstück auf die Messerscheibe in einem spitzen Zuführungs winkel auftrifft, wobei der spitze Zuführungswinkel (oder der Winkel zwischen der Richtung des Holzstückes und der Schei benebene d. h. der Winkel des Holzstückes senkrecht zur Scheibenebene) dadurch erzielt wird, daß mit der spitzwinkli gen Neigung des Holzstückes der Winkel zur Achse der Scheibe kombiniert wird, d. h., daß mit der Projektion eines Winkels zwischen der Richtung des Holzstückes und der horizontalen Richtung auf die Ebene der Scheibe ein spitzer Drehungswinkel um die vertikale Achse kombiniert wird, d. h. die Projektion des Winkels zwischen dem Holzstück und der Scheibenebene auf eine horizontale Ebene, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführungswinkel nicht größer als 34° ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel 30-60° beträgt.

3. Scheibenspaner zum Zerspanen von langen Holzstücken, mit einer um eine horizontale Welle (8) umlaufenden Scheibe (3), die mit Messern (15) versehen ist, und einer geneigten Zulie ferrutsche (5), wobei ein Winkel (β) zwischen der Zuliefer rutsche (5) und der Ebene der Messerscheibe spitz ist, und der spitze Winkel (β) zwischen der Zulieferrutsche und der Scheibenebene senkrecht zur Ebene der Scheibe und in Richtung der Rutsche dadurch gebildet ist, daß ein spitzer Neigungs winkel (ω) der Zulieferrutsche (5) zur Achse der Rutsche, d. h. der Winkel zwischen der Richtung der Rutsche und der hori zontalen Richtung, mit einer Projektion auf die Ebene der Scheibe um die vertikale Achse des spitzen Drehungswinkels (γ) um die vertikale Achse kombiniert wird, d. h. mit einer Projektion des Winkels zwischen der Zulieferrutsche (5) und der Ebene der Scheibe (3) auf eine horizontale Ebene, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführungswinkel (β) nicht größer ist als 34°.

4. Scheibenspaner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel (ω) 30- 60° beträgt.

5. Scheibenspaner nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektion der Zuführungsrichtung der Zulieferrutsche (5) in Richtung der Scheibe (3) sowohl vertikale als auch ho rizontale Komponenten hat, die in dieselbe Richtung wie die horizontalen und vertikalen Komponenten der Bewegungsrichtung der Oberfläche der Scheibe (3) am Beschickungspunkt weisen.

6. Scheibenspaner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulieferrutsche (5) auf die Scheibe (3) entweder in der oberen oder der unteren Hälfte der Scheibe (3) auftrifft.