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Doppelvorsdlubwerk für Vollgatter Schubwerke von Vollgattern sollen
so arbeiten, daß der wirksame Arbeitsvorschub im oberen Totpunkt des Gatters einsetzt
und die Vorschubgeschwindigkeit des Holzes während des ganzen Sägenniederganges
in einem konstanten Verhältnis zur Sägengeschwindigkeit steht. In diesem Falle wird
der ganze Hub für den Schnitt ausgenutzt, wobei alle Sägeblattzähne einen gleichmäßig
dünnen Span abheben.
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Diese Forderungen erfüllen die einfach wirkenden Schubwerke nicht,
die bekanntlich nur in einem Kurbelwinkelbereich von i8o° arbeiten. Bei ihnen muß
der wirksame Vorschub wegen des bekannten Sägenüberhanges bereits vor dem oberen
Totpunkt einsetzen. Die dadurch entstehende Voreilung stört einerseits die Proportionalität
Zwischen Vorschub-und Sägengeschwindigkeit, andererseits hat sie zur Folge, daß
der Vorschub bereits vor Erreichen des unteren Totpunktes endet.
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Bei dem mit zwei Schubstangen und zwei Vorschubkurbelzapfen versehenen
doppelt wirkenden Schubwerken mit voneinander unabhängigem Haupt- .und Zusatzvorschub
setzt der Zusatzvorschub bereits im oberen Drittel des Aufwärtshubes, der Hauptvorschub
im oberen Totpunkt ein. Da aber der Zusatzvorschub ebenfalls während i8o° der Kurbeldrehung
wirkt, überlagert er sich nach dem oberen Totpunkt dem Arbeitsvorschub, wodurch
die Proportionalität zwischen Vorschub- und Sägengeschwindigkeit gleichfalls verlorengeht.
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Außerdem kennt man doppelt wirkende Schubwerke mit voneinander abhängigem
Haupt- und Zusatzvorschub, die nur eine untere Schubstange und einen Vorschubkurbelzapfen
besitzen. Die Einstellung
erfolgt hier so, daß der Zusatzvorschub,
während des ganzen Sägenaufwärtsganges, der Hauptvorschub während des ganzen Sägenabwärtsganges
wirkt. In diesem Falle ist die Proportionalität der Geschwindigkeiten zwar gewahrt,
aber es wird der Zweck des Sägenvorganges, nämlich das Zurückweichen der Zahnspitzen
vom Schnittgrund beim Aufwärtsgang, je nach der Größe des Zusatzvorschubs mehr oder
weniger vereitelt. Man kann allerdings die Vorschubklinke für den Zusatzvorschub
während eines Teiles des Hubes durch einen besonderen Anschlag außer Eingriff halten,
doch setzt dann nach Freigabe der Klinke der Vorschub stoßartig ein. Außerdem wird
die Konstruktion dadurch komplizierter, zumal für die Vorschubklinke auch noch eine
besondere Widerhalterklinke vorzusehen ist.
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Auch Schubwerke mit gleichmäßig kontinuierlichem Vorschub ergeben
keine Proportionalität der Geschwindigkeiten, da die Sägengeschwindigkeit während
des Arbeitshubes bekanntlich nicht konstant bleibt, sondern sieh sinusförmig ändert.
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Das hier beschriebene ,Schubwerk erfüllt die eingangs gestellten Bedingungen.
Seiner Art nach gehört es zu den doppelt wirkenden Schubwerken mit einem während
des ganzen Abwärtsganges des Gatters wirksamen Hauptvorschub und einem während des
ganzen Gatteraufwärtsganges wirksamen Zusatzvorschub. Die Erfindung- sieht nun im
Zusatzvorschubmechanismus ein Übertragungsgestänge solcher Art vor, daß der Zusatzvorschub
zu Beginn der Aufwärtsbewegung des Gatters sehr verhalten einsetzt, und daß der
auf diese Weise zwischen den Zähnen der vorhängenden Sägen und dem Schnittgrund
entstehende Abstand im Verlaufe der oberen Hälfte des Aufwärtshubes durch Beschleunigung
wieder aufgeholt wird.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel an einem Schubwerk
mit einer beim Abwärtsgang des Gatters wirkenden Hauptschwinge und einer bei seinem
Aufwärtsgang wirkenden Gegenschwinge, die beide in gleicher Drehrichtung, jedoch
abwechselnd, auf einen Vorschubring arbeiten und durch eine an den Hauptantrieb
des Gatters angeschlossene Schubstange gemeinsam betätigt werden.
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Fig. 1 zeigt,eine Ansicht des Vörschubwerkes in schematischer Darstellung;
Fig: 2 bis 5 weitere Stellungen des Vorschubgestänges während eines .Zusatzvorschubes,
Fig. 6 das Vorschubdiagramm und Fig. 7 die den Vorschubgestängestellungen nach den
Fig. 1 bis 5 entsprechenden Stellungen des Gatterkurbelzapfens.
