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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Erzeugen von Hackschnitzeln aus Holz, mit einem in vorbestimmter
Richtung durch das Holz geführten Messer,
wobei das Messer zwischen einer Oberseite eines Messerhalters und
einer Unterseite einer Unterlegscheibe in jeweils flächige Anlage
mittels einer die Unterlegscheibe, das Messer und den Messerhalter
wenigstens teilweise durchdringenden Schraube verschraubt ist, die
einen Gewindeabschnitt aufweist, und ferner der mittels des Messers
vom Holz abgetrennte Hackschnitzel an der Unterlegscheibe vorbei
geführt
wird.
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Die Erfindung betrifft ferner ein
Verfahren zum Erzeugen von Hackschnitzeln aus Holz, bei dem ein
in vorbestimmter Richtung durch das Holz geführtes Messer verwendet wird,
wobei das Messer zwischen einer Oberseite eines Messerhalters und
einer Unterseite einer Unterlegscheibe in jeweils flächiger Anlage
mittels einer die Unterlegscheibe, das Messer und den Messer halter
wenigstens teilweise durchdringenden Schraube verschraubt wird,
die einen Gewindeabschnitt aufweist, und ferner der mittels des
Messers vom Holz abgetrennte Hackschnitzel an der Unterlegscheibe
vorbei geführt
wird.
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Beim Bearbeiten von Baumstämmen, insbesondere
beim Zerlegen von Baumstämmen
in Holzerzeugnisse wie Bretter, Balken und dergleichen, werden Bereiche
des Baumstamms beim sogenannten "Profilieren" oder während des
sogenannten "Vorschnitts" zerspant. Die dabei anfallenden Späne werden
auch als Hackschnitzel bezeichnet, da sie mittels Zerspanermessern
aus dem Holz herausgehackt werden.
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Es ist auch bekannt, zum Erzeugen
von Hackschnitzeln Baumstämme
oder Teile von Bäumen
insgesamt zu Hackschnitzeln zu verarbeiten, d.h. ohne daß andere
Holzerzeugnisse wie Bretter und Balken dabei erzeugt werden.
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Hackschnitzel sind ein wertvoller
Ausgangswerkstoff für
die Papier- und Zelluloseindustrie. Diese Industrie hat für den Ankauf
von Hackschnitzeln bestimmte Bewertungskriterien entwickelt, nach
denen angelieferte Hackschnitzel in Kategorien unterschiedlicher
Wertigkeit eingeteilt werden. Die höchste Wertigkeit haben dabei
Hackschnitzel bestimmter Abmessungen, die in ihrem Faserverlauf
unbeschädigt
sind und keine dünn
auslaufenden Bereiche aufweisen.
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Entsprechendes gilt bei einem anderen
typischen Verwendungsfall für
Hackschnitzel, nämlich für die Herstellung
von Komposit bauteilen. Hierunter versteht man Bretter, Balken und
dergleichen, die durch Verleimen von Hackschnitzeln hergestellt
werden. Bei diesen Bauelementen hängt naturgemäß die Festigkeit
in hohem Maße
von der Festigkeit der verleimten Hackschnitzel ab.
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Beim Erzeugen von Hackschnitzeln
mittels einer Vorrichtung der eingangs genannten Art besteht das
Problem, daß der
vom Holz abgetrennte Hackschnitzel stromabwärts der Messerschneide an der
das Messer flächig
haltenden Unterlegscheibe sowie dem Kopf der Schraube vorbei geführt werden muß, die den
Verbund von Unterlegscheibe, Messer und Messerhalter zusammenhält. Da diese
Elemente kurz hinter der Messerschneide angeordnet sind, muß der Hackschnitzel
sogleich nach dem Abtrennen vom Holz stark umgebogen werden. Häufig kommt
es vor, daß der
Hackschnitzel unmittelbar gegen die Vorderkante des Schraubenkopfes
läuft und dabei
einerseits beschädigt
und andererseits ebenfalls stark gebogen wird.
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Eine starke Verbiegung des Hackschnitzels, d.h.
eine Erzeugung von Hackschnitzeln mit Krümmungslinie von kleinem Krümmungsradius,
führt jedoch
im Faserbereich zu Schwächungen
und gegebenenfalls auch zu Zerstörungen.
Dies hat zur Folge, daß die
so erzeugten Hackschnitzel in eine Kategorie niedrigerer Wertigkeit
klassifiziert werden und daher einen geringeren wirtschaftlichen
Ertrag bringen.
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Andererseits müssen Messer von Zerspanern
der hier interessierenden Art flächig
eingespannt werden, und die zum Einspannen verwendeten Elemente
(Schrauben) müssen
auch in unmittelbarer Nähe
der Messerschneide angeordnet sein. Andernfalls wird nämlich das
Messer stark gebogen und, da es aus Hartmetall hergestellt ist,
sehr bald brechen.
