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Verfahren zum Leerstellen von Holzspänen sowie Maschine zum Durchführen
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des Verfahrens.
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Die erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Holzspänen
durch Zerteilen von Iiolznaterial mittels wenigstens einem an einem drehbaren Werkzeughalter
vorresehenen Zerteilungswerkzeug, das eine das Holzmaterial bearbeitende hante hat.
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Je erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus dem Holzmaterial lange
Späne zu gewinnen, die zum Herstellen von opanplatten, 3alken, Paneelen oder -ihnlichen
Erzeugnissen jrosser Festigkeit geeignet sind. Diese so genannte Lanpäne sollen
der Aufgabe nach Fasern aufweisen, die teils im wesentlichen parallel zur Länrsrichtung
der Späne, teils möglichst ganz sind. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss
vorgeschlagen, dass das Aolzmaterial mittels der Rearbeitungskante des Zerteilungswerkzeuges
im wesentlichen durch Schub in Grenzschichten, die im wesentlichen zwischen den
Fasern des Holzmaterials lokalisiert und die annähernd parallel zur Faserrichtung
sind, zerteilt wird.
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Ausserdem betrifft die Erfindung eine zum Durchführen des Verfahrens
bezweckte Maschine, deren Merkmale aus den beiliegenden Patentansprüche hervorgehen.
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Die Erfindung wird an Band der Zeichnungen nachstehend näher erläutert,
die teils eine Frobemaschine, teils eine kommerziell verwendbare Maschine zum Durchführen
des Verfahrens zeigen.
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Fig. 1: stellt eine von oben her gesehene Probemaschine nach der
Erfindung dar; Fig. 2: stellt dieselbe Maschine dar, aber von der Seite her gesehen;
Fig. 3 bis 5: zeigen verschiedene alternative usführungen der Bearbeitungskante
des zur Maschine hörenden Zerteilungswerkzeuges; Fig. 6: ist eine Seitenansicht
der kommerziell verwendbaren Maschine nach der Erfindung; Fig. 7: ist eine Draufsicht
derselben Maschine, und Fig. 8: stellt einen Teil eines in der Maschine nach Fig.
6 und 7 enthaltenen Werkzeughalters dar.
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Die in den Figuren 1 bis 5 dargestellte Ausführungsform der Maschine
nach der Erfindung ist als eine Probe- oder Prototypmaschine zum Erhalten von Proben
für den Aufbau der in den Figuren 6 bis 8 dargestellten Maschine ausgeführt. Diese
Probemaschine besteht, wie aus Fig. 1 und 2 hervo--geht, aus einem als eine Planscheibe
ausgestalteten Werkzeughalter 4, der mit einem Zerteilungswerkzeug 5 versehen ist
und der an der Spindel 12 einer üblichen Supportdrehbank montiert ist. Auf den Querschlitten
13, der zin Speisen der Drebbank beabsichtigt ist, ist das Holzmaterial oder -stück
14 befestigt, aus welchem Langspäne hergestellt werden sollen. Das holzstück 14
kann in verschiedenen Formen und Dimensionen vorliegen, z.B. als Rund-oder Canzholz,
Vierkantbolz, od.dgl., und es kann roh oder abgelagert sein.
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Der Werkzeughalter 4 l v einen Radius R von 200 mm. Das Zerteilungswerkzeu
5 reicht von der Flantelfläche 15 des Werkzeughalters 4 10 mm nach aussen und hat,
von der Seite her gesehen, seine Symmetrieachse in einem winkelcCvon 550 gegenüber
einer Tangente der Mantelfläche 15. Das Zerteilungswerkzeug 5 hat einen negativen
Schnittwinkel, da dessen Winkel ß in diesem Fall 900 ist.
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Selbstverständlich kann dieser Winkel ß auch grösser als 900 sein.
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In Fig. 3 bis 5 werden drei Zerteilungswerkzeuge 5A, 53 und 5C veranschaulicht,
die sämtliche 50 mm in der Breite oder Stärke haben1 d.h. die das
Holzmaterial
durch Schub bearbeitende Vorderkante 9 Jedes Werkzeuges hat eine Länge von etwa
50 mm. Die Ausgestaltungen der Vorderkanten 91, 9B und 9C sind verschieden. Die
Kante 91 des Werkzeuges 5A ist kreisförnig, mit einem verhältnismässig grossen Radius
Rv von 125 mm. Die Kante 9B des Werkzeuges 5B ist geradlinig, mit Ausnahme von abgerundeten
oder schrägen Bereichen an den Ecken. Die Kante 9C des Werkzeuges 5C ist völlig
geradlinig.