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Das Schubwerk wird, wie aus Fig. 1 ersichtlich, mittels der Schubstange
1 angetrieben, die an den Vorschubkurbelzapfen 2 der Gatterwelle 3 angelenkt ist.
Oben steht die Schubstange 1 durch das Gelenk 4 mit der den Arbeitsvorschub erzeugenden
Hauptschwinge 5 in Verbindung, die in ihrer Drehwelle 6 längs verstellbar ist. Die
Hauptschwinge 5 überträgt ihre Schwingbewegungen vermittels der oberen Schubstange
7 auf den Arm 8, der an seinein Auge 9 durch die Stange 1o geführt und durch die
Federn 11 und 12 nach unten gedrückt -bzw. gezogen wird. An diesem Arm 8 ist das
Backenpaar 13 angebracht, das beim Aufwärtsgang der oberen Schubstange 7 den Vorschubring
1,4 zwischen sich einklemmt und mitnimmt, der seine Drehung vermittels der Zahnradgetriebe
15, 16, 17
auf die Vorschubwalzen 18, 1g überträgt. Die genannte Klemmwirkung
der Backen 13 kommt dadurch zustande, daß die Kräfte der Schubstange 7 und der Federn
11 und 12 im gleichen Schwenksinn auf den Arm 8 wirken. Beim darauffolgenden Abwärtsgang
der Schubstange 7 wird dagegen, weil die vorerwähnten Kräfte jetzt dem Schwenksinn
nach entgegengesetzt gerichtet sind, keine Klemmwirkung der Backen 13 auf den Schubring
14 ausgeübt, so daß die Backen 13 zurückschwingen, ohne' den Schubring 14 mitzunehmen.
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Die untere Schubstange 1 treibt außerdem dis den Zusatzvorschub erzeugende,
an der' Drehachse 2o angebrachte Gegenschwinge 21 an, und zwar über die an das Schubstangengelenk
4 angeschlossene Zwischenstange 22 und den mit dieser durch das Gelenk 23 verbundenen
Schwingenhebel 24. Dabei wirkt die Gegenschwinge 21 über die Schubstange 25 und
den an seinem Auge 26 auf der Stange 27 geführten, unter der hier nach oben gerichteten
Kraft der Federn 28 und 29 stehenden Arm 3o auf das Backenpaar 31, das auf den Schubring
14 derart arbeitet, daß es beim Abwärtsgang der Schubstange 25 den Schubring 1.f
einklemmt und mitnimmt, beim Aufwärtsgang dagegen nicht. Der Schubring 14 wird also,
wie übrigens bei Vollgattern bereits bekannt, abwechselnd von dem einen oder anderen
Backenpaar 13 bzw. 31 im gleichen Drehsinn mitgenommen, wobei das von der Hauptschwinge
5 betätigte Backenpaar 13 den Arbeitsvorschub und das von der Gegenschwinge 21 betätigte
Backenpaar 31 den Zusatzvorschub bewirkt.
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Die an den Stangen 1o und 27 angebrachten Zahnstangen 32 und 33 mit
ihrem gemeinsamen -Ritzel 34 dienen, wie ebenfalls bekannt, zur Richtungsumkehr
des VOrSChub\verkeS, wozu durch entsprechendes Drehen des Ritzels 34 die Zahnstange
32 nach unten und die Zahnstange 33 nach oben zu schieben ist, was zur Folge hat,
daß die Kraftrichtung der auf die Backenarme 8 bzw. 30 wirkenden Federn 11, 12 bzw.
28, 29 umgekehrt wird und die Backen 13 und 31 den Schubring 14 in umgekehrter Drehrichtung
mitnehmen.
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Die Arbeitsweise des Vorschubwerkes wird am besten im Zusammenhang
mit den übrigen Abbildungen erläutert. Die Fig. 1 bis 5 zeigen verschiedene Stellungen
des Vorschubgestänges während eines Zusatzvörschubes. In Fig. 1 durchläuft der Vorschübkurbelzapfen
2 gerade seinen unteren Totpunkt. In den übrigen Stellungen ist er von Figur zu
Figur um je 45° vorgerückt. Der Abstand, de-i hierbei der Gelenkpunkt 23 von seiner
Stellung in Fig. 1 gewinnt, also die Strecken 23-23°, 23-23b, 23-ä3 und 23-23d entsprechen
annähernd den Winkelverschiebungen des Schwingenhebels 24 und
'damit
annähernd dem Weg des Backenpaares 31-, der dem Zusatzvorschub proportional ist.
Die erwähnten Strecken eignen sich daher zur Ermittlung des Vorschubdiagramms, soweit
es den Zusatzvorschub angeht.
