EP2319669A2 - Messer zur tangentialen Entfernung einer Oberfläche eines Werkstücks - Google Patents

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EP2319669A2
EP2319669A2 EP10013393A EP10013393A EP2319669A2 EP 2319669 A2 EP2319669 A2 EP 2319669A2 EP 10013393 A EP10013393 A EP 10013393A EP 10013393 A EP10013393 A EP 10013393A EP 2319669 A2 EP2319669 A2 EP 2319669A2
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EP
European Patent Office
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hard material
knife
strip
material layer
debarking
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EP10013393A
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EP2319669A3 (de
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Dkfm. Reinhard Jordan
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Gebr Busatis GmbH
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Busatis GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27L—REMOVING BARK OR VESTIGES OF BRANCHES; SPLITTING WOOD; MANUFACTURE OF VENEER, WOODEN STICKS, WOOD SHAVINGS, WOOD FIBRES OR WOOD POWDER
    • B27L1/00—Debarking or removing vestiges of branches from trees or logs; Machines therefor
    • B27L1/08—Debarking or removing vestiges of branches from trees or logs; Machines therefor using rotating rings

Definitions

  • the invention relates to a knife for the tangential removal of a surface of a workpiece, in particular a debarking knife with a first surface, which faces in the use of the surface to be removed of the workpiece, and a second surface, which faces away in use from the surface to be removed with the first surface encloses a finite angle and forms with it a working edge, wherein on the surface of the knife at least one strip-shaped hard material layer with a cutting edge is provided.
  • Object of the present invention is to provide a knife, in particular a debarking knife of the type mentioned, which has a relation to the prior art significantly increased life.
  • the object according to the invention is achieved in that, in the case of the knife mentioned at the outset, the strip-shaped hard material layer on the second surface, i. the surface remote from the surface to be removed in use is provided along the working edge.
  • the surface of the blade facing the surface to be removed in the region of the main body adjacent to the hard material layer is degraded more rapidly than in the area of the hard material layer, resulting in a self-sharpening effect which not only keeps the blade sharp, but even more aggressive over time.
  • the debarking can therefore be done in comparison to the prior art with constantly low contact pressure and therefore with lower drive power.
  • An inventive knife with the dimensions of previous summer knife can also be used in winter, resulting in the production and storage simplifications and costs can be saved. Tests have shown that with the knives according to the invention at least three to four times longer service lives can be achieved. After 20 weeks of use, the knife is in an ideal condition, so that a service life of more than 20 weeks is to be expected.
  • the width of the strip-shaped hard material layer is at least 4 mm, preferably between 6 and 12 mm.
  • a further strip-shaped layer of hard material is provided on the first surface transversely to the working edge on the rear edge in the conveying direction of the workpiece, which protects the edge of the knife when inserting the workpiece in a device provided with the knife, before the debarking the arm pressing the knife the device leads in the correct radial position and therefore also subject to heavy wear.
  • the thickness of the or one of the strip-shaped hard material layers is in particular a maximum of 4 mm, preferably between 1.5 and 2.0 mm, in order to avoid too much rounding off in the area of the hard material layer during wear.
  • the or at least one of the strip-shaped hard material layers may be formed by a hard metal strip.
  • the or at least one of the strip-shaped hard material layers can be formed by a matrix with incorporated hard material particles.
  • the second surface is advantageously normal to the first surface, which facilitates production.
  • the hard material layer is welded onto the second surface.
  • the debarking device shown comprises a body 1 in which a drum 22 rotates which has a central through opening 2. Three each arranged in front of and behind the opening 2, radially displaceable to the opening 2 conveyor rollers 3 (only the rear conveyor rollers are in the figure), which, as indicated in a roller, are provided with spikes 4 on its surface, carry the enterk to debarking Tree trunks 7 through the opening 2. On the drum 22 a plurality of arms 5 are pivotally mounted concentrically to the opening 2, the ends of which project in front of the opening 2 and carry debarking 6.