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Aus der
DE 196 19 344 A1 ist ein
Zerspaner für
Hackschnitzel bekannt. Bei dem bekannten Zerspaner sind auf einem
Umfang eines Rotors in Umfangsrichtung hintereinander Messerpakete
angeordnet. Jedes Messerpaket weist ein Messer auf, das flächig zwischen
einem inneren Messerträger
und einer äußeren Klemmplatte
gehalten ist. Die Klemmplatte und der Messerträger sind mittels einer radial gerichteten
Spannschraube miteinander verschraubt, so daß das Messer zwischen Messerträger und
Klemmplatte gehalten ist. Die Klemmplatte läuft auf ihrer der Schneide
des Messers zulaufenden Seite keilförmig aus und endet im Abstand
von der Schneide. Damit ist ein gewisser Freiraum für die vom
Messer abgetrennter Holzspäne
geschaffen. Die Spannschraube sitzt mit ihrem Kopf auf einer Rückseite
der Klemmplatte auf, die von der Schneide des Messers wegweist.
Damit befindet sich der Kopf der Spannschraube nicht in der Bewegungsbahn
der abgeschnittenen Holzspäne,
andererseits entsteht auf diese Weise eine Anordnung mit relativ
großen
Abmessungen.
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Aus der eingangs ebenfalls genannten
DE 196 19 345 A1 ist
ein ganz ähnlicher
Zerspaner für Hackschnitzel
bekannt, bei dem ebenfalls Messerpakete über den Umfang eines Rotors
verteilt vorgesehen sind. Die Messerpakete bestehen ebenfalls aus einem
unteren Messerträger
und einer oberen Klemmplatte, die zwischen sich ein Messer einschließen. Auch
hier ist bei den verschiedenen dargestellten Ausführungsformen
jeweils eine Spannschraube vorgesehen, die den Messerträger mit
der Klemmplatte verschraubt, um damit das Messer flächig einzuschließen und
zu halten. Die in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellten
Klemmplatten laufen ebenfalls in Richtung auf die Schneide des Messers
zu keilförmig
aus und enden im Abstand von dieser. Sie sind in diesem keilförmigen Bereich
mit einer Verstärkungsrippe
versehen. Die Spannschrauben sind wiederum so angeordnet, daß sich die
Köpfe der
Spannschrauben oberhalb der jeweiligen Klemmplatte befinden und über diese überstehen.
Je nach den Gegebenheiten im einzelnen können Sie damit in der Bewegungsbahn
der abgetrennten Holzspäne
liegen.
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Um eine möglichst geringe Krümmung der von
der Messerschneide abgetrennten Holzspäne zu erzeugen, muß der Winkel
des Keils, mit dem die Klemmplatte in der Nähe der Messerschneide ausläuft, möglichst
gering sein. Bei dem Zerspaner gemäß der
DE 196 19 344 A1 gelingt
dies nur dadurch, dass der störende
Kopf der Spannschraube auf die Rückseite
der Klemmplatte verlegt und die Klemmplatte selbst sehr lang ausgebildet
wird. Bei der Anordnung gemäß der
DE 196 19 345 A1 gelingt
dies nicht, weil sich dort der Kopf der Spannschraube jeweils auf
der Oberseite der Klemmplatte befindet und daher bei der dargestellten
Baulänge
der Klemmplatte ein relativ großer
Keilwinkel vorgesehen werden muß.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe
zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend
weiterzubilden, daß die
vorstehend genannten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll
es möglich
sein, unter möglichst
weitgehender Beibehaltung herkömmlich
verwendeter und bewährter
Maschinenelemente die Vorrichtung so auszubilden, daß die Hackschnitzel
beim Abtrennen vom Holz weniger als nach dem Stand der Technik umgebogen
werden und insbesondere stromabwärts
der Messerschneide nicht in Kollision mit mechanischen Elementen
der Vorrichtung gelangen, ohne daß dies durch eine große Länge der
Unterlegscheibe bzw. Klemmplatte in Bahnrichtung des abgetrennten
Holzspans erkauft werden muß.
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Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung
der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schraube
mit ihrem Gewindeabschnitt in der Unterlegscheibe verschraubt ist.
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Die Aufgabe wird ferner bei einem
Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß die
Schraube mit ihrem Gewindeabschnitt in der Unterlegscheibe verschraubt
wird, und daß das
Messer entlang der vorbestimmten Richtung mit einer Geschwindigkeit
von etwa 40 m/s geführt
wird, vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit zwischen 35 und 45
m/s.
