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Die
vorliegende Erfindung betrifft Oberflächenhobel mit Zuführwalzen
mit variabler Geschwindigkeit sowie Herstellverfahren dafür.
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Oberflächenhobel
sind normalerweise mit zwei Zuführwalzen
versehen, eine auf der Einführseite
und die andere auf der Ausführseite
des Drehschneidkopfs, um ein Holzbrett, das eben gehobelt werden
soll, relativ zu dem Schneidkopf mit einer festen Geschwindigkeit
zu bewegen. Die einzige Einstellmöglichkeit, die ein Bediener
typischerweise hat, um einen feineren oder gröberen Schnitt auszuführen, ist
die Position, um die der Schneidkopf von der Stützplatte beabstandet ist, die
die Schnitttiefe bestimmt. Wenn ein feinerer Schnitt ausgeführt werden soll,
wird eine sehr kleine inkrementelle Einstellung zwischen den einzelnen
Oberflächenhobelschritten gemacht.
Wenn aber gewünscht
wird, einen groben Schnitt auszuführen, wird die Schnitttiefe
zwischen den einzelnen Oberflächenhobeldurchgängen recht stark
verstellt, so dass das Material schneller entfernt wird.
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In
der Vergangenheit gab es bereits begrenzt erfolgreiche Ansätze, die
Geschwindigkeit des Bretts, das eben gehobelt werden soll, relativ
zu dem Schneidkopf stufenlos zu variieren. Das
US-Patent 3,718,168 der Rockwell Manufacturing
Company offenbart eine Riemenantriebszuführwalze, wo das Antriebsverhältnis durch
den Benutzer unter Verwendung eines Riemenscheibensystems mit variablem Durchmesser
variiert werden kann. Das
US-Patent 4,440,204 von
Shopsmith Inc. offenbart einen Oberflächenhobelansatz für ein Mehrzweckwerkzeug,
das mit einem separaten Antriebsmotor mit variabler Geschwindigkeit
versehen ist, um die Zuführwalzen
vorwärts
zu bewegen. Die Geschwindigkeit der Zuführwalzen kann von dem Benutzer
abhängig
von den Eigenschaften des eben zu hobelnden Brettes variiert werden.
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Die
herkömmlichen
Oberflächenhobel
mit variabler Zuführgeschwindigkeit
sind aber recht sperrig und auch teuer.
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EP-A-0 321 390 offenbart
einen Oberflächenhobel
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen einfachen, robusten,
kostengünstigen
Oberflächenhobel
mit mehreren Geschwindigkeiten zu schaffen.
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Ein
Oberflächenhobel
der vorliegenden Erfindung weist die Merkmale des Patentanspruchs
1 auf. Er ist versehen mit einem Motor mit einem Motorabtriebselement,
einem Drehschneidkopf, der operativ mit dem Motorabtriebselement
verbunden ist, und zumindest einer Förderwalze, die parallel zu dem
Drehschneidkopf und angrenzend daran vorgesehen ist, um ein abzuhobelndes
Holzbrett relativ zu dem Drehschneidkopf zu bewegen. Ein mehrstufiges Getriebe
ist zwischen dem Motor und der Förderwalze
vorgesehen. Das mehrstufige Getriebe hat einen Antrieb, der mit
dem Motor verbunden ist, und einen Abtrieb, der antreibbar mit einer
Förderwalze
verbunden ist. Das mehrstufige Getriebe hat eine Stufe mit zwei
Geschwindigkeiten, die mit einem vom Bediener betätigbaren
Geschwindigkeitsauswahlelement versehen ist, das, wenn es zwischen
zwei Positionen umgeschaltet wird, das endgültige Antriebsverhältnis und
die resultierende Geschwindigkeit verändert, was zu einer Veränderung
der Geschwindigkeit der Förderwalzen
führt.
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Die
Stufe mit den zwei Geschwindigkeiten wird durch einen Planetengetriebesatz
geschaffen, der vorzugsweise die abschließende Stufe ist und von den
verbleibenden Stufen des mehrstufigen Getriebes beabstandet vorgesehen
ist.
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KURZE BESCHREIBUNG VON ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Oberflächenhobels der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
eine schematische Draufsicht eines Oberflächenhobels mit einer Geschwindigkeit;
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3 ist
eine schematische Draufsicht eines Oberflächenhobels mit zwei Geschwindigkeiten;
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4 ist
eine Querschnittsansicht des Getriebes in dem schnellen Geschwindigkeitsmodus;
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5 ist
eine Querschnittsansicht des Getriebes in dem langsamen Geschwindigkeitsmodus; und
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6 ist
eine Querschnittsansicht des Ritzelelements, das in dem Einzelgeschwindigkeitsmodus
verwendet wird.
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BESTE ART UND WEISE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
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Der
Oberflächenhobel 10 der
vorliegenden Erfindung ist schematisch in einer horizontalen Ansicht
dargestellt, während
er ein längliches
Holzbrett 12 abhobelt. Der dargestellte Oberflächenhobel 10 ist
eine tragbare Einrichtung auf einer Werkbank; die vorliegende Erfindung
ist aber auch nützlich
für ein großes stationäres auf
dem Fußboden
montiertes Werkzeug. Der Oberflächenhobel 10 besteht
aus einem Rahmen 14, der eine Platte 16 zum Stützen des Bretts
beinhaltet, das darauf positioniert ist, und eine Reihe von Säulen 18,
die sich relativ zu der Platte vertikal erstrecken. In der dargestellten
Ausführungsform
des Oberflächenhobels 10 ist
die Platte an dem Rahmen befestigt, und eine Motorschneidkopfanordnung 20 ist
vertikal relativ zu der Platte 16 mittels des Benutzers
bei einer Drehung eines Handrads 22 positionierbar, das
einem herkömmlichen
Höheneinstellmechanismus
mit Schraubantrieb zugeordnet ist, der an sich in der Technik bekannt
ist. Alternativ kann die Motorschneidkopfanordnung 20 relativ
zu dem Rahmen befestigt sein, und das Handrad 22 kann die Platte
anheben und absenken, wie es ebenfalls an sich in der Technik der
Oberflächenhobel
bekannt ist. Die Motorschneidkopfanordnung 20 besteht aus
einem Motor 24, einem Drehschneidkopf 26, zwei
Zuführwalzen 28 und 30,
die auf der Einführ-
bzw. der Ausführseite
des Schneidkopfs vorgesehen sind, und einem ersten Getriebe 32,
das ein mehrstufiges Getriebe mit einem ersten Getriebeabtriebselement 34 mit
verminderter Geschwindigkeit bildet. Das erste Getriebeabtriebselement 34 ist
operativ mit zumindest einer der Zuführwalzen 28 und 30 verbunden.
In gleicher Art und Weise ist der Motor 24 operativ in
einer antreibenden Beziehung mit dem Schneidkopf 26 verbunden.
Wenn der Motor eingeschaltet wird und mit seiner Betriebsgeschwindigkeit
läuft,
werden die Zuführwalzen
in einer ersten Richtung gedreht, so dass sie das Brett in den Oberflächenhobel
hinein und durch diesen hindurch bewegen, während der Schneidkopf in einer
entgegengesetzten Richtung gedreht werden wird, wie es in 1 veranschaulicht ist,
so dass die Schneidklingen an dem Schneidkopf 26 gegen
die Richtung des eintretenden Holzbretts 12 schneiden.
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Der
Oberflächenhobel
der vorliegenden Erfindung ist besonders dazu ausgestaltet, als
Teil einer Familie von kostenintensiven und kostengünstigen Werkzeugen
mit einer maximalen Menge an gemeinsamen Bauteilen hergestellt zu
werden. Ein relativ kostengünstiger
Oberflächenhobel 40 mit
einer Zuführgeschwindigkeit
ist in 2 veranschaulicht, während der relativ teure Oberflächenhobel 60 mit zwei Geschwindigkeiten
in 3 veranschaulicht ist. Der einzige Unterschied
zwischen dem Oberflächenhobel 40 mit
einer Geschwindigkeit und dem Oberflächenhobel 60 mit zwei
Geschwindigkeiten ist die Verbindung zwischen dem ersten Getriebeabtriebselement 34 und
der Ausführwalze 30.
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Der
in 2 veranschaulichte Oberflächenhobel 40 mit einer
Geschwindigkeit hat ein kreisförmiges
Antriebselement mit festem Durchmesser, nämlich ein Ritzel 36,
das an dem distalen Ende des ersten Getriebeabtriebselements 34 angebracht
ist. Das Ritzel 36 ist operativ mit einem entsprechenden
Ritzel 38 an einer Ausführantriebswalze 30 verbunden, welche
operativ mittels eines flexiblen Zugelements, nämlich einer Kette 42,
verbunden sind, die sich um sie herum erstreckt. Statt Ritzel und
Ketten zu verwenden, können
natürlich
auch Riemen und Riemenscheiben verwendet werden. In den beiden dargestellten
Ausführungsformen
sind die Ausführantriebswalze 30 und
die Einführantriebswalze 28 so
verbunden, dass sie sich gemeinsam in der gleichen Richtung drehen.
Die Ausführantriebswalze 30 ist
mit einem Ritzel 44 versehen, und die Einführantriebswalze 28 ist
mit einem Ritzel 46 versehen, die mittels einer Kette 48 verbunden
sind, die die Walzen dazu bringt, sich gemeinsam mit derselben Geschwindigkeit
zu drehen. Auch hier können
wieder Riemen und Riemenscheiben statt der Ritzel und Ketten verwendet
werden. Riemen und Riemenscheiben können glatt oder mit Zähnen versehen
sein. In gleicher Art und Weise verbinden zwei kreisförmige Antriebselemente
und ein flexibles Zugelement den Motor 24 und den Schneidkopf 26.
In der dargestellten Ausführungsform
wird diese Verbindung mittels eines Ritzels 50 an der Motorantriebswelle,
eines Ritzels 52 an dem Schneidkopf und einer sich um sie
herum erstreckenden Kette 54 erzielt.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
ist der dargestellte Motor 24 ein Motor mit einer doppelten Abtriebswelle,
d.h. mit einer Abtriebswelle, die sich von beiden axialen Enden
des Motors aus erstreckt; ein Ende ist dem Schneidkopf zugeordnet
und das andere Ende dem ersten Getriebe 32. Der Schneidkopf 26 und
die Einführ- 28 und
die Ausführwalze 30 sind
relativ zu dem Rahmenbereich der Motorschneidkopfanordnung 20 durch
eine Reihe von herkömmlichen
Wälzlagern
angebracht, die auch dargestellt sind.
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Der
in 3 dargestellte Oberflächenhobel 60 mit zwei
Geschwindigkeiten unterscheidet sich von dem in 2 dargestellten
Oberflächenhobel 40 mit
einer Geschwindigkeit in einem Punkt. Statt dass er ein Ritzel 36 an
einem distalen Ende eines ersten Getriebeabtriebselements 34 hätte, ist,
wie es in 3 dargestellt ist, ein zweites
Getriebe 62 an der Welle angebracht. Eine vergrößerte Querschnittsansicht
des zweiten Getriebes 62 ist in den 4 und 5 veranschaulicht.
Eine entsprechende vergrößerte Querschnittsansicht
des Ritzels 36, das an dem distalen Ende des ersten Getriebeabtriebselements 34 angebracht
ist, ist in 6 dargestellt. Das zweite Getriebe 62 ist
mit einem Antriebselement 64 versehen, das an dem ersten
Getriebeabtriebselement 34 angebracht ist und sich mit
diesem zusammen dreht, und einem Antriebselement 66, das
ein Ritzel 68 sowie ein Geschwindigkeitsauswahlelement 70 beinhaltet,
das zwischen einer in 4 veranschaulichten Position
für eine
hohe Geschwindigkeit und einer in 5 veranschaulichten
Position für
eine niedrige Geschwindigkeit verschiebbar ist.
