DE112011100567T5

DE112011100567T5 - Rotor für eine Zerspanmaschine

Info

Publication number: DE112011100567T5
Application number: DE112011100567T
Authority: DE
Inventors: Petri Kaksonen
Original assignee: KESLA Oyj
Current assignee: KESLA Oyj
Priority date: 2010-02-17
Filing date: 2011-02-16
Publication date: 2013-02-28
Also published as: WO2011101544A1; FI20100063A0; SE536787C2; SE1200535A1; AT511662A5; AT511662A2; FI122766B; AT511662B1; FI20100063A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine Zerspanmaschine, die für das Zerkleinern von Holz verwendet wird, wobei der Rotor der Zerspanmaschine einen oder mehrere Körper (1) umfasst, an denen ein oder mehrere Befestigungskörper (2) befestigt sind, die eine oder mehrere Klingen (4) aufweisen. Gemäß der Erfindung ist zwischen der Klinge (4) und dem Körper (1) ein offener Schnitzeldurchgang (5) vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft den Rotor einer Zerspanmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
In jüngerer Zeit wird Holz mit Hilfe von Schnitzel- bzw. Zerspanmaschinen zerkleinert, die einen sich drehenden Rotor umfassen, an dem Klingen zum Zerspanen des Holzes befestigt sind. Der Rotor weist einen Körper auf, der als Drehachse des Rotors dient. Der Körper ist aus so genanntem beruhigtem Stahl, wie dies beispielsweise in der Patentbeschreibung FI95109 beschrieben ist. Die Klingen sind vermittels einer Schraubbefestigung an Aussparungen befestigt, die in den Rotor eingefräst sind, und die Klingen verlaufen parallel zur Rotorachse, wobei ihre Länge der gesamten Länge des Rotors entspricht.
Ein Nachteil der Rotoren von Trommel-Zerspanmaschinen der oben beschriebenen Art besteht darin, dass die Schnitzel bzw. Späne dadurch austreten, dass sie von den Klingen vorwärts gestoßen werden. Der Austritt der Schnitzel wirkt der Rotation des Rotors in starkem Maße entgegen und erhöht somit den Bedarf an Kraft, mit welcher der Rotor angetrieben wird, wodurch die Effizienz der Zerspanmaschine beträchtlich vermindert wird. Die Schnitzel bewirken eine Reibung im Rotor und seinem Gehäuse, wodurch die Temperatur des Rotors und des Gehäuses steigt. Wenn die Temperatur steigt, vermindert sich die Länge des Zeitintervalls, na welchem die Klingen nachgeschliffen werden müssen. Darüber hinaus enthärten sich die Klingen, wenn sie erhitzt und wieder abgekühlt werden, wodurch die Kosten für die Klingen ansteigen. Das Holz, das zerspant wird, reibt an der Rotoroberfläche und bewirkt auch auf diese Weise eine Erhöhung des Energiebedarfs für den Drehantrieb des Rotors; auch erhöht sich hierdurch die Hitze an der Oberfläche des Rotors, so dass die Zerspanmaschine Feuer fangen kann. Die Zuführkraft für das zu zerkleinernde Holz muss ebenfalls groß sein, was leicht dazu führt, dass sich die Zuführwalzen in das zu zerkleinernde Holz „eingraben”, wodurch das Holz stoppt und die Zerspanmaschine blockiert wird.
Ein Ziel der Erfindung ist es, dass die Schnitzel, die von den Klingen der Zerspanmaschine vom Holz abgetrennt werden, in der Lage sind, problemlos durch den Rotor hindurch zu laufen, wobei sie keine Reibung bewirken. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, das Zeitintervall, nach dem die Klingen nachgeschliffen werden müssen, zu verlängern. Ein Ziel besteht auch darin, die Klingen des Rotors so zu positionieren, dass der Rotor bei der Drehung nicht vibriert.
