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Holzbearbeitungsmaschine mit Vorschubbewegung der Arbeitsstücke durch
Transportketten mit Mitnehmern Die Erfindung betrifft eine Holzbearbeitungsmaschine
mit Kettenvorschub.
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Der Vorschub des Arbeitsstückes erfolgt bei verschiedenen Arten von
Holzbearbeitungsmaschinen durch Transportketten, welche mit.. Mitnehmern ausgerüstet
sind, um ein sicheres Erfassen und eine genaue Lage der einzelnen Hölzer beim Durchgang
durch die Maschine sicherzustellen.
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Der Abstand zwischen den aufeinanderfolgenden Mitnehmern ist im allgemeinen
größer als die in weiten Grenzen wechselnde Breite der aufzulegenden Arbeitsstücke.
Hierdurch entsteht ein bedeutender Leerlauf nach dem Passieren einer Arbeitswelle,
bis der folgende Mitnehmer mit dem nächsten Arbeitsstuck Heranrückt und die Arheitswelle
erreicht. Während der tatsächlichen Bearbeitung ist zur Verhinderung des Ausreißens
von Holzfasern und zur Erzielung eines großen Sauberkeitsgrades eine möglichst geringe
Vorschub- oder Kettengeschwindigkeit erwünscht, während in den Leerlaufzeiten grundsätzlich
einer großen Kettengeschwindigkeit keinerlei Bedenken entgegenstehen.
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Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Maschine der gekennzeichneten
Art, bei welcher die Kettengeschwindigkeit im Takt der Mitnehmerfolge periodisch
stark zwischen einem Höchst- und Mindestwert variiert. Auf diese Weise wird eine
Höchstleistung und ein bisher unbekannter Sauberkeitsgrad möglich, indem die - Vorschubbewegung.
während
des Passierens der Arbeitswelle mit starkherabgesetzter und während des Leerlaufes
his zum Passieren des folgenden Mitnehmers mit stark beschleunigter Geschwindigkeit
erfolgt.
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Da die eigentliche Bearbeitung ohne Beeinträchtigung der Leistung
mit stark herabgesetzter Vorschubgeschw#indigkeit erfolgt, tritt bei einer derartigen
Arbeitsweise gleichzeitig eine bedeutende Kraftersparnis ein.. Sämtliche Antriehsmotore
können entsprechend schwächer gewählt werden, da die bisher im Augenblick der größten
Beanspruchung auftretenden Spitzen des Kraftbedarfes durch die im gleichen Augenblick
stark verminderte Vorschuhgeschwindigkeit vollständig vermieden werden.
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DerErfindungsgegenstand läßt sich ohne weiteres auf Maschinen mit
mehreren in der Vorschuhrichtung hintereinander angeordneten Arbeitswellen anwenden,
wenn der Abstand zwischen diesen Arbeitswellen dem Mitnehmerabstand oder einem Vielfachen
davon entspricht. Auch in diesem Fall wird jedes aufgelegte Arbeitsstück jede Arbeitswelle
mit der herabgesetzten, dia leeren Zwischenräume jedoch mit erhöhter Geschwindigkeit
passieren.
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Der Arbeitsvorgang selbst ist für den. Erfindungsgedanken von untergeordneter
Bedeutung. Besonders wertvoll erscheint er hauptsächlich für ;bkürzsägen, Zapfenschneid-
und Schlitzmaschinen und ähnliche Konstruktionen mit Kettentransport. Die Arbeitswellen
können ebensogut einseitig als auch doppelseitig an beiden Enden des Arbeitsstückes
angeordnet sein.
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Zur praktischen Ausführung der Erfindung wird in den Antrieb der Transportketten
ein Variatorgetriebe eingeschaltet, welches eine stark ungleichförmige Bewegungsübertragung
ergibt. Es können alle bekannten Getriebe dieser Art, wie beispielsweise Übertragung
durch Kardanwellen, exzentrische Wellen, unrunde 'oder exzentrische Zahnräder od.
dgl. eingebaut werden. Da diese Getriebe im allgemeinen jedoch nur einen allmählichen
Wechsel zwischen Höchst- und Mindestgeschwindigkeit gestatten und daher das angestrebte
Ziel nur teilweise erreichen, wird bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
ein Planetenradgetriehe benutzt, bei dem die Relativstellung des einen Getriebegliedes
mit Bezug auf die beiden anderen in Abhängigkeit von der gewünschten Veränderung
der Geschwindigkeit der Kettenbewegung veränderbar ist. Nachstehend sind drei Variatorgetriehe
beschrieben, bei welchen das Gesetz, nach welchem sich der Wechsel der Geschwindigkeit
vollzieht, durch den Einfluß einer gleichförmig rotierenden, nach den jeweiligen
Ansprüchen geformten Kurvenscheibe vollkommen beherrscht wird. Es wird hiermit ein
momentanes :ansteigen der Vorschubgeschwindigkeit nach Beendigung jedes Arbeitsvorganges
zur größeren Leerlaufgeschwindigkeit und ein beliebiger Zeitpunkt für das Einsetzen
der Verzögerung eril:öglicht. In den Augenblicken größter Gefahr für das Ausreißen
von Holzfasern beim Austreten der Werkzeuge aus der hinteren Kante des Arbeitsstückes
kann eine ganz besonders geringe Vorschubgeschwindigkeit ohne leeinträchtigung der
Gesamtleistung erreicht Nverden. Auf mechanischem Wege erreicht ein derartiges Getriebe
die individuelle Arbeitsweise des geschicktesten Bedienungsmannes bei der Bedienung
des Vorschubes von Hand.
