DE19843612C2

DE19843612C2 - Vorrichtung zum Zerspanen von Holz

Info

Publication number: DE19843612C2
Application number: DE19843612A
Authority: DE
Inventors: Joachim Freitag; Andreas Freitag
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-09-21
Filing date: 1998-09-21
Publication date: 2000-12-14
Anticipated expiration: 2018-09-22
Also published as: US6390161B1; EP0988946A2; DE59908005D1; EP0988946B1; DE19843612A1; EP0988946A3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Zerspanen von Holzstämmen mit einem rotierenden Messerring, der an seinem inneren Umfang mit parallel zu seiner Rotationsachse ausgerichteten Schneidmessern bestückt ist, mit einem Halte- und Ein führsystem für die Holzstämme, durch welches die Holzstämme an ihrem einen Ende gehalten und mit dem entgegengesetzten, freien Ende in den Messerring einführbar sind und mit einer Vorschubeinrichtung zur Erzeugung einer auf die freien Enden der Holzstämme gerichteten Bewegung des rotierenden Messerringes, welche ein auf einer Kreisbahn schwenkbares Teil aufweist, auf welchem der rotierende Messering ange ordnet ist, wobei die Schwenkachse und die Rotationsachse des Messerringes parallel zueinander ausgerichtet sind.

Vorrichtungen zum Zerspanen von Holz sind im Stand der Technik seit längerer Zeit bekannt. Mit der Entwicklung von Holzwerkstoffen, wie beispielsweise Spanplatten, Faserplatten, Spanholzbalken, Spanholzformteilen usw. haben derartige Technologien an Bedeutung gewonnen und sind stetig vervollkommnet worden.

Einer der jüngst entwickelten Holzwerkstoffe ist das "Oriented Strand Board" (OSB), eine Weiterentwicklung der herkömmlichen Spanplatte. Unter dem Begriff "Strands" sind in diesem Zusammenhang großflächige Holzspäne mit bevorzugter Geometrie, beispielhaft 100 mm × 14 mm × 0,5 mm, zu verstehen, die flächig kreuzweise überein andergeschichtet zu OSB verleimt werden. Die so entstehenden Platten zeichnen sich gegenüber herkömmlichen Spanplatten durch wesentlich höhere Festigkeit aus. Sie weisen außerdem aufgrund der Lageorientierung der Holzspäne einen bedeutend ge ringeren Anteil Klebstoff bzw. ein günstigeres Verhältnis der Bestandteile Holz und Klebstoff auf, was zu einer Einsparung von Klebstoffen führt.

Allerdings sind mit der Entwicklung der OSB auch die Anforderungen an die Qualität der Holzspäne gestiegen, denn die genannten Vorteile sind nur bei Einhaltung der Spangeometrie, vor allem der Spandicke, erreichbar.

An die entsprechenden Einrichtungen zur Holzzerspanung wird also vordergründig die Forderung gestellt, Späne mit definierter Qualität zu liefern. Diese Bemühung um Spanqualität hat in jüngster Zeit zur Entwicklung von Zerspanungsmaschinen für Stamm- und Restholz, beispielsweise für nicht abgelängtes Rundholz, geführt, bei de nen die Zerspanung mit einem rotierenden Messerring vorgenommen wird. Dieser Mes serring weist im wesentlichen die Geometrie eines Hohlzylinders auf, über dessen inne ren Umfang radialsymmetrisch verteilt parallel zur Rotationsachse ausgerichtete Schneidmesser angeordnet sind.

In den Messerring hinein wird zyklisch abschnittweise ein Bündel von parallel zur Rota tionsachse ausgerichteten Holzstämmen geschoben, und zwar jeweils um ein Längen maß, das der Abmessung der Messer in axialer Richtung entspricht; dabei befinden sich die Messer zunächst noch nicht in Eingriff mit den Holzstämmen. Nach dem Einschie ben der Holzstämme werden diese durch ein Haltesystem geklemmt und dann der ro tierende Messerring in radialer Richtung auf den in seinen Innenraum, die sogenannte Zerspanungskammer, hineinragenden Abschnitt der Holzstämme zu bewegt, infolge dessen die Messer mit den Stämmen in Kontakt kommen und die Zerspanung erfolgt, bei der sich durch den Schäleffekt, die die parallel zur Längsrichtung der Holzstämme ausgerichteten rotierenden Messer bewirken, die geforderte Spanqualität ergibt.

Selbstverständlich spielen beim Spanentstehungsprozess im Hinblick auf die Spanquali tät Vorschubgeschwindigkeit, Messervorstand, Teilung des Messerringes bzw. Mes seranzahl am Umfang, Schnittgeschwindigkeit, Radius des Flugkreises der Schneiden usw. eine wesentliche Rolle. Hierzu sind bereits weitreichende Untersuchungen erfolgt, die Ergebnisse sind bekannt und werden bereits genutzt. Allerdings ist ein weiteres wesentliches Kriterium bei der Herstellung von Strands noch nicht hinreichend gelöst, nämlich die Menge der bei einem Messerringumlauf erzielbaren Späne gleicher Quali tät, insbesondere gleicher Spandicke.