Die Schneidewinkel der Klingen müssen auch die Endkräfte des Rotors beseitigen.
Mit einem Rotor für Zerspanmaschinen gemäß der Erfindung, der durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gekennzeichnet ist, können die oben genannten Nachteile beseitigt und die oben genannten Ziele erreicht werden. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt.
Der wichtigste Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Schnitzel, die durch die Klingen der Zerspanmaschine vom Holz abgetrennt werden, in der Lage sind, durch den Rotor längs eines Schnitzeldurchgangs unterhalb der Klingen gut zu einem Ausgangskanal hindurch zu gelangen, wodurch sie keine Reibung im Rotor und im Rotorgehäuse bewirken. Da die Schnitzel keine Reibung im Rotor und seinem Gehäuse bewirken, ist der Leistungsbedarf der Zerspanmaschine klein im Vergleich zur Menge des Holzes, die der Zerspanmaschine zugeführt wird. Der Bedarf an Zuführleistung für das Holz, das zugeführt wird, ist ebenfalls klein im Vergleich zur Menge des Holzes, da die Klingen das Holz sozusagen in die Zerspanmaschine „hineinsaugen”. Die Erhitzung der Klingen und des Gehäuses ist geringfügig, sodass die Klingen für eine lange Zeit scharf bleiben, so dass das Schärfungsintervall der Klingen lang ist. Die Schneidewinkel benachbarter Klingen sind in entgegen gesetzten Richtungen, wodurch die einander entgegen gesetzten Schneidwinkel der Klingen die Endkraft des Rotors beseitigen, d. h. die Schneidwinkel beseitigen sozusagen die gegenseitig bewirkten Kräfte. Die Klingen sind vom Rotorende her gesehen an verschiedenen Sektoren angeordnet, wodurch die Klingen den Rotor ausbalancieren und ihn somit daran hindern, während der Drehung zu vibrieren. Die Beseitigung der Rotorvibration und der Endkräfte erhöht die Haltbarkeit der Rotorlager beträchtlich.
Es ist offensichtlich, dass mit Hilfe des erfindungsgemäßen Rotors für Zerspanmaschinen große Kostenersparnisse beim Zerkleinern bzw. Zerspanen von Holz erzielt werden.
Die Erfindung wird nun im Einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht des Rotors einer Zerspanmaschine gemäß der Erfindung.
2 zeigt eine vertikale Ansicht des Körperendes des Rotors der Zerspanmaschine gemäß 1 ohne Klingen, geschnitten in Richtung A-A.
3 zeigt eine vertikale Ansicht vom Körperende einer anderen strukturellen Lösung gemäß der Erfindung, bei der die Form des Bodens eines Schnitzeldurchgangs des Rotors der Zerspanmaschine aus 1 gekrümmt ist, ohne die Klingen, geschnitten in Richtung A-A.
4 zeigt eine vertikale Vorderansicht des Rotors der Zerspanmaschine gemäß den 1 bis 3.
5 zeigt den Rotor der Zerspanmaschine gemäß den 1 bis 4 ohne Klingen, in der Mitte geschnitten.
6 zeigt eine vertikale Endansicht des Rotors der Zerspanmaschine gemäß den 1 bis 5.
7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Befestigungskörpers des Rotors der Zerspanmaschine gemäß den 1, 2, 4 und 5, wobei die Rotationsrichtung entgegen dem Urzeigersinn verläuft.
8 zeigt eine vertikale Seitenansicht des Befestigungskörpers aus 7, wobei die Drehrichtung im Urzeigersinn verläuft.
9 zeigt eine vertikale Vorderansicht des Befestigungskörpers aus den 7 und 8, d. h. aus der Holz-Zuführrichtung.
10 zeigt eine vertikale Seitenansicht des Befestigungskörpers der 7–9, wobei die Drehrichtung entgegen dem Urzeigersinn verläuft.
Die Bezugszeichen in den Figuren bezeichnen die folgenden Teile:
Bezugszeichenliste