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Die
dargestellte Ausführungsform
des zweiten Getriebes verwendet ein Planetengetriebe, um das endgültige Antriebsverhältnis zwischen
dem Antriebselement 64 und dem Antriebselement 66 zu verändern. Wenn
das Geschwindigkeitsauswahlelement 70 in der in 4 veranschaulichten
Position für
die hohe Geschwindigkeit ist, drehen sich das Abtriebselement und
das Antriebselement 66 und 64 gemeinsam. Wenn
das Geschwindigkeitsauswahlelement 70 in die in 5 dargestellte
Position für
die niedrige Geschwindigkeit bewegt wird, dreht sich das Abtriebselement 66 mit
ungefähr
der halben Geschwindigkeit des Antriebselements 64. Die
Geschwindigkeitsverminderung wird erzielt durch ein Planetengetriebe,
das aus einem Ringzahnrad 72, das an dem Abtriebselement 66 angebracht
ist, einem relativ zu dem Rahmen 14 befestigten Sonnenrad 74 sowie
einem Planetenträger 76 und
zugehörigen
Planetenrädern 78 und 80 aufgebaut
ist. Ein Kragenelement 82 ist an dem Planetenträger 76 angebracht
und dreht sich zusammen damit. Der Kragen 82 ist mit einer
Bohrung 84 versehen, die mit einer Innen-Keilverzahnung versehen
und so bemessen ist, dass sie mit der ebenfalls mit einer Keilverzahnung versehenen
Außenfläche 86 um
den Außenumfang des
Geschwindigkeitsauswahlelements 70 herum in Eingriff gerät. Die Innenbohrung
des Geschwindigkeitsauswahlelements 70 ist mit zwei beabstandeten, mit
einer Innen-Keilverzahnung versehenen Bereichen 86 und 88 versehen.
Der Keilverzahnungsbereich 86 ist im Gleiteingriff mit
dem mit einer Keilverzahnung versehenen Außenumfang des Abtriebselements 66,
so dass sich das Abtriebselement 66 und das Geschwindigkeitsauswahlelement 70 immer
zusammen drehen. Der Keilverzahnungsbereich 88 am Inneren
des Geschwindigkeitsauswahlelements 70 bringt das mit der
Keilverzahnung versehene Außenumfangssegment 90 alternativ
in Eingriff oder außer Eingriff
mit dem Antriebselement 64.
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Mit
Bezug auf 4 gerät, wenn das Geschwindigkeitsauswahlelement 70 nach
links verschoben wird, wie es dargestellt ist, in Anlage mit dem
Schnappring 92, d.h. in die Position für die hohe Geschwindigkeit,
der Keilbereich 88 an dem Geschwindigkeitsauswahlelement 70 mit
dem Keil 90 an dem Antriebselement 66 in Eingriff,
so dass das Antriebselement 64, das Geschwindigkeitsauswahlelement 70 und
das Abtriebselement 66 sich gemeinsam drehen. Wenn das
Geschwindigkeitsauswahlelement 70 in der Position für die hohe
Geschwindigkeit gegen den Schnappring 92 anliegt, wird
der Keilbereich 86 an seinem Außenumfang aus der Keilbohrung 84 in
dem Kragen 82 gelöst.
Dann können
sich der Planetenträger 76 und
das Planetenrad 78 frei drehen, wenn der Oberflächenhobel
in dem schnellen Geschwindigkeitsmodus betrieben wird.
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Wenn
das Geschwindigkeitsauswahlelement 70 in Richtung des Planetenträgers 76 in
den langsamen Geschwindigkeitsmodus verschoben wird, wie es in 5 veranschaulicht
ist, wird der Keilbereich 88 an dem Inneren des Geschwindigkeitsauswahlelements 70 aus
dem Keilsegment 90 an dem Außenumfang des Abtriebselements
gelöst,
so dass das Antriebselement 64 und das Abtriebselement 66 sich relativ
zueinander drehen können.