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Anstatt der Breite 50 mm können die Werkzeuge 5 auch sowohl dünner
als stärker sein.
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Die Zuführung des zum Spanherstellen in der Probemaschir.e bezweckten
Holzstückes 14 wird in der bei einer Drehbare üblichen Weise mittels den Querschlitten
13 bewirkt. Bei dem Probieren wurde eine Zuführungs- oder Vorschubgrösse von 1 bzw.
2 mm pro Umlauf benutzt. Bei einigen Proben wurde der Werkzeughalter 4 mit einer
Drehzahl von 30 UmläufeIKin getrieben, vas einer Umfangsgeschwindigkeit von 0.66
m/sek. entspricht; bei anderen Proben mit 70 Umläufe/Min, was einer Umfangsgeschwindigkeit
von 1,54 m/sek entspricht. Die probierten Holzarten waren Fichte und Kiefer und
die fraglichen Holzstücke hatten folgende Dimensionen: 125x125 mm, 50x100 am und
150. Bei einer Probe wurde abgelagertes Holz bearbeitet. Dies wurde leichter als
das im übrigen geprobte, rohe oder wassergelagerte Holz verkrümelt. Das Werkzeug
5A mit kreisförmiger Bearbeitungskante 91 und das Werkzeug 5B, dessen Kante 93 gerade
ist, aber abgerundete Eckbereiche aufweist, gaben kürzere Späne als das Werkzeug
5C mit völlig gerader Kante.
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Beim Probieren mit Holz mit Ästen wurde dies ohne grössere Ausschläge
oder andere Probleme zerteilt. Bei einigen Versuchen federten das Holzstück weg,
was trotz abnehmender Zuführung zum zunehmenden Losreissen zu führen schien, d.h.
zu zunehmendem Schub und abnehmender schneidender Bearbeitung. Mittels der Maschine
wurden in santlichenFällenlange Späne erhalten, deren Aussehen und Charakteristiken
zum Herstellen von Spanplatten u.dgl. sehr zweckdienlich waren.
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In Fig. 6 bis 8 wird der Aufbau der kommerziellen Maschine, an der
die verschiedene Proben in der beschriebenen Probenmaschine führten, gezeigt.
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Diese Maschine ist mit mehreren Zerteilungswerkzeugen 5 versehen.
Jedes Werkzeug hat eine das Holzmaterial bearbeitende Kante 9, die an der Mantelfläche
15 eines drehbaren, zylindrischen Werkzeughalters 4 angeordnet ist.
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Die Maschine enthält auch eine Vorrichtung 1,3 zur Zuführung des Holznaterials
oder -stückes an diese Kante des Zerteilungswerkzeuges 5.
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Die Kante 9 des Werkzeuges 5 ist zur Zerteilung des Holzmaterials
durch Schub in Grenzschichten des Bolzes, die im wesentlichen zwischen den Fasern
des Holzmaterials lokalisiert und zur Faserrichtung annähernd parallel sind, vorgesehen.
Diese Kante 9 hat eine Länge, die mit der Länge der herzustellenden Langspäne im
wesentlichen übereinstimmt. Ferner ist die Kante 9 im grossen annähernd parallel
zur Rotationsachse 10 des Werkzeughalters 4.
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Die Zuführungsvorrichtung 1,3 ist derart ausgestaltet, dass das zu
bearbeitende Holzstück mit der Faserrichtung des Holzmaterials wesentlich parallel
mit der Rotationsachse 10 des Werkzeughalters 4 gegen die Kante 9 des Werkzeuges
5 zugeführt wird.
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In Fig. 6 ist ein Beispiel einer als Bandförderer ausgebildeten Förderbahn
8 zur Beförderang des Eolzmaterials an die Maschine gezeigt. Zwischen dieser Bahn
8 und der Zufühningsvorrichtung 1,3 ist ein Einstückspeiser 2 eingesetzt. Die Zuführungsvorrichtung
besteht aus einen sich verJunbenden Durchlass oder Schacht 3, in dessen Seitenwand
ein hin und her schwenkbar bewegbarer, im Nittelbereich des Schachtes belegener
Stempel 1 vorgesehen ist. Dieser Stempel, der boqenförmig ist, ist gegen die gegenüber
dem Werkzeughalter 4 offene nde des Schachtes 3 mittels einem Hydraulikzylinder
1A sersch*enkbar, um das zu bearbeitende Eolzstück gegen den Werkzeughalter und
die Werkzeugen anzupressen. Gegebenenfalls kann mit dem Stempel, z.B.