Betrachtet man die Bewegungskurven der Schneidmesser, so ergibt sich, daß jede Schneide während des Zerspanungsvorganges eine Bahn beschreibt, die spiralförmig verläuft und einer Schraubenlinie mit einer Steigung entspricht, die von der Vor schubrichtung und von der Vorschubgeschwindigkeit abhängig ist.

In Bezug auf die Vorschubbewegung sind prinzipiell die Horizontalzerspanung und die Vertikalzerspanung bekannt, wobei die Bezeichnungen horizontal und vertikal auf die Vorschubrichtung des Messerringes hinweisen. In der Patentschrift DE 35 05 077 C2 beispielsweise ist eine Maschine zur Horizontalzerspanung dargestellt, bei der das Holzbündel auf einer horizontal angeordneten Gleitwand abgelegt, über diese Gleit wand gleitend mit Hilfe eines Zuführschiebers in den Innenraum des Messerringes ein geschoben und in dieser Position mit Klemmelementen gehalten wird. Sodann erfolgt die Vorschubbewegung des rotierenden Messerringes in horizontaler Richtung bei spielsweise von links nach rechts, wobei die Zerspanung des Holzbündels erfolgt. Die Tiefe der Zerspanungskammer ist dabei durch die axiale Länge der einzelnen Messer vorgegeben.

Bei den vertikal zerspanenden Maschinen besteht der prinzipielle Unterschied im Ver gleich zum Horizontalzerspaner im wesentlichen in der vertikaler gerichteten Vor schubbewegung des Messerringes. Hier wird ebenfalls zunächst mit Hilfe einer Zufüh reinrichtung ein Bündel von Holzstämmen in das Innere des Messeringes vorgescho ben, ebenfalls wieder um einen Weg, der der achsialen Länge der Messer entspricht. Danach wird der rotierende Messerring in eine vertikale Vorschubbewegung versetzt, wobei die Zerspanung erfolgt. So ist aus der Patentschrift DE 43 35 348 C1 ein Lang holzzerspaner bekannt, bei dem die Vorschubbewegung vertikal, und zwar aufwärts gegen das Holzbündel gerichtet ist. Analog hierzu ist die Ausführung von Zerspa nungseinrichtungen mit vertikaler Abwärtsbewegung des Messeringes denkbar.

Charakteristisch für beide beschriebenen Anordnungen ist die geradlinige Vorschub bewegung. Der dabei ablaufende Zerspanungsvorgang soll im folgenden kurz erläutert werden. Dazu zeigt Fig. 1 die prinzipielle Darstellung eines Messeringes mit m_G = 36 Messern. Von diesen Messern können theoretisch lediglich die m_E = 18 Messer im Ein griff sein, die auf dem Halbkreis in Vorschubrichtung angeordnet sind. Wird nun eine vertikal aufwärtsgerichtete Vorschubbewegung, wie in Fig. 1 dargestellt, angenommen, so ergeben sich für die einzelnen Schneiden in Abhängigkeit von ihrer augenblicklichen Position am Umfang des Messerringes unterschiedliche Vorschubwege, die unter schiedliche Spandicken zufolge haben.

In Fig. 1 sind für unterschiedliche Phasenwinkel α bei der Rotation des Messerringes jeweils eine Schneide A und die der Schneide A nacheilende Schneide B dargestellt. Es ist ersichtlich, daß sich die größte Spandicke bei d₃, die geringste Spandicke bei d₁ er gibt. Die entstehenden Spandicken sind also von der jeweiligen Position eines Schneidmessers am Umfang des Messerringes abhängig, bei welcher der Eingriff er folgt.

Um einen Bewertungsmaßstab für die Qualität der gelieferten Späne in Bezug auf die Positionen der Schneidmesser zu finden, teilt man den Umfang des Messerringes in Sektoren ein, von denen Spänen geliefert werden, deren Dicken innerhalb einer zuläs sigen Toleranzgrenze liegen.

In Fig. 2 ist der Messerring für einen Vertikalzerspaner mit Aufwärtszerspanung in ein zelne Phasensektoren unterteilt, wobei sich die Sektoren in Vorschubrichtung erstrec ken und sich die Unterteilung an der Messeranzahl orientiert. Da von der Gesamtanzahl von m_G = 36 Messern theoretisch nur m_E = 18 Messer im Eingriff sein können und diese 18 Messer symmetrisch zur Rotationsachse verteilt sind, ergibt sich eine Anzahl von neun Sektoren S₁ bis S₉. Es wird davon ausgegangen, das innerhalb eines jeden Sektors Späne mit einer Dicke anfallen, die innerhalb eines zulässigen Toleranzbereiches lie gen.

Daraus ergibt sich schlußfolgernd, daß man Späne hinreichend einheitlicher Dicke erst dann erhält, wenn das Holzbündel beim Zerspanungsprozess lediglich in einem der Sektoren, unter Umständen in zwei oder drei benachbarten Sektoren, beispielsweise der Sektoren S₁ und S₂, vorgehalten wird. Zugleich aber ist klar, daß die Wirtschaftlich keit einer Zerspanungseinrichtung insbesondere im Zusammenhang mit der Herstel lung von OSB ganz wesentlich davon abhängig ist, wieviele Späne einheitlicher Dicke bei einer Umdrehung des Messerringes produziert werden. Im Diagramm nach Fig. 3 sind die über jedem Sektor S₁ bis S₉ dargestellