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Maschine zur Herstellung von Holzdraht Die Erfindung bezieht sich
auf eine Maschine zur Herstellung von Holzdraht, die nach dem Verfahren arbeitet,
nach welchem,in einemArbeitsgang in dem Umfang einer in Umdrehung versetzten Holzwalze
radial und parallel zur Drehachse verlaufende Einschnitte in einer Tiefe und einem
Abstand entsprechend derDicke des zu erzeugenden Holzdrahtes hergestellt und hierauf
die derart mit Einschnitten versehene Umfangsschicht abgeschält wird, wobei die
Holzdrähte einzeln abfallen.
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Der Zweck der Erfindung besteht darin, zu der genannten Maschine zuverlässige
Einrichtungen zu schaffen, mit welchen es möglich ist, die Umdrehungsgeschwindigkeit
der zu schälenden Holzwalze derart zu steigern, daß trotz sich verringernden Durchmessers
der Holzwalze eine praktisch fast konstant bleibende Schnittgeschwindigkeit beibehalten
wird.
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Bei Maschinen dieser Art sind auf der einen Seite der zu schälenden
Holzwalze auf einem Schlitten Schlagmesser angeordnet, welche in der Holzwalze Einschnitte
in axialer Richtung erzeugen, die imAbstand derHölzchenbreite erfolgen, während
auf der gegenüberliegenden Seite auf einem Schlitten Messer angeordnet sind, welche
in der Holzwalze in ihrer Umfangsrichtung im Abstand der Drahtlänge Einschnitte
erzeugen, worauf durch ein Schälmesser die vorgeschnittene Oberfläche auf die gewünschte
Dicke von der Walze abgeschält wird, so daß die Holzdrähte einzeln
abfallen.
Die Schwierigkeit lag bisher darin, Holzdrähte von genau gleichem Querschnitt zu
erzeugen, weil die Drehzahlsteigerung der Holzwalze nicht zwangsläufig :abhängig.
von der Durchmesserverringerung der zu schälenden Holzwalze erfolgte.
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Die Erfindung besteht nun darin, daß ein Motor mit konstanter Drehzahl
über ein Stufenbetriebe und ein Wechselgetriebe die Spindelstockspindel, welche
die zu schälende Holzwalze dreht, antreibt, wobei das Wechselgetriebe die gewünschte
Schnittgeschwindigkeit bestimmt und das Stufengetriebe bei abnehmendem Holzwalzendurchmesser
zur Erhaltung der konstanten Schnittgeschwindigkeit die Drehzahl der Holzwal1ze
erhöht, und daß über ein Wechselgetriebe die Drehbewegung der Spindelstockspindel
auf eine den Vorschub der Messer bestimmende Gewindespindel übertragen wird, welche
gleichzeitig über Getriebe den Antrieb der Stufenschaltung des Stufengetriebes bewirkt.
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In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Maschine dargestellt. Es zeigt Fig. x die Anordnung der einzelnen Getriebe zueinander
in schaubildlicher Darstellung, Fig.2 eine Längsschnittansicht des Stufengetriebes,
_. Fig. 3 einen Querschnitt desselben, Fig.4 die Schaltmechanismen der Stufenschaltung
zum Stufengetriebe- nach Fig. z und 2,-Fig. 5 die Schaltwelle, Fig. 6 die Mitnehmereinrichtung
im Querschnitt, Fig. 7 -die Mitnehmer zum - übertragen der Drehung des Spindelstockes
auf die Holzwalze mit ihren Antriebsorganen in schaubildlicher Darstellung, Fig:8
das Schälmesser mit Vibriereinrichtung im Querschnitt, Fig. g die Schlagmessereinrichtung
teilweise im Schnitt, Fig. io schematisch die Anordnung und den Antrieb der bewegten
Messer; Fig. i i zeigt die feststehenden Schneidmesser und die Schlagmesser- in
der Draufsicht.
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In der schaubildlichen Darstellung in Fig. i zeigt die Gruppe A die
Einrichtung für die Schlagmesser, Gruppe B zeigt die im Umfang schneidenden Messer
und das Schälmesser. Die Schlagmesser sind auf der einen Seite der HolzwalzeH auf
dem Schlitten i angeordnet, und Gruppe B ist auf der andern Seite der Holzwalze
auf dem Schlitten :2 befestigt. Die Schlitten i und 2 sind auf einem Gestell gelagert
und werden durch die Gewindespindel 3, welche Links- und Rechtsgewinde aufweist;
gegen bzw. von der Holzwalze H bewegt.