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zwischen Stempel und Zylinder, eine Federvorrichtung angeordnet sein,
um dem Holzstück beim Anpressen eine gewisse Nachgiebigkeit zu geben. Derartige
Federvorrichtungen können auch zwischen den Werkzeugen 5 und dem Werkzeughalter
4 vorgesehen sein. Die Vorderfläche des Stempels kann in geeigneter Weise geriffelt
sein. Im Unterteil oder in der Nündung des Schachtes ißt eine verstellbare Gegenhalterschiene
6 für das Holzstück vorgesehen.
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Diese Schiene ist in der unmittelbaren Nähe des Werkzeughalters vorgesehen.
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Der Werkzeughalter 4 der Maschine ist in diesem Fall aus sechszehn,
wie ein Paket zusammengehaltenen, kreisförmigen Planscheiben 7 mit verhältningsmässig
geringer Stärke aufgebaut. In der Praxis kann die Scheibestärke zwischen 40 und
100 mm variieren, obgleich eine Stärke von 50 bis 75 am bevorzugt ist. Jede dieser
Planscheiben trägt an ihre Mantelfläche 15 ein oder vorzugsweise mehrere, z.B. zwei
Zerteilungswerkzeuge 5.
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Wie aus Fig. 8 hervorgeht, ist das Zerteilungsuerkzeug 5 der Maschine
nach Fig. 6 und 7 mit einem negativen Schnittwinkel ausgebildet, d.h. einem Winkel
ß , der 900 oder grösser ist. Unmittelbar vor dem Werkzeug 5 (in Umlaufrichtung
gesehen) ist eine Spanführur.gseinkerbung 11, in der Form
einer
halbmondförnigen Ausnehmung in der Mantelfläche des Werkzeughalters, fllr die durch
das Werkzeug zerspanenden Langspäne vorgesehen. Die Werkzeuge sind mittels Bolzen
an Werkzeughalter befestigt.
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Die Gesamtlänge des in Fig. 7 seranschaulichten Werkzeughalters 4
beträgt in diesem Fall 1200 mm, d.h. jede Planscheibe 7 sowie Jedes Werkzeug haben
eine Stärke von 75 mm.
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Der Werkzeugträger 4 wird in diesem Fall mittels eines 132 kMotors,
der bei einer Drehzahl von 980 U/Min arbeitet, über eine flntersetzunpsgctriebe
mit einer Drehzahl von 340 U/>:in getrieben. Mittels der Maschine werden Langspäne
erhalten, deren Länge 75 mm und deren Stärke etva 4 mm, bei einer Zuführung des
Holzmaterials gegen den Werkzeughalter 4 von 8 mm/U und bei der genannten Werkzeughalterdrehzahl
von 340 U/?'.in, sind. Die Maschine hat dann eine Kapazität in der Höhe von 1 Holzstück
pro 10 Sekunden, wenn die zugeführten Holzstücke eine Länge von etwa 1200 mm und
einen Durchmesser von 300 mm haben. Bei dieser Kapazität ist auch der Rückgang des
Stempels 1 einbegriffen. Die Kapazität ist selbstverständlich durch Änderung der
Drehzahl des Werkzeughalters variierbar.
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Die mittels der Maschine hergestellten Langspäne weisen, infolge des
Schubes in den Crenzschichten zwischen den Fasern, Fasern auf, die sovohl zur Lär.gsrichtnng
der Späne im wesentlichen parallel als auch im grossen ganz sind.
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Diese Späne sind viel stärker als die früher bekannten Späne und geben
daher Erzeugnisse mit ausgezeichneten Festigkeiteigensohaften.
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natürlich ist die Erfindung nicht nur zu den oben beschriebenen und
auf den Zeichnungen veranschaulichten busführungsformen abgegrenzt. Somit kann beispielsweise
anstatt eines zylindrischen Werkzeughalters, ein kegelförmiger Halter verwendet
werden. Das Werkzeug muss auch nicht notwendigerweise an sitzen der Mantelfläche
des Halters/, sondern es kann an dessen Seitenfläche vor gesehen sein. Auch die
Zuführungsvorrichtung kann in vielen Hinsichten modifiert werden.
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Die hergestellten Späne können natürlich in anderen möglichen Gebieten
als Herstellung von Spanplatten o.dgl. verwendet werden.