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Die der Erfindung zugrunde liegende
Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
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Wenn nämlich die Schraube mit ihrem
Gewindeabschnitt in der Unterlegscheibe verschraubt ist, stehen
keine Bestandteile der Schraube über
die Oberseite der Unterlegscheibe vor. Dann entfällt das Hindernis an dieser
Stelle, und der abgetrennte Hackschnitzel läuft nicht auf ein Hindernis
auf und wird nicht beschädigt.
Er braucht auch nicht mit großer
Krümmung
umgebogen zu werden. Im Ergebnis ist es daher möglich, Hackschnitzel von höherer Qualität als im
Stand der Technik herzustellen.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
weist die Schraube einen Kopf auf, und der Kopf ist im eingeschraubten Zustand
der Schraube in einer Vertiefung des Messerhalters angeordnet.
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Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß herkömmliche
Maschinenschrauben verwendet werden können, um den Verbund von Unterleg scheibe,
Messer und Messerhalter miteinander verschrauben zu können.
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Bei einer weiteren Fortbildung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist die Unterlegscheibe an ihrer dem Hackschnitzel zugewandten Seite
mit einer Führungsfläche für den Hackschnitzel
versehen.
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Bevorzugt ist die Führungsfläche dabei
gegen die vorbestimmte Richtung um einen Winkel geneigt, der so
bemessen ist, daß eine
Krümmungslinie des
an der Führungsfläche vorbeigeführten Hackschnitzels
einen minimalen Krümmungsradius
aufweist, der größer als
ein vorbestimmter Wert ist.
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Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die an sich
bekannte Führungsfläche an der
Unterlegscheibe hinsichtlich ihres Neigungswinkels flacher dimensioniert
werden kann, so daß entsprechend
der minimale Krümmungsradius
der Krümmungslinie
größer wird.
Dies wiederum bedeutet aus den obengenannten Gründen, daß die Hackschnitzel bei ihrer
Erzeugung nicht übermäßig gebogen
werden und damit ihre hohe Festigkeit beibehalten. Dies ist von
besonderer Bedeutung bei der Verwendung derartiger Hackschnitzel
in Kompositbauteilen, deren Festigkeit unter anderem maßgeblich
durch die Festigkeit der Hackschnitzel selbst beeinflußt wird.
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Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist diese als Spanerkopf mit konischer Oberfläche ausgebildet, in die eine
Mehrzahl von Messerhaltern eingeschweißt ist.
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Dies bedeutet, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung
in besonders bevorzugter Weise bei an sich bekannten konischen Spanerköpfen eingesetzt werden
kann.
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Schließlich eignet sich die Erfindung
in besonderem Maße
dann, wenn das Messer entlang der vorbestimmten Richtung mit einer
Geschwindigkeit von etwa 40 m/s führbar ist, vorzugsweise mit
einer Geschwindigkeit zwischen 35 und 45 m/s.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus
der Beschreibung und der beigefügten
Zeichnung.
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Es versteht sich, daß die vorstehend
genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur
in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen
der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 in
vergrößertem Maßstab eine
Schnittdarstellung durch eine Vorrichtung zum Erzeugen von Hackschnitzeln
nach dem Stand der Technik;
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2 eine
Darstellung, ähnlich 1, jedoch für ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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In den 1 und 2 sind gleiche Bauelemente
mit gleichen Bezugszeichen versehen. Dort, wo in 2 erfindungsgemäß Abwandlungen gegenüber dem
in 1 dargestellten Stand
der Technik gezeigt sind, ist den Bezugszeichen jeweils ein "a"
hinzugefügt
worden.
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In den 1 und 2 bezeichnet 10 insgesamt einen
Baumstamm oder dergleichen, also ein Stück Holz, von dem Hackschnitzel 12 abgetrennt
werden sollen, so daß eine
Oberfläche 14 am
Baumstamm 10 entsteht. Ein typischer Anwendungsfall ist
das seitliche Anflachen von Baumstämmen 10 im Rahmen
einer Profilierung oder eines Vorschnitts eines Baumstamms.
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Zum Abtrennen der Hackschnitzel 12 ist
ein Messer 16 vorgesehen, dessen Schneide 18 den Hackschnitzel 12 vom
Baumstamm 10 abschneidet. Mit 20 ist eine Nebenschneide
bezeichnet, die zum Abtrennen des Hackschnitzels 12 in
Querrichtung, also senkrecht zur Zeichenebene in 1, dient.
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Die Bewegungsrichtung des Messers 16 relativ
zum Baumstamm 10 ist mit einem Pfeil 22 gekennzeichnet.
Dieser repräsentiert
gleichzeitig die Geschwindigkeit, mit der sich das Messer 16 durch den
Baumstamm 10 bewegt. Diese Geschwindigkeit liegt im Bereich
von 40 m/s, vorzugsweise im Bereich zwischen 35 und 45 m/s.