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Die Holzwalze H ist zwischen der Reitstockspindel 5 und der Spindelstockspindel6
eingespannt. Die Spindelstockspindel 6 wird von dem Motor 7 angetrieben. Der Antrieb
erfolgt über ein Stufengetriebe D, welches später beschrieben wird, das die Drehbewegung
auf eine Welle 8 überträgt. Von der Welle 8 wird über Wechselräder g und io die
Dreh-Bewegung auf die Welle i z übertragen, welche mit Rad i2 die Drehbewegung auf
Rad 13 der Spindelstockspindel 6 überträgt. Zur : Regulierung der Drehzahl der Spindelstockspindel6
wird nun von dieser über die Wechselräder 14 und 15 eine Welle 16 angetrieben. Von
der Welle 16 erfolgt der Antrieb über die Räder 17, 18 auf .die Welle ig und von
dieser über Rad 2o und 21 auf die Welle 22. Die Zahnräder 14 und 15 sind auswechselbar,
so daß das Drehzahlverhältnis von Welle 6 zu Welle 22 beliebig gewählt werden kann.
Die Welle 22 treibt über die Kegelräder 23, 24 die Gewindespindel 3 an, welche die
Messerschlitten i' und 2 gegen die Holzwalze H führt und .dadurch den Vorschub der
Messer bewirkt. Da der Vorschub der Schälmesser und die Hubzahl der Schlagmesser
konstant :sind, maß die Drehzahl der Spindelstockspindel 6, entsprechend der Durchmesserverminderung
der Holzwalze- durch deren Abschälen, gesteigert werden, damit dieUmfangsgeschwindigkeit
und damit die Schnittgeschwindigkeit immer gleich bleibt. Die Stufenschaltung des
Stufengetriebes D wird zu .diesem Zweck von der Gewindespindel 3 über die Räder
28,:29, die Welle 3o und das Kegelgetriebe 3 i auf die Welle 32 übertragen. Die
Welle 32 weist eine Nutenkurve auf, wie in Fig. 5 ersichtlich, welche die Schalträder
33 von einer Zahngruppe der Stufenschalteinrichtung zur andern in der Richtung des
Pfeiles a bewegt.
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Zur raschen Rückgliederung der Stufenschaltung sowie der Schlitten
i- und 2 dient ein Schnellrücklauf F. Die Weile 3 wird, wie beschrieben, von der
Spindelstockspindel über Wechselräder angetrieben und; nachdem der Motor 7 zum Antrieb
der Spindelstockspindel stillgesetzt ist, durch die Kupplungshälfte 44 von ihrem
Antrieb, dem Kegelrad 24, ,entkuppelt. Dadurch wird auch die Welle 32, @velche .die
Stufenschaltung bewirkt, von dem Antrieb entkuppelt. Da die Welle 3 außer mit der
Kupplungshälfte 44 mit dem Kegelgetriebe 43 und über die Räder 40, 39, 37, 36 mit
dem Motor 35 durch das verschiebbare .und mit dem auf seiner Welle sich frei drehende
Rad 4o kuppelbare Kupplangsteil 41 in Verbindung steht, kann die Welle 3, nachdem
sie von dem Rad 24 entkuppelt ist, in entgegengesetzter Drehrichtung angetrieben
werden, wobei auch die Schaltwelle 32 entgegengesetzt gedreht und die Schalträder
in die Anfangsstellung gelangen, wobei gleichzeitig durch die Rückwärtsdrehung der
Gewindespindel 3 die Schlitten a und b von der Holzwalze entfernt werden.
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Das Festspannen der Holzwalze H geschieht einerseits durch die Reitstockspindel
5, welche durch den Motor 45 über die Räder 46, 47 das Schneckengetriebe 48 und
die beiden Überlastungskupplungen 49, 50 sowie die Ritzel 51, 52, welche in die
Zähne -der Reitstockspindel5 eingreifen, gegen die oder von der Holzwalze fortbewegen.
Bei Endstellung der zurückgezogenen Reitstockspindel5 wird der Motor 45 durch den
Endschalter 53 ausgeschaltet. Auf der Spindelstockseite erfolgt .die Mitnahme der
Holzwalze H durch den in der Verlängerung- der Spindelstockspindel b angeordneten
Mitnehmer 55. Auf einer Taumelscheibe, welche in Fig.6 gezeigt ist, sind beispielsweise
drei Mitnehmer
56 angeordnet, welche durch den Motor 57 über die
Räder 58, 59, 6o und i22 in ähnlicher Weise wie die keitstockspindel vor-
und zurückbewegt werden.
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Die Einrichtung der Mitnehmer 56 ist in den Fi.g. 6 und 7 gekennzeichnet
und wird später näher erläutert. Zur Einstellung der Schlitten i und 2 zueinander
vor Arbeitsbeginn kann mit dem Handrad 65 über Welle 66 und das Kegelradgetriebe
67 die Schnecke68 und mit dieser das Schneckenrad69 gedreht werden. Das Schneckenrad
69 ist selbsthemmend und mit der Gewindemutter des Schlittens 2 axial unverschiebbar,
aber drehbar verbunden, so daß durch Drehen derselben der Schlitten 2 zum Schlitten
i verschoben wird. Da das Schneckenrad selbsthemmend ist, bleibt es in der eingestellten
Stellung stehen.
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In den Fig. 2, 3, q. und 5 ist das Stufengetriebe und dessen Schaltung
näher veranschaulicht. Von dem Motor 7 wird das Ritzet 7o angetrieben, welches auf
das Rad 71 treibt. Das Rad 71 treibt über die Welle 72 das Ritzel
73. Dieses greift in das Innenzahnrad 7q., welches lose drehbar auf der feststehenden
Achse 75 gelagert ist. Mit dem Rad 74 ist das Stirnrad 76 verbunden, welches in
das Rad 77 greift, das ebenfalls lose drehbar auf der f-ststehenden Achse 78 gelagert
ist. Mit dem Rad 77 ist einkleineres Rad 79 verbunden. Das Rad 79 greift
in das Rad 8o, mit dem das Rad 81 verschraubt ist. Rad 81 wiederum greift in Rad
82, das seine Bewegung über Rad 83 wieder auf die Rädergruppe 8q,, 85 überträgt.
Das Stufengetriebe besteht somit aus zwei Gruppen von je zwei Rädern, von denen
das eine größer ist als das andere und die dadurch fortlaufend die Drehzahl, die
vom Motor übermittelt wird, gleichmäßig herabsetzen. Die Tourenzahl i,st somit .beim
letzten Rad 9o der Räder kleiner als beim ersten Rad 77. Der Gesamtbereich umfaßt
etwa dreißig Stufen. Das Übersetzungsverhältnis beträgt etwa i : 7. Jedes der größeren
Stirnräder, die sich auf der Welle 78 drehen, überträgt somit eine kleinere Drehzahl
auf das Rad 87. Durch dieses Stufengetriebe kann eine zwangsläufige, fast konstant
bleibende Umfangsgeschwindigkeit (Schnittgeschwindigkeit) erzielt werden. Zur leichteren
Einführung des Rades 87 bei der Verschiebung desselben von einer Radgruppe zur andern
dient ein mittels Reibkupplung 88 mit dem Rad 87 verbundenes Rad 89. Die
Räder 87 und 89 sowie die Kupplung 88 sind in dem Bügel 9i seitlich unverschiebbar,
aber drehbar gelagert und auf der mit Keilnuten versehenen Welle 8 verschiebbar.
Die Verschiebung des. Bügels 9i erfolgt durch die Nutwelle 32, welche in Fig. 5
veranschaulicht ist. Die Nutwelle 32 zeigt stufenförmig fortlaufende Nuten 92, in
welche der Bolzen 93 greift, der im Führungsteil 9i' des Bügels 9i sitzt. Die Räder
87, 88, 89 werden dadurch stufenförmig vom Rad 77 bis Rad 9o geschoben.
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Zu Beginn der Arbeit greift das Rad 87 in das Rad 9o, das die kleinste
Drehzahl hat, ein. Mit abnehmendem Durchmesser der Holzwalze wird durch die Übertragung
der Drehbewegung der Spindelstockspindel 6 auf die Nutspindel 32 das Rad
87 von einer Zahngruppe zur andern geschoben, so daß sich die übertragene
Drehzahl dauernd steigert. Wenn die Holzwalze bis auf den minimal zulässigen Durchmesser
abgeschält ist, dann wird der Motor 7 stillgesetzt. Nun muß vor Beginn der neuen
Schälarbeit das Stufengetriebe in seine Anfangsstellung gebracht werden. Zu diesem
Zweck ist das ganze Getriebe an zwei Schwenkbolzen 97 am Gehäuse 98 aufgehängt,
so daß durch Absenken des Getriebes die Räder 77 bis 9o mit dem Rad 87 außer Eingriff
gelangen, wodurch ein schnelles Verschieben des Bügels 9i auf der Welle 8 möglich
wird. Die Verschiebung des Bügels 9i erfolgt durch die Rückwärtsdrehung der Welle
32, welche, wie beschrieben, zu diesem Zweck vom Motor 3,5 über die Kupplung 41
und die Gewindespindel 3 angetrieben wird. Das Zustellen des Getriebes um die Bolzen
97 erfolgt durch einen Elektromagneten 99, der die Zahnstange ioo bewegt. Diese
Zahnstange ioo bewirkt über die Räder ioo', ioi, io2 eine Bewegung der Zahnstange
103, welche das Gehäuse io4, in dem das Stufengetriebe gelagert ist, abstützt, nach
unten. Durch die Feder io5 wird das Gewicht des Gehäuses ioq. ausgeglichen, so daß
der Magnet 99 nur die Reibung der Verstellvorrichtung überwinden muß. In Fig.6 zeigt
6 die Spindelstockspindel. Am vorderen Ende derselben sind eine Zentrierspitze i
i o und drei Mitnehmer i i i angeordnet. Die Spindel 7 weist einen mit Keil 112
aufgekeilten Kugelkopf 113 auf. Auf diesem Kugelkopf 113 ist die Taumelsch@eibe
114, welche beispielsweise drei Mitnehmerbolzen 56 aufweist, derart gelagert, daß
sie eine gewisse Einstellbarkeit gegenüber der Holzwalze hat. Die Mitnehmer= bolzen
56 sind an ihrem vorderen Ende mit Spitzen 116 versehen. Diese Mitnehmerbolzen sind
in der Taumelscheibe 114 axial verschiebbar gelagert und durch die Keilnut 117 und
die in diese eingreifende Sperrung i 18 gegen Verdrehen gesichert. Die der Keilnut
117 gegenüberliegende Seite des Mitnehm-erbolzens 56 weist schräg stehende Zähne
iig auf. Auf der Taumelscheibe 114 ist ein Ring i2o drehbar gelagert und durch mehrere
Kugellager 121 seitlich gehalten. Am Ring i2o ist der Ring 122 mit Innengewinde
123 befestigt, der auf seinem äußeren Durchmesser mit einer Verzahnung 124 versehen
ist. Das Gewinde 123 des Ringes 122 greift in die Verzahnung i i9 der Mitnehm-erbolzen
56. Durch Drehen des Ringes 122 werden somit die Mitnehmerbolzen 56 gegen die Holzwalze
oder von der Holzwalze fort bewegt. An den Mitnehmerbolzen 56 ist mittels Bolzen
125 eine Scheibe 126 angeordnet, welche gegen das Kugellager 127 des Schalthebels
128 drückt. Der Schalthebel 128 bewirkt mit dem Schalter 129 die Unterbrechung des
Stromkreises des Motors 57 (Fig. i und 7), welcher über die Räder 58,
59, 6o den Gewindering i22 dreht, in dem Moment, in dem die Mitnehrnerbolzen
56 in der zurückgezogenen Endstellung angelangt sind. Durch einen nicht näher bezeichneten
Anschlag wird der Schalter 133 betätigt, der den Motor derart einschaltet, daß die
Rücklaufbewegung
der Mitnehmier .erfolgt; wenn der Schälvorgang
- so weit vorgerückt ist, daß die Schälmesser in die Nähe der äußeren Mitnehmer
56 gelangen.
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Das Schälmesser 140 (Fig. 8) ist auf einem Messerhalter 141 befestigt,
der einerseits auf der Spindel i42 gelagert und mit einer Gabel 143 auf Kugellagern
144 seitlich verschiebbar geführt ist. Das Schälmesser i4o ist durch die Stellschrauben
145 in seiner Höhe einstellbar und wird mit den Schrauben 14..6 in der gewünschten
Lage festgeklemmt. Durch den Motor 147 .erfolgt über die Räder 148 und 149 und i5o
der Antrieb des Rades 151,- das an der Welle 152 befestigt ist. Die Welle i52 ist
mittels Kugellagern 153 in dem Arm 154 des Schlittens-: gelagert. Das vordere Ende
der Welle 152 ist mit einem Kurbelzapfen 155 ver-.sehen, der ein Kugelläger 156
aufweist. Dieses Kugellager 156 rollt m einem Vertikalschlitz 157 des Messerhalters
141 auf und ab und bewegt so .den Messerhalter in horizontaler Richtung hin und
her, wodurch das Messer einen Schiebeschnitt ausführt, der Widerstände wie Äste
od: dgl. leichter überwindet. Über dem Schälmesser 14o auf der Welle 158, die in
dem am Schlitten 2 verschiebbar angeordneten Halter 159 gelagert ist, sind Schneidmesser
16o befestigt, die im Abstand der Drahtlänge zueinander angeordnet sind und Rillen
in den Umfang derHolzwalzeHeinschneiden. DieSchneidmesser16obestehen zweckmäßig
aus rundenMesserscheiben, welche auf der Welle 158 drehbar angeordnet sein können
und sich -auf der Holzwalze H abwickeln; sie können aber auch starr befestigt sein
und als feststehende Schneidrollen wirken. Die runde Messerform hat dann nur den
Zweck, die Schneidstelle .der Messer nach dem Stumpfwerden durch Drehen der Scheiben
zu erneuern. Durch die Schrauben 161 wird der Halter 159 entsprechend der gewünschten
Einschneidtiefe eingestellt und mit den Schrauben 162 in dieser Lage festgehalten
(Fig. ai). Die Messer 16o sind im Abstand zueinander verschiebbar, damit Holzdrähte
von verschiedener Länge hergestellt werden können, selbstverständlich kann auch
die Anzahl der einzusetzenden Messer verschieden sein.
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DieAntriebsbewegung für die seitlicheBewegung des Schälmessers 140
ist in Fig. ii schematisch dargestellt.
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Auf dem Schlitten r (Fig. i und 9) ist die Schlagmne.ssereinrichtung
befestigt. Zweckmäßig werden auf die Holzwalzenlänge mehrere Schlagmesser mit -getrennter
Antriebsbewegung angeordnet. Diese Messer schneiden, wie bereits erwähnt, Längsschnitte
in die Holzwalzen und unterteilen so den durch die Schneidxnesser 16ö vorgeschnittenen
Streifen in einzelne Drähte. Die Antriebsgeschwindigkeit aller Schlagmesser ist
konstant und erfolgt durch einen gemeinsamen getrennten Motor 170 (Fig. i und i
i). Dieser bewirkt über die Räder 171, 172, 173 den Antrieb der Exzenterwelle 174.
Da die Holzwalze H eine fortlaufende Bewegung macht, ist~es erforderlich, daß die
Schlagmesser i75 nicht nur eine zur Achse der Holzwalze gerichtete Bewegung ausführen,
sondern auch eine dem- Weg der Walzenoberfläche entsprechende Einundausführbewegung
des Messers. Das Schlagmesser 175 muß möglichsfgenau mit derUmfangsgeschwindigkeit
der Holzwalze in diese eingreifen und wieder aus dieser austreten. Demzufolge muß
die Messerschneide eine Ellipsenbewegung ausführen. .Die Bewegungseinrichtung von
einem der Schlagmesser ist in Fg. 9 und io gezeigt. Das Messer 175 ist auf dem Schlitten
176 festgeschraubt, der in dem vorderen Ende der Exzenterstange
177 verschiebbar gelagert ist und mit der Schraube 177' in die gewünschte
Lageeingestellt werden kann. Das hintere Ende der Exzenterstange ist zweiteilig
und umfaßt einen der Exzenter 178 der Welle 174. Die Exzenterstange ist an einem
Schwenkh; bel i8o durch den Bolzen 181 gelenkig verbunden. Der Schwenkhebel i8o
ist auf der Welle 182 gelagert und dient nicht nur zur Führung des vorderen Teiles
der Exzenterstange 177, sondern auch zur Erzeugung der der Oberflächenbewegung der
Holzwalze H entsprechenden Bewegung der Schneide des Schlagmessers 175. Durch entsprechende
Wahl des Ortes des Abstützpunktes der Exzenterstange kann der Weg der Messerschneide
beim Einstechen und Herausziehen aus der Holzwalze fast genau dem Weg der Schnittlinie
auf der Walze, den diese in der entsprechenden Zeiteinheit macht, angepaßt werden.
Die Messerschneide führt dadurch eine Ellipsenbewegung aus. Die Schlagmessereinrichtung,
welche auf dem Schlitten i montiert ist, wird mit der Spindel 3 gemäß dem Vorschub
des Schälmessers 140 gegen die Holzwalze H bewegt.
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Um Holzdrähte von verschiedener Breite-,schneiden zu können, werden
die Wechselräder 9 und io ausgewechselt. Dadurch ändert sich grundsätzlich die Umfangsgeschwindigkeit
der Holzwalze, während die Schlagzahl der Schlagmesser konstant bleibt.
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Es entfallen also auf einen bestimmten Weg der Holzwalzenoberfläche,
der ja infolge der steigenden Drehzahl der Walze konstant bleibt, mehr oder weniger
Schläge; so daß deren Abstand größer oder kleiner ist, wodurch die Holzdrähte schmaler
oder breiter werden.
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Durch die Wechselräder 14 und 15 wird der Vorschub des Schälmessers
und damit die Dicke der Drähte bestimmt. Werden die Schlagmesser außer Betrieb gesetzt,
dann können Holzstreifen zur Herstellung von Schachteln geschnitten werden.