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Der Erfindungsgegenstand wird in den Zeichnungen näher erläutert.
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Fig. i zeigt einen Schnitt durch eine beispielsweise Ausführung eines
Variatorgetriehes der vorerwähnten .lrlleitsweise, bei welcher das eine Sonnenrad
durch die Kurve gesteuert wird; Fig.2 zeigt eine schematische Draufsicht auf dieses
Getriebe; Fiig.3 zeigt schematisch die Stellung zwischen Arbeitsstück und Arbeitswelle
beim Beginn des Arbeitsprozesses; Fig.4 zeigt die Stellung dei- l,',tirvensclleibe
in diesem Augenblick; Fig. 5 zeigt gleichfalls schematisch ,die Stellung zwischen
Arbeitsstück und Arbeitswelle ;im Augenblick ,der Beendigung des Arbeitsprozesses
Fig. 6 zeigt die dazu;gehcirige Stellung der Kurvenscheibe; Fig.7 zeigt eine andere
beispielsweise Ausführung eines Variatorgetriehes für den gleichen Zweck, bei welcher
das zweite Sonnenrad auf der getriebenen Welle durch die Kurve gesteuert wird; Fig.
8 zeigt eine schematische Draufsicht darauf; Fig.9 zeigt eine dritte Ausfiihrungsmöglich#keit
des Variatorgetriebes für den gleichen Zweck, hei welcher die Planetenwelle durch
die Kurve gesteuert wird; Fig. io zeigt eine schematische el)raufsichtdarauf. In
Fig. i ist eine Antriebswelle i im Maschinengestell in Lagern 2, 3 gelagert, während
eitle getriebene Welle. 4 in Lagern 5, 6 umläuft. Die getriebene Welle 4 trägt entweder
direkt die Kettenräder mit den Transportketten oder treibt diese zwangsläufig @an.
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Die Antriebswelle i treibt mittels eines Zahnraides 7 über einen Zahnkranz
8 ein Differentialgehäuse 9. In dem l)iffereiltialgelliiuse 9 ist exzentriseh und
parallel zu seiner Achse eine Planetenwelle io gelagert, auf welcher zwei Planetenräder
11, 12 fest verkeilt sind. Diese Planetenräder i i, 12 umikreisen zwei Sonnenräder
13, 14, von denen Sonnenrad 14 unmittelbar auf der getriebenen Welle 4 verkeilt
ist. Auf der verlängerten Nabe des Sonnenrades 13 ist ein Hebel i _s verkeilt, an
dessen Ende eine Anlaufrolle 16 gelagert ist. Diese Anlaufrolle 16 liegt gegen eine
Kurvenscheibe 17 an. welche gemeinsam mit dem treibenden Za1inrad 7 auf der Antriebswelle
i fest verkeilt ist.
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Die mit gleichföruliger Geschwindigkeit auf der Antriebswelle i rotierende
Kurvenscheibe 17 erteilt dem Hebel 15 und damit auch dein Sonnenrad 13 eine dauernde
Hinundherpendelbewegung. Sieht man von dieser Bewegung zunächst ah, so wälzt sich
1bei Rotation des Differentialgehäuses 9 das Planetenrad i i auf dein relativ stillstellenden
Sonnenrad
13 ab, wobei das Planetenrad 12 dem Sonnenrad 14 und somit auch der getriebenen
Welle 4 eine je nach der Übersetzung zwischen diesen Rädern verlangsamte, zunächst
gleichförmige Drehbewegung erteilt. Diese langsame, gleichförmige Drehbewegung erfährt
durch das Hinundhersc'hwingen des Hebels 15 mit dem Sonnenrad 13 je nach Drehsinn
eine entsprechende Beschleunigung oder Verzögerung. Das Maß dieser jeweils beliebig
veränderlichen, voreilenden oder verzögernden Zusatzbewegung ikann durch Formgebung
der Kurvenscheibe 17 je nach den Anforderungen des jeweiligen Arbeitsprozesses geregelt
werden.