  • the rear edges 8 of the debarking 6 come into engagement with the end face of the log 7 and guide the arms 5 outwards until they reach the circumference of the tree trunk 7 rest.
  • the contact pressure of the debarking 6 on the tree trunk 7 is controlled by the bearings 9 of the arms 5.
  • the aligned parallel to the longitudinal axis of the log 7 cutting edges 21 of the Entrlndungsmesser 6 are pressed according to the contact pressure on the outer circumference of the log 7 and remove the bark 11 of the log 7 spirally corresponding to the rotation of the drum 22 and the feed of the log 7 in the longitudinal direction.
  • the arms 5 could be mounted with the knives 6 directly on the body 1 and the tree trunk 7 both rotated about its axis and pushed through the opening 2.
  • FIGS. 2 to 5 show a knife 6 according to the invention, as shown in the in Fig. 1 shown device can be inserted into the arms 5.
  • the knife 6 has a first surface 13 and a second surface 14 which together form the working edge 10.
  • At its first surface 13, which faces the bark 11 located on the log 7 in use, the knife 6 has a strip-shaped hard material layer 12 along the rear edge 8 in the conveying direction of the tree trunk 7.
  • This edge 8 which runs to the axis of the tree trunk 7 and in the device Fig. 1 the opening 2 faces, serves, as already to Fig.
  • a hard material layer 12 is useful to give the blade 6 a long service life.
  • the hard material layer 12 also prevents the erosion of the material of the base body 20 of the blade 6 under the hard material layer 15 and thus breaking the same.
  • the holes 24 are used to attach the blade 6 to an arm 5 of the device according to Fig. 1 ,
  • FIGS. 6 to 9 you can see the tree trunk 7, the bark 11 is already partially removed, and an arm 5, which moves in the direction of the arrow.
  • the mounted on the arms 5 knives (6 according to the invention, 16 according to the prior art) are with their cutting edges 21, 23 with a certain contact pressure on the tree trunk 7, so that upon rotation of the log 7, the cutting edge 21. 23 removes the bark 11.
  • the knife 6 according to the invention has on its bark 11 facing away from the second surface 14, the strip-shaped hard material layer 15 with the cutting edge. 21 along the working edge 10 on.
  • the knife 16 of the prior art has on its the bark 11 facing surface 18 on the strip-shaped provided with the cutting edge 23 hard material layer 19, which extends along the working edge 17 of the body.
  • Fig. 9 recognizes that in the knife 16 of the prior art by the wear of the hard material layer 19, the dahlnter lying material of the base body 20 has been removed and the radius of the cutting edge 23 has increased significantly, ie the blade 16 has become dull.
  • the surfaces forming the working edge 17 be at an acute angle. The size of the angle but has stability reasons, a lower limit and the production of the working edge 17 with an acute angle is costly.
  • the surface of the base body 20 below the hard material layer 19 may also be degraded on the surface facing the bark 11, but due to the geometrical arrangement of the hard material layer 19 there is no set-sharpening effect.

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Abstract

Um längere Standzeiten bei einem Messer (6) zur tangentialen Entfernung einer Oberfläche (11) eines Werkstücks (7), insbesondere bei einem Entrindungsmesser, zu erreichen, das mit einer ersten Oberfläche (13), die Im Einsatz der zu entfernenden Oberfläche (11) des Werkstücks (7) zugewandt ist, und einer zweiten Oberfläche (14), die im Einsatz von der zu entfernenden Oberfläche (11) abgewandt ist, mit der ersten Oberfläche (13) einen endlichen Winkel einschließt und mit dieser eine Arbeitskante (10) bildet, wobei auf der Oberfläche (14) des Messers (6) mindestens eine streifenförmige Hartstoffschicht (15) mit einer Schneidkante (21) vorgesehen ist, versehen ist, ist die streifenförmige Hartstoffschicht (15) auf der zweiten Oberfläche (14) entlang der Arbeitskante (10) vorgesehen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Messer zur tangentialen Entfernung einer Oberfläche eines Werkstücks, insbesondere ein Entrindungsmesser mit einer ersten Oberfläche, die im Einsatz der zu entfernenden Oberfläche des Werkstücks zugewandt ist, und einer zweiten Oberfläche, die im Einsatz von der zu entfernenden Oberfläche abgewandt ist, mit der ersten Oberfläche einen endlichen Winkel einschließt und mit dieser eine ' Arbeitskante bildet, wobei auf der Oberfläche des Messers mindestens eine streifenförmigen Hartstoffschicht mit einer Schneidkante vorgesehen ist.