Gleichzeitig gerät der
Keilbereich 86 und der Außenumfang des Geschwindigkeitsauswahlelements 70 mit
der Keilbohrung 84 an dem Kragen 82 in Eingriff,
so dass der Planetenträger 76,
das Geschwindigkeitsauswahlelement 70 und das Abtriebselement 66 sich
gemeinsam drehen. In dem in 5 dargestellten
langsamen Geschwindigkeitsmodus dreht sich, wenn sich das Antriebselement 64 dreht,
das Ringzahnrad 72, das an dem Antriebselement 64 angebracht
ist, was dazu führt,
dass die Planetenräder 78 und 80 sich drehen
und um das Sonnenrad 74 herum umlaufen. Wenn die Planetenräder 88 und 90 um
das Sonnenrad 74 herum umlaufen, wird der Planetenträger 76 dazu
gebracht, sich mit einer Geschwindigkeit zu drehen, die bezüglich der
Geschwindigkeit des Antriebselements 66 wesentlich vermindert
ist. Die genaue Geschwindigkeit der Drehung wird diktiert durch
den relativen Durchmesser des Sonnenrads, des Ringzahnrads und der
Planetenräder,
in dem vorliegenden Beispiel wird aber die Geschwindigkeitsverminderung
von etwas weniger als 50% in dem langsamen Geschwindigkeitsmodus
relativ zu dem schnellen Geschwindigkeitsmodus erzielt. Damit der
Bediener das Geschwindigkeitsauswahlelement verschieben kann, ist
ein einfacher Knauf-und-Gabel-Mechanismus 94 vorgesehen.
Ein Knauf und eine Gabel 94 bewegen sich axial mit dem
Geschwindigkeitsauswahlelement 70, und der Geschwindigkeitswähler kann
sich drei relativ zu der Gabel auf herkömmliche Art und Weise drehen.
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Vorzugsweise
wird eine Schraubenfeder 96 vorgesehen sein, um das Geschwindigkeitsauswahlelement 70 in
einen der beiden Geschwindigkeitszustände vorzuspannen. In der dargestellten
Ausführungsform
spannt die Feder 96 das Geschwindigkeitsauswahlelement 70 in
die in 4 dargestellte Position für die hohe Geschwindigkeit
vor. Eine herkömmliche,
nicht dargestellte Raste wird an dem Knauf-und-Gabel-Mechanismus 94 vorgesehen
sein, um das Geschwindigkeitsauswahlelement 70 in dem langsamen
Geschwindigkeitsmodus zu halten, wenn der Knauf von dem Bediener
in die Stellung für
die langsame Geschwindigkeit verschoben wird.
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Die
Planetengetriebeanordnung ermöglicht es,
das zweite Getriebe 62 recht kompakt und einfach austauschbar
mit dem Ritzel 36 zu machen, ohne die Anordnungsstelle
des Ritzels 36 mit der eines Ritzels 68 an dem
zweiten Getriebe zu verändern.
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In
der dargestellten Ausführungsform
ist das zweite Getriebe 62 entfernt von dem ersten Getriebe 32 und
davon verschieden vorgesehen. Alternativ wäre es möglich, das in dem zweiten Getriebe
vorhandene zweistufige Getriebe innerhalb des ersten Getriebes oder
unmittelbar angrenzend daran vorzusehen, wobei vorzugsweise das
zweistufige Getriebe die letzte Stufe des mehrstufigen Untersetzungsgetriebes
ausmachen würde.
In der dargestellten Ausführungsform
hat das erste Getriebe 32 drei Untersetzungsstufen, die
durch drei Paare von Zahnrädern gebildet
werden, die an zwei Zwischenwellen, der Antriebswelle des Motors
und dem ersten Getriebeabtriebselement orientiert sind, wie in den 2 und 3 zu
sehen ist. Während
in der bevorzugten Ausführungsform
eine dreistufige Untersetzung verwendet wird, kann alternativ auch
eine zweistufige oder eine vierstufige Untersetzung in dem ersten
Getriebe verwendet werden.