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In Fig. 3 sind in schematischer Weise zwei Arheitswellen 18, 19 gezeigt
in der Stellung, in der sie die Arbeitsstücke 20. 21 eben anschneiden. Die
Arbeitsstücke 20, 21 liegen auf einer oder mehreren Transportketten 22 .auf und
werden durch Mitnehmer 23, 24 in genauer Lage auf der Kette gehalten. Im gleichen
Augeniblick berührt die Anlaufrolle 16 auf dem Hebel 15 die Kurvenscheibe 17 im
Punkte 25 (Fig. 4), d. h. im höchsten Punkt der Kurvenscheibe. Bei weiterer Drehung
der Kurvenscheibe im eing=ezeichneten Drehsinn nimmt ii,hr Durchmesser bis zum niedrigsten
Punkt 26 langsam ab. Diese Abnahmebewirkt während dieses Zeitraumes eine Schwenkbewegung
des Hebels 15 ,in dem Drehsinne, der einer Verzögerung der normalen gleichförmigen
Drehbewegung der getriebenen Welle 4 und der Kettenräder entspricht. In diesem gleichen
Zeitraum !haben die Arbeitsstücke 20, 21, wie in Fig. 5 ersichtlich, den Arbeitsvorgang
beendet, d. 4u. die .Arl)eitswellen 18, 19 treten gerade aus der hinteren Kante
der Arbeitsstücke 'heraus. In diesem :\tlgenl)lick kann also ohne jede Verzögerung
die l;eschleunigung des Kettenvorschubes eingeleitet werden. Wie in Fig. 6 gezeigt,
berührt .in diesem Augenblick die Anlaufrolle 16 #d@ie Kurvenscheibe 17 im
niedrigsten Punkt 26, d. fh. es tritt im nächstenAugenbliek eine entgegengesetzte
Schwingbewegung des Hebels 15 und somit infolge des stärkeren Ansteigens der Kurve
bis zur Erreichung des Punktes 25 eine stark beschleunigte Bewegung der angetriebenen
Welle 4 nebst Kettenrädern ein. Dieser ganze Zyklus wiederholt sich fortlaufend
im Takte des Herankommens weiterer Mitnehmer mit weiteren Arbeitsstücken.
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Ein anders gebautes, aber den gleichen Zweck verfolgendes Variatorgetriebe
zeigen in einer beispielsweisen Ausführung schematisch die Fdg.7 und B. Die Antriebswelle
27 ist im Maschinengestell in Lagern 28, 29 gelagert, während eine getriebene Welle
30 in Lagern 31, 32 umläuft. Die getriebene Welle 30 trägt gleichfalls
entweder direkt die Kettenräder mit den Transportketten oder treibt diese zwangsläufig
an. Antriebswelle 27 treibt mittels eines Zahnrades 33 den Planetenträger 34 an,
welcher lose auf der getriebenen Welle 30 um-läuft. Auf dem Planetenträger
34 ist exzentrisch und parallel zur Achse der getriebenen Welle 30 eine Planetenwelle
35 gelagert, welche einerseits ein Planetenzahnrad 36 trägt. Dieses Planetenzahnrad
36 umkreist ein Sonnenrad 37, welches zusammen mit einem Zahnrad 38 auf :der getriebenen
Welle 30 lose umläuft. Das Zahnrad 38 wird durch ein Zahnra-d 39 angetrieben, welches
auf der treibenden Welle 27 m-it Schiebesitz verkeilt ist.
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Am entgegengesetzten Ende trägt die Planetenwelle 35 eine Kurvenscheibe
40, welche gegen eine Anlaufrolle 41 arbeitet, die am Ende eines Hebels 42 gelagert
ist, der aluf der getriebenen Welle 30 fest verkeilt ;ist.
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Die Wirkungsweise diesesGetriebes ist folgende: Zahnrad' 33 setzt
Planetenträger 34 in gleichmäßige Drefbewegu:ng. Infolgedessen umkreist das Planetenrad
36 das Sonnenrad 37. Da das Sonnenrad 37 infolge des Antriebes durch die Zahnräder
38, 39 schneller rotiert als der Planetenträger 35, erhält die Kurvenscheibe 40
je nach der gewählten Übersetzung entsprechend schnellere planetenartige Drebbewegungen
um die eigene Achse 35. Da die Anlaufrolle 41 dauernd in Berührung mit der Kurvenscheibe
40 steht, wird der Hebel 42 von der um die Achse der getriebenen Welle 3o kreisenden
Kurvenscheibe mitgenommen, wobei seine Drehgeschwindigkeit durch den Einfluß der
um die Achse der Planetenwelle 35 rotierenden Kurvenscheibe je nach deren Formgebung
teilweise bescllleunigt, teilweise entsprechend verzögert wird. In ähnlicher Weise
wie im Getriebe nach den Fig. 1 und 2 ist es mit diesem Variatorgetriebe also ohne
weiteres möglich, durch entsprechende Formgebung der Kurvenscheibe 40 jeden gewünschten
Ablauf der teils beschleunigten, teils verzögerten Bewegung des Kettenvorschubes
zu erreichen. ' Das Zahnrad 39 kann auf der treibenden Welle 27 auf einem .Schiebekeil
so weit axial verschoben werden, daß es außer Eingriff' mit dem Zahnrad 38 kommt.
In diesem Fall wird, die Rotation der Kurvenschei-be 4o vollkommen ausgeschaltet.
Sie nimmt infolgedessen ohne eigene Drehung die Anlaufrolle 41 und den Hebel 42
mit, ohne daß eine verzögernde oder beschleunigende Wirkung hervor-,gerufen wird.
Bei dieser Schaltstellung arbeitet das ganze Getriebe Jeher mit gleichförmiger Geschwindigikeit
für Arbeitsvorgänge, bei denen eine variierende Vorschubgesdhwindigkeit nicht zweckmäßig
-ist. Eine entsprechende kann auch bei ,dem Getriebe gemäß den Fig. 1 und 2 vorgesehen
werden.
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Eine dritte Ausführungsmöglichkeit eines Variatorgetriebes mit Steuerung
der Planetenwelle durch die Kurvensoheibe zeigen in einer beispielsweisen Ausführung
in schematischer Weise die Fig. 9 und 1o. Die Antriebswelle 43 ist im Maschinengestell
in Lagern 44, 45 gelagert, während eine getriebene Welle 46 in Lagern 47, 48 umläuft.
Die getriebene Welle 46 trägt gleichdalls entweder direkt die Kettenräder mtit den
Transportketten oder treibt diese zwangsläufig an. Antriebswelle 43 treibt mittels
eines Zahnrades 49 den Planetenträger 5o an, welcher lose auf der getriebenen Welle
46 umläuft. Auf dem Planetenträger 5o ist exzentrisch und parallel zur Achse der
getriebenen Welle 46 eine Planetenwelle 51 gelagert.
welche einerseits
ein Planetenrad 52 trägt. Dieses Planetenrad 52 steht in Eingriff mit einem Sonnenrad
53, welches auf der getriebenen Welle 46 fest verkeilt List. Am entgegengesetzten
Ende trägt die Planetenwelle 51 einen Hebel 54, an dessen äußerem Ende eine Anlaufrolle
55 gelagert ist. Diese Anlaufrolle 55 .umkreist bei Drehung des Planetenträgers
50 'um seine Achse 46 eine K.urvensche.irbe 56, (die auf der Achse 46 angeordnet
ist. Bei stillstehender Kurve 56 würde also der Hebel 54 während einer Umdrehung
des Planetenträgers 5o durch die Kurveneinwirkung einmal hin und, 11e1 schwingen.
1)a aie hierbei mögliche Beschleunigung oder Verzögerung zu gering ist, erhält die
Kurve 56 noch eine sohnellere Eigenrotation. Zu idiesem Zweck ist sie miit einem
Zahnrad 57 fest verbunden, welches von einem Zahnrad 58 auf der Antriebswelle 43
in bedeutend schnellere Bewegung gesetzt wird als der Planetenträger 50. Während
einer einzigen UmdreIhung des Planetenträgers 50 führt der Hebel 54 alsdann
mehrere Pendelbewegungen aus, die er durch das Planetenzahnrad 52 auf das Sonnenrad
53 und somit auch auf die getriebene Welle 46 im Sinne einer beliebigen Beschleunigung
bzw. Verzögerung der Kettenvorschubgeschwind,igkeit überträgt.
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In ähnlicher Weise wie beschrieben kann eine gleichförmig rotierende
Kurvenscheibe auch dazu benutzt werden, um die Reguliervorrichtung eines stufenlosen
Reguliergetriebes zu steuern. Alle bekannten Arbeiten von stufenlosen Regelgetrieben
könnten dabei in Anwendung kommen. Für den angestrebten Sonderzweck besitzen alle
hier möglichen Konstruktionen jedoch den Nachteil, daß stufenlose Regelgetriebe
stets mit größeren Geschwindigkeiten arbeiten. Bei den schnell aufeinanderfolgenden
starken Beschleunigungen und Verzögerungen würden daher eine nicht unbedeutende
Beschleunigung bzw. Verzögerung der Kräfte in den schnell umlaufenden\Massen des
Getriebes auftreten, die praktisch die zu erreichende Wirkung außerordentlich beschränken.
Aus diesem Grund ist darauf verzichtet worden, weitere Ausführungsbeispiele des
Erfindungsgedankens in der Richtung auf Steuerung der bekannten stufenlosen Regelgetriebe
anzuführen.