  • Zur Entrindung von Baumstämmen sind Vorrichtungen bekannt, durch die die Baumstämme hindurchgeführt werden. Dabei ziehen mehrere auf radial angeordneten Armen montierte Entrindungsmesser die Rinde tangential von den Baumstämmen ab. Mit der Zeit wird die Arbeitskante solcher Messer, die gleichzeitig Schneidkante ist. stumpf und das Ergebnis der Entrindung ist nicht mehr zufiedenstellend oder kann nur durch Erhöhen des Anpressdruckes der Arme an den Stamm erreicht werden, was einen erhöhten Leistungsbedarf bedeutet.
  • Um einem zu raschen Stumpfwerden und einem zu häufigen Messertausch entgegenzuwirken ist es bekannt, die Entrindungsmesser auf der dem Baumstamm zugewandten Seite mit einer streifenförmigen die Schneidkante aufweisenden Hartstoffschicht entlang der Arbeitskante zu versehen, sodass der Bereich der Schneidkante aus einem widerstandsfähigeren Material besteht. Damit können Standzeiten von bis zu 6 Wochen erzielt werden.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Messer, insbesondere ein Entrindungsmesser der eingangsgenannten Art zu schaffen, das eine gegenüber dem Stand der Technik deutlich erhöhte Standzeit aufweist.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, dass bei dem eingangs genannten Messer die streifenförmige Hartstoffschicht auf der zweiten Oberfläche, d.h. der im Einsatz von der zu entfernenden Oberfläche abgewandten Oberfläche, entlang der Arbeitskante vorgesehen ist.
  • Beim Einsatz des Messers kommt es auf der der zu entfernenden Oberfläche zugewandten Oberfläche des Messers im Bereich des an die Hartstoffschicht angrenzenden Grundkörpers zu einem rascheren Abbau des Materials als im Bereich der Hartstoffschicht, wodurch sich ein Selbstschärfeffekt ergibt, der das Messer nicht nur scharf hält, sondern sogar mit der Zeit agressiver macht. Das Entrinden kann daher im Vergleich zum Stand der Technik mit andauernd geringem Anpressdruck und daher mit geringerer Antriebsleistung erfolgen. Auch müssen nicht wie bisher verschiedene Messer für den Simmerbetrieb und den Winterbetrieb verwendet werden. Ein erfindungsgemäßes Messer mit den Dimensionen bisheriger Sommermesser lässt sich auch im Winter einsetzen, wodurch sich bei der Produktion und der Lagerhaltung Vereinfachungen ergeben und Kosten eingespart werden können. Tests haben gezeigt, dass mit den erfindungsgemäßen Messern mindestens drei- bis vierfach verlängerte Standzeiten erreicht werden können. Nach 20 Wochen Einsatz ist das Messer in einem idealen Zustand, sodass eine Standzeit weit über 20 Wochen zu erwarten ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Breite der streifenförmigen Hartstoffschicht mindestens 4mm, vorzugsweise zwischen 6 und 12 mm.