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Das Vorschubdiagramm zeigt Fig.6. In ihm ist auf die Abszisse der
Vorschubweg aufgetragen und auf die Ordinate der Gatterhub, wobei angenommen wurde,
daß der Gatterkurbelzapfen 35 und der Vorschubkurbelzapfen 2 auf der gleichen Radiallinie
liegen. Die in Fig. 7 eingezeichneten Gatterkurbelzapfenstellungen 35, 35a usw.
entsprechen daher dem Winkel nach genau den Stellungen des Vorschubkurbelzapfens
2 in den Fig. i bis 5. Ihre Projektion auf die Ordinate ergibt somit den in den
einzelnen Stellungen erreichten Gatterhub. Auf diese Projektionslinien sind von
der Ordinate nach rechts die Strecken 23-23a, 23-23b, 23-23c und 23-23d sinngemäß
aufgetragen, und zwar der besseren Augenfälligkeit wegen in doppelter Größe. Auf
diese Weise ergibt sich für den Zusatzvorschub die Kurve O-a-b-c-d des Diagramms
gemäß Fig. 6. Die Gerade O-e-d stellt den Sagenüberhang dar. Ihr waagerechter Abstand
von der Kurve O-a-b-c-d entspricht der jeweiligen Entfernung der Sägenzahnspitzen
vom Schnittgrund. Die Gerade d-f veranschaulicht den durch die Hauptschwinge 5 erzeugten
Arbeitsvorschub, der in an sich bekannter Weise proportional zum Gatterhub verläuft.
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Beim Durchgang des Vorschubkurbelzapfens 2 durch seinen unteren Totpunkt,
der im Diagramm dem Koordinatennullpunkt entspricht, befindet sich die Zwischenstange
22 in der Stellung nach Fig. i. Da sie hier mit dem ideellen Hebelarm g der Hauptschwinge
5 einen gestreckten Winkel, mit der Bewegungsrichtung des Gelenkpunktes 4 also einen
rechten Winkel einschließt, wirkt sich, zumal auch der Winkel zwischen dem Hebel
24 der Gegenschwinge 21 und der Zwischenstange 22 ziemlich groß ist, die nun folgende
Aufwärtsbewegung der Schubstange i kaum merklich auf die Gegenschwinge 21 und damit
den Vorschubring 14 aus. Praktisch setzt in dieser Phase, wie auch das Diagramm
zeigt, der Vorschub fast aus, wodurch die Zahnspitzen infolge des Sagenüberhanges
vom Schnittgrund Abstand gewinnen. Erst allmählich steigt mit der Verringerung des
Winkels zwischen der Zwischenstange 22 und dem ideellen Hauptschwingenhebelarm g
die Beteiligung der Gegenschwinge 21 und damit die Vorschubgeschwindigkeit an; doch
bleibt sie vorerst immer noch hinter der mittleren Geschwindigkeit zurück, so daß
sich der erwähnte Zahnspitzenabstand noch weiterhin vergrößert. Etwa Mitte Gatterhub
wird der maximale Abstand erreicht, der im Diagramm der Entfernung b-e entspricht.
Bis dahin haben, wie aus Fig. 3 ersichtlich, zwar die Schubstange i und die Hauptschwinge
5 bereits ihren halben Aufwärtsweg zurückgelegt, die Gegenschwinge 21 aber erst
den wesentlich geringeren Teilweg 23-23b. In der zweiten Hälfte des Aufwärtsganges
wird nun die Bewegung der Gegenschwinge 21 in dem Maße beschleunigt, daß der entstandene
Abstand zwischen den Sägezähnen und dem Schnittgrund beim Erreichen des oberen Wendepunktes
der Schwingung, also des Punktes d im Diagramm bzw. der Gestängestellung nach Fig.
5, wieder aufgeholt ist: In diesem Zeitpunkt, in dem nun der Arbeitsvorschub beginnt,
setzen somit die Zähne auf dem Schnittgrund des Holzes wieder auf, so daß der Arbeitshub
von Anfang an Schnittwirkung hat, die er in an sich bekannter Weise bis zum unteren
Totpunkt gleichmäßig beibehält, weil die Hauptschwinge 5 gemäß Linie d-f des Diagramms
eine proportional zur Gattergeschwindigkeit verlaufende Vorschubgeschwindigkeit
erzeugt.
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Da das Schubwerk nicht vollständig spielfrei und ohne jegliche Federung
gebaut werden kann, bedarf es zu deren Ausgleich praktisch einer kleinen Voreilung
des Vorschubkurbelzapfens 2 gegenüber dem Gatterkurbelzapfen 35, wodurch erreicht
wird, daß trotz des Spieles .und der Federung der Hauptvorschub genau im oberen,
der Zusatzvorschub genau im unteren Totpunkt einsetzt.
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Eingestellt wird der Gesamtvorschub durch Änderung des Hauptvorschubes.
Hierzu dient der um dieAchse36 verschwenkbare, mittels des Knebels 37 feststellbare
Stellhebel 38, der durch die Stange 39 mit der im Drehzapfen 6 längs verschiebbaren
Hauptschwinge 5 gelenkig verbunden ist.
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Das neue Schubwerk hat neben einem einwandfreien Vorschubdiagramin
auch den Vorteil baulicher Einfachheit. Außerdem schließt es infolge der bereits
durch die Konstruktion erreichten Abhängigkeit zwischen Haupt- und Zusatzvorschub
eine falsche Einstellung durch die Bedienung von vornherein aus.