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Das Messer 16 ist in einem
Messerhalter 30 gehalten. Der Messerhalter 30 weist
eine schräge, ebene
Oberfläche 32 auf,
auf der das Messer 16 flächig aufliegt, und zwar mit
einer ebenso ebenen Unterseite 34. Auf einer Oberseite 36 des
Messers 16 liegt eine Unterseite 38 einer Unterlegscheibe 40 auf, die
in der Fachsprache auch als „Spanbrecher"
bezeichnet wird. Die Anordnung ist damit so getroffen, daß das Messer 16 flächig zwischen
dem Messerhalter 30 und der Unterlegscheibe 40 gehalten
ist. In der Unterlegscheibe 40 ist eine Durchgangsbohrung 42 vorgesehen.
Diese fluchtet mit einem Langloch 44 im Messer 16 sowie
mit einer Gewindebohrung 46 im Messerhalter 30.
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Mit einem Doppelpfeil 48 ist
angedeutet, daß das
Messer 16 zu Justierungszwecken bzw. zum Einstellen der
Schnittiefe relativ zur Unterlegscheibe 40 und zum Messerhalter 30 verschiebbar
ist.
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Der mechanische Zusammenhalt wird
durch eine Schraube 50 bewirkt, die durch die Durchgangsbohrung 42 und
das Langloch 44 gesteckt und mit einem Gewindeabschnitt 56 in
der Gewindebohrung 46 verschraubt ist. Ein Kopf 52 der
Schraube 50 liegt dabei teilweise innerhalb einer Vertiefung 54 in
der Unterlegscheibe 40.
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Die Unterlegscheibe 40 ist
auf ihrer dem Hackschnitzel 12 zu weisenden Seite mit einer
Führungsfläche 58 versehen.
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Wie man aus 1 deutlich erkennt, wird der mittels
des Messers 16 vom Baumstamm 10 abgeschnittene
Hackschnitzel 12 vom Baumstamm 10 weggebogen.
Der Hackschnitzel 12 bewegt sich dabei entlang einer Krümmungslinie 62,
deren minimaler Krümmungsradius
in 1 mit r bezeichnet
ist. Der Hackschnitzel 12 läuft stromabwärts der
Schneide 18 auf die Führungsfläche 58 auf,
die gegenüber der
Schnittrichtung (Pfeil 22) um einen Winkel α angestellt
ist.
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Nach dem Überfahren der Führungsfläche 58 läuft der
Hackschnitzel 12 dann jedoch gegen eine vordere Oberkante 60 des
Kopfes 52 der Schraube 50.
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Dies bedeutet, daß der Hackschnitzel 12 einerseits
mechanisch beschädigt
und andererseits noch weiter umgebogen werden kann, wie dies in 1 dargestellt ist. Damit
kann ein kritischer Krümmungsradius
unterschritten werden, mit der Folge, daß der Hackschnitzel 12 zu
stark gebogen wird und damit das Fasergefüge Schaden nimmt.
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Hier schafft die Erfindung Abhilfe,
indem die bekannte Anordnung gemäß 1 so abgeändert wird,
wie dies in 2 dargestellt
ist.
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Hierzu ist zunächst der Messerhalter 30a dahingehend
verändert,
daß die
Vertiefung 54a für
den Kopf 52a der Schraube 50a sich in 2 auf der Unterseite des
Messerhalters 30a befindet und nicht in der Unterlegscheibe 40a.
Somit wird die Schraube 50a von unten eingeschraubt, was
bedeutet, daß sich die
Durchgangsbohrung 42a im Messerhalter 30a und
die Gewindebohrung 46a in der Unterlegscheibe 40a befindet.
Der Gewindeabschnitt 56a ist somit in die Gewindebohrung 46a in
der Unterlegscheibe 40a eingeschraubt, mit der Folge, daß keine
Elemente der Schraube 50a oben über die Unterlegscheibe 40a überstehen.
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Die Führungsfläche 58a an der Unterlegscheibe 40a kann
mit einem Winkel β etwas
flacher angestellt werden. Dies führt zu einer Krümmungslinie 62a des
Hackschnitzels 12a, deren minimaler Krümmungsradius R größer ist
als der Krümmungsradius
r bei der Vorrichtung gemäß 1.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gemäß 2 tritt somit keine Kollision
zwischen dem Hackschnitzel 12a und einem Element der Schraube 50,
beispielsweise dem Schraubenkopf 52a, auf, und auch die
insgesamt sich ergebende Krümmungslinie 62a verläuft weniger
gekrümmt
als im Stand der Technik, weil die in der Bewegungsbahn des Hackschnitzels 12a liegenden
Befestigungselemente für das
Messer 16 wesentlich flacher ausgebildet sind.