  • Vorteilhafterweise ist auf der ersten Oberfläche quer zur Arbeitskante an der in Förderrichtung des Werkstücks hinteren Kante eine weitere streifenförmige Hartstoffschicht vorgesehen, die beim Einbringen des Werkstückes in eine mit dem Messer versehene Vorrichtung jene Kante des Messers schützt, die vor dem Entrindungsvorgang den das Messer andrückenden Arm der Vorrichtung in die richtige radiale Position führt und daher auch einer starken Abnützung unterliegt.
  • Die Dicke der oder einer der streifenförmigen Hartstoffschichten beträgt insbesondere maximal 4 mm vorzugsweise zwischen 1,5 und 2,0 mm, um bei Verschleiß ein zu starkes Abrunden im Bereich der Hartstoffschicht zu vermeiden.
  • Die oder wenigstens eine der streifenförmigen Hartstoffschichten kann durch eine Hartmetallleiste gebildet sein.
  • Alternativ kann die oder wenigstens eine der streifenförmigen Hartstoffschichten durch eine Matrix mit eingelagerten Hartstoffpartikein gebildet werden.
  • Die zweite Oberfläche steht vorteilhafter Weise normal auf die erste Oberfläche, was die Produktion erleichtert.
  • Um besseren Halt zu gewährleisten, ist die Hartstoffschicht auf die zweite Oberfläche aufgeschweißt.
  • Im Folgenden soll die Erfindung anhand einer Ausführungsform der Erfindung, nämlich einem Entrindungsmesser, mit Hilfe der beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden.
    • Fig. 1
    zeigt schematisch eine Entrindungsvorrichtung.
    Fig. 2
    zeigt ein erfindungsgemäßes Entrindungsmesser in einer Draufsicht.
    Fig. 3
    zeigt eine Seitenansicht des Entrindungsmessers gemäß Pfeil lll in Fig. 2.
    Fig. 4
    zeigt einen Schnitt durch das Entrindungsmesser aus Fig. 2 entlang der Linie IV-IV.
    Fig. 5.
    zeigt eine Ansicht des Entrindungsmessers gemäß dem Pfeil V. in Fig. 2.
    Fig. 6
    zeigt ein neues erfindungsgemäße Entrindungsmesser im Einsatz.
    Fig. 7
    zeigt im Vergleich dazu ein noch ungebrauchtes Entrindungsmesser des Standes der Technik im Einsatz.
    Fig. 6
    zeigt das erfindungsgemäße Entrindungsmesser mit Verschleiß durch den Einsatz.
    Fig. 9
    zeigt das Entrindungsmesser des Standes der Technik mit Verschleiß durch den Einsatz.
  • Die in Fig. 1 gezeigte Entrindungsvorrichtung weist einen Körper 1 auf, in dem sich eine Trommel 22 dreht, die eine zentrale durchgehende Öffnung 2 hat. Jeweils drei vor und hinter der Öffnung 2 angeordnete, radial zur Öffnung 2 verschiebbare Förderwalzen 3 (nur die hinteren Förderwalzen sind in der Figur gezelgt), die, wie bei einer Walze angedeutet, mit Stacheln 4 an ihrer Oberfläche versehen sind, befördern die zu entrindenden Baumstämme 7 durch die Öffnung 2. An der Trommel- 22 sind konzentrisch zur Öffnung 2 mehrere Arme 5 schwenkbar gelagert, deren Enden vor die Öffnung 2 ragen und Entrindungsmesser 6 tragen. Wird ein Baumstamm 7 mit Hilfe der hinteren Förderwalzen 3 durch die Öffnung 2 gegen die Arme 5 geschoben, kommen die hinteren Kanten 8 der Entrindungsmesser 6 in Eingriff mit der Stirnfläche des Baumstammes 7 und führen die Arme 5 nach außen, bis sie am Umfang des Baumstammes 7 aufliegen. Der Anpressdruck der Entrindungsmesser 6 auf den Baumstamm 7 wird über die Lager 9 der Arme 5 gesteuert. Die parallel zur Längsachse des Baumstammes 7 ausgerichteten Schneidkanten 21 der Entrlndungsmesser 6 werden gemäß dem Anpressdruck an den äußeren Umfang des Baumstammes 7 gepresst und entfernen die Rinde 11 des Baumstammes 7 spiralförmig entsprechend der Rotation der Trommel 22 und des Vorschubs des Baumstammes 7 in Längsrichtung. Alternativ könnten die Arme 5 mit den Messern 6 direkt am Körper 1 gelagert sein und der Baumstamm 7 sowohl um seine Achse gedreht als auch durch die Öffnung 2 geschoben werden.
  • Die Figuren 2 bis 5 zeigen ein erfindungsgemäßes Messer 6, wie es in der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung in die Arme 5 eingesetzt werden kann. Das Messer 6 hat eine erste Oberfläche 13 und eine zweite Oberfläche 14, die miteinander die Arbeitskante 10 bilden. Auf der zweiten Oberfläche 14, die im Einsatz von der Rinde 11 des Baumstammes 7 abgewandt ist, ist entlang der Arbeitskante 10 eine streifenförmige Hartstoffschicht 15 mit der Schneidkante 21 vorgesehen. An seiner ersten Oberfläche 13, die im Einsatz der auf dem Baumstamm 7 befindlichen Rinde 11 zugewandt ist, weist das Messer 6 eine streifenförmige Hartstoffschicht 12 entlang der in Förderrichtung des Baumstammes 7 hinteren Kante 8 auf. Diese Kante 8, die que zur Achse des Baumstammes 7 verläuft und in der Vorrichtung aus Fig. 1 der Öffnung 2 zugewandt ist, dient dazu, wie bereits zu Fig. 1 beschrieben, bei Zuführen eines neuen Baumstammes 7 die Arme 5 zum Umfang des Baumstammes 7 zu führen, wonach das Entrinden beginnt. Da auch diese Kante 8 einer starken Abnutzung unterliegt, ist das Vorsehen einer Hartstoffschicht 12 sinnvoll um dem Messer 6 eine hohe Standzeit zu verleihen. Die Hartstoffschicht 12 verhindert auch die Erosion des Materials des Grundkörpers 20 des Messers 6 unter der Hartstoffschicht 15 und damit ein Brechen derselben. Die Bohrungen 24 dienen zum Befestigen des Messers 6 an einem Arm 5 der Vorrichtung gemäß Fig. 1.
  • In den Figuren 6 bis 9 sieht man den Baumstamm 7, dessen Rinde 11 bereits teilsweise entfernt ist, und einen Arm 5, der sich in Pfeilrichtung bewegt. Die auf den Armen 5 montierten Messer (6 gemäß Erfindung, 16 gemäß Stand der Technik) liegen mit ihren Schneidkanten 21, 23 mit einem gewissen Anpressdruck am Baumstamm 7 an, sodass bei Drehung des Baumstammes 7 die Schneidkante 21. 23 die Rinde 11 entfernt. Das erfindungsgemäße Messers 6 weist an seiner der Rinde 11 abgewandten zweiten Oberfläche 14 die streifenförmige Hartstoffschicht 15 mit der Schneidkante. 21 entlang der Arbeitskante 10 auf. Das Messer 16 des Standes der Technik weist an seiner der Rinde 11 zugewandten Oberfläche 18 die streifenförmige mit der Schneidkante 23 versehene Hartstoffschicht 19 auf, die entlang der Arbeitskante 17 des Grundkörpers verläuft. Durch das Ausbilden der Schneidkanten 21 und 23 in den Hartstoffschichten 15, 19 wird einem zu raschen Stumpfwerden der Messer vorgebeugt.
  • Nach mehrwöchigem Einsatz erkennt man an den Messern 6, 16 deutliche Verschleißerscheinungen, wie sie in den Figuren 8 und 9 dargestellt sind. Auch die Hartstoffschichten 15, 19 unterliegen einem Verschleiß. Aber vor Allem das weichere Material der Grundkörper 20 der Messer 6, 16 wird abgetragen.
  • In Fig. 9 erkennt man, dass beim Messer 16 des Standes der Technik durch den Verschleiß der Hartstoffschicht 19, das dahlnter liegende Material des Grundkörpers 20 abgetragen wurde und der Radius der Schneidkante 23 deutlich zugenommen hat, d.h. das Messer 16 stumpf geworden ist. Für die Länge der Standzeit ist daher beim Messer 16 des Standes der Technik wichtig, dass die die Arbeitskante 17 bildenden Oberflächen einen spitzen Winkel miteinander einschließen. Die Größe des Winkels hat aber aus Stabilitätsgründen einen unteren Grenzwert und die Herstellung der Arbeitskante 17 mit einem spitzen Winkel ist aufwändig.
  • Wie man in Fig. 8 sieht hat beim Messer 6 der vorliegenden Erfindung ebenfalls ein Verschleiß der Hartstoffschicht 15 stattgefunden. Ein weitaus größerer Materialabbau ist aber beim Material des Grundkörpers 20 unterhalb der Hartstoffschicht 15 erfolgt. Durch den Materialabbau des Grundkörpers 20 ergibt sich ein Selbstschärfeffekt, durch den das Messer 6 sogar schärfer Ist, als im neuen Zustand. Das Abrunden der Schneidkante 21 ist durch die Dicke der Hartstoffschicht 15 beschränkt, die daher nicht größer als 4mm und vorzugsweise zwischen 1,5 und 2 mm betragen soll. Beim Messer 16 des Standes der Technik kann es zwar an der der Rinde 11 zugewandten Oberfläche unterhalb der Hartstoffschicht 19 auch zu einem Abbau des Materials des Grundkörpers 20 kommen, aufgrund der geometrischen Anordnung der Hartstoffschicht 19 ergibt sich jedoch kein Setbstschärfeffekt.

Claims (8)

  1. Messer (6) zur tangentialen, Entfernung einer Oberfläche (11) eines Werkstücks (7), insbesondere Entrindungsmesser mit einer ersten Oberfläche (13), die im Einsatz der zu entfernenden Oberfläche (11) des Werkstücks (7) zugewandt ist, und einer zweiten Oberfläche (14), die im Einsatz von der zu entfernenden Oberfläche (11) abgewandt ist, mit der ersten Oberfläche (13) einen endlichen Winkel einschließt und mit dieser eine Arbeitskante (10) bildet, wobei auf der Oberfläche des Messers (6) mindestens eine streifenförmige, Hartstoffschicht (15) mit einer Schneidkante (21) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die streifenförmige Hartstoffschicht (15) auf der zweiten Oberfläche (14) entlang der Arbeitskante (10) vorgesehen ist.
  2. Messer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der streifenförmigen Hartstoffschicht (15) mindestens 4 mm, vorzugsweise zwischen 6 und 12 mm beträgt.
  3. Messer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der ersten Oberfläche (13) quer zur Arbeitskante (10) an der in Förderrichtung des Werkstückes (7) hinteren Kante (8) eine weitere streifenförmige Hartstoffschicht (12) vorgesehen ist.
  4. Messer nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der oder einer der streifenförmigen Hartstoffschichten (12, 15) maximal 4 mm vorzugsweise zwischen 1,5 und 2,0 mm beträgt.
  5. Messer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die oder wenigstens eine der streifenförmigen Hartstoffschichten (12, 15) durch eine Hartmetallleiste gebildet wird.
  6. Messer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die oder wenigstens eine der streifenförmigen Hartstoffschichten (12, 15) durch eine Matrix mit eingelagerten Hartstoffpartikeln gebildet wird.
  7. Messer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Oberfläche (14) normal auf die erste Oberfläche (13) steht.
  8. Messer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartstoffschicht (15) auf die zweite Oberfläche (14) aufgeschweißt ist.
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