1: einen Körper,
2: einen Befestigungskörper, der einen Außenrand 2a, eine Seitenoberfläche 2b, eine Schnitzelaussparung 2c und eine Klemmvorrichtung 2d aufweist. Die Seitenoberfläche 2b weist eine äußere Seitenoberfläche 2ba auf.
3: einen Stopper, der eine äußere Oberfläche 3a besitzt.
4: eine Klinge, die einen Klingenkörper 4a, eine Schneidoberfläche 4b und ein Befestigungselement 4c umfasst. Die Schneideoberfläche 4b weist einen Schneidewinkel 4ba auf.
5: einen Schnitzeldurchgang, der einen Boden 5a aufweist.
6: einen Befestigungsteil, an dem die Klinge 4 mit Schrauben befestigt ist.
7: einen Pfeil, der die Rotationsrichtung angibt.

Die Figuren zeigen einen Rotor einer Zerspanmaschine, die beim Zerspanen von Holz Verwendung findet. Die Figuren zeigen die bekannten Strukturen von Zerspanmaschinen nicht. Der Rotor der Zerspanmaschine ist in drehbarer Weise in Lagern so montiert, dass er sich in seinem Gehäuse drehen kann. Der Rotor wird für die Drehung durch einen Verbrennungsmotor oder einen Elektromotor angetrieben. Dem Gehäuse wird in bekannter Weise, z. B. mit Zuführwalzen das zu zerkleinernde Holz zugeführt, das zerspant wird, wenn es mit dem im Gehäuse rotierenden Rotor in Berührung kommt. Die Holzschnitzel treten aufgrund der durch die Drehbewegung des Rotors erzeugten Kraft aus dem Gehäuse aus.
Der in den Figuren dargestellte Rotor für eine Zerspanmaschine umfasst einen oder mehrere Körper 1, an denen ein oder mehrere Befestigungskörper 2 befestigt sind, die ein oder mehrere Klingen 4 umfassen. Der Körper 1 ist an der Rotationsachse beispielsweise mit bekannten Reibbuchsen oder Keilen befestigt.
Gemäß der Erfindung zeigen die Figuren, dass zwischen der Klinge 4 und dem Körper 1 ein offener Schnitzeldurchgang 5 vorhanden ist, der sich in den Befestigungskörpern 2 über die Tiefe der Schnitzelaussparung 2c in den Befestigungskörper 2 erstreckt. 2 zeigt, dass vom Ende des Körpers 1 her gesehen die Querschnittsfläche des Schnitzeldurchganges 5 20% bis 40% des Durchmesserbereiches des Rotors der Zerspanmaschine beträgt. Die Breite des Schnitzeldurchganges 5 ist gleich der Breite der Schneidoberfläche 4b der Klinge 4 oder 0% bis 20% breiter als die Schneidoberfläche 4b der Klinge 4. Der Schnitzeldurchgang 5 beginnt an der Vorderseite der Klinge 4 und erstreckt sich unterhalb der Klinge 4 bis zu ihrer Hinterseite. Gemäß der in 3 gezeigten besten strukturellen Lösung ist der Boden 5a des Schnitzeldurchganges 5 gekrümmt, so dass er als wirksamer Windflügel arbeitet, wenn sich der Rotor der Zerspanmaschine dreht, so dass die Schnitzel in effizienter Weise aus dem Gehäuse des Rotors der Zerspanmaschine austreten, wodurch die austretenden Holzschnitzel über eine große Strecke fliegen und somit kein zusätzlicher Schnitzelförderer erforderlich ist. Der starke Luftstrom des Bodens 5a kühlt auch den Rotor der Zerspanmaschine herunter, wodurch die Lebensdauer der Klingen 4 verlängert wird. In 3 ist der Boden 5a des Schnitzeldurchganges 5 in Drehrichtung 7 nach vorne gekrümmt. Der Boden 5a des Schnitzeldurchgangs 5 kann auch gerade verlaufen, wie in den 2, 7, 8 und 10 gezeigt.
Die 6, 7 und 9 zeigen, dass an der Seitenoberfläche 2b eines oder mehrerer Befestigungskörper 2 eine oder mehrere Schnitzelaussparungen 2c vorhanden sind. Die Schnitzelaussparung 2c befindet sich an der Spitze des Schnitzeldurchganges 5, wodurch die Schnitzelaussparung 2c den Schnitzeldurchgang 5 erweitert. Die Schnitzelaussparung 2c ist in den Befestigungskörper 2 eingefräst oder auf andere Weise eingearbeitet, wodurch der Befestigungskörper 2 im Bereich der Schnitzelaussparung 2c dünner ist. In die Befestigungskörper 2 an den Enden des Rotors der Zerspanmaschine sind die Schnitzelaussparungen 2c nur in der inneren Seitenfläche 2b des Rotors der Zerspanmaschine eingearbeitet, während die äußeren Seitenoberflächen der Befestigungskörper 2 an den Enden gerade verlaufen. In den Figuren befinden sich an den äußeren Seitenoberflächen 2ba der Befestigungskörper 2 an den Enden des Rotors der Zerspanmaschine die vorstehenden Klampen 2d, die verhindern, dass sich Holzschnitzel an den Enden des Rotors der Zerspanmaschine festsetzen. Der Befestigungskörper 2 ist vom Ende des Körpers 1 her gesehen ein ebenes Teil mit kreisförmiger Außenkante.
Die Figuren zeigen, dass zwischen den Befestigungskörpern 2 ein Stopper 3 vorhanden ist, dessen äußere Oberfläche 3 bis 2 mm innerhalb der Außenkante 2a des Befestigungskörpers 2 liegt. Insbesondere 2 zeigt, dass der Stopper 3 ein Ring mit kreisförmiger Außenkante ist, der im Bereich des Schnitzeldurchgangs 5 eine Öffnung umfasst. Der Durchmesser der Außenkante 2a des Befestigungskörpers 2 ist größer als der Stopper 3, wodurch die Reibung zwischen dem Holz und dem Rotor der Zerspanmaschine vermindert wird, wenn das Ende des zu zerkleinernden Holzes mit der Außenkante 2a zusammenstößt.
Die Querschnittsfläche der Außenkante 2a ist klein, wodurch auch die Reibung klein ist, so dass die Erhitzung des Rotors der Zerspanmaschine vermindert wird.
Kleine Teile des Holzes, das zerspant wird, halten an der äußeren Oberfläche des Zapfens 3 an, so dass die Qualität der Holzschnitzel gleichförmig ist, da kein so genanntes Beißen auftreten kann. Die Schneidwinkel 4ba benachbarter Blätter 4 verlaufen in unterschiedlichen Richtungen, so dass kein Endstress an den Rotor der Zerspanmaschine angelegt wird, weil die einander entgegen gesetzten Schneidwinkel 4ba ihre gegenseitigen Endrichtungs-Kräfte ausgleichen. Vorteilhafter Weise ist eine gerade Anzahl von Klingen 4 vorhanden. Wie in 5 dargestellt, befinden sich die Klingen 4 vom Ende des Rotors der Zerspanmaschine her gesehen an verschiedenen Sektoren, so dass die Klingen 4 bei der Rotation keine Vibration des Rotors der Zerspanmaschine bewirken können.
Der Rotor für eine Zerspanmaschine gemäß der Erfindung kann mit Verfahren und Maschinen, die auf dem technischen Gebiet der Herstellung von Zerspanmaschinen bekannt sind, aus Materialien hergestellt werden, von denen es bekannt ist, dass sie bei Zerspanmaschinen Verwendung finden.
Für den Fachmann ist klar, dass die Erfindung nicht nur auf die oben beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dass innerhalb des Rahmens der erfinderischen Idee, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, viele Modifikationen möglich sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

FI 95109 [0002]

Claims

Rotor für eine Zerspanmaschine, die für das Zerkleinern von Holz verwendet wird, wobei der Rotor der Zerspanmaschine einen oder mehrere Körper (1) umfasst, an denen ein oder mehrere Befestigungskörper (2) befestigt sind, die eine oder mehrere Klingen (4) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Klinge (4) und dem Körper (1) ein offener Schnitzeldurchgang (5) vorgesehen ist.
Rotor für eine Zerspanmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche des Schnitzeldurchgangs (5) 20% bis 40% des Durchmesserbereiches des Rotors der Zerspanmaschine beträgt.
Rotor für eine Zerspanmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Weite des Schnitzeldurchgangs (5) gleich der Breite der Schneidoberfläche (4b) der Klinge (4) oder 0% bis 20% breiter als die Schneidoberfläche (4b) der Klinge (4) ist.
Rotor für eine Zerspanmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnitzeldurchgang (5) an der Vorderseite der Klinge (4) beginnt und sich unterhalb der Klinge (4) bis hinter sie erstreckt.
Rotor für eine Zerspanmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (5a) des Schnitzeldurchgangs (5) geradlinig oder gekrümmt ist.
Rotor für eine Zerspanmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Seitenoberfläche (2b) eines oder mehrerer Befestigungskörper (2) eine oder mehrere Schnitzelaussparungen (2c) vorgesehen sind.
Rotor für eine Zerspanmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnitzelaussparung (2c) sich im Bereich des Schnitzeldurchgangs (5) befindet, wodurch die Schnitzelrille (2c) den Schnitzeldurchgang (5) erweitert.
Rotor für eine Zerspanmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungskörper (2) ein ebener Teil mit einer kreisförmigen Außenkante ist.
Rotor für eine Zerspanmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen den Befestigungskörpern (2) ein Stopper (3) befindet, dessen äußere Oberfläche 3 bis 25 mm innerhalb der Außenkante (2a) des Befestigungskörpers (2) liegt.
Rotor für eine Zerspanmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopper (3) eine kreisringförmige Außenkante besitzt, die im Bereich des Schnitzeldurchgangs (5) eine Öffnung umschließt.
Rotor für eine Zerspanmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidewinkel (4ba) von benachbarten Klingen in unterschiedliche Richtungen weisen, so dass keine Endbelastung auf den Rotor der Zerspanmaschine ausgeübt wird.
Rotor für eine Zerspanmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Klingen (4) vom Ende des Rotors der Zerspanmaschine her gesehen an unterschiedlichen Sektoren befinden, so dass die Klingen (4) keine Vibration des Rotors der Zerspanmaschine verursachen, wenn sich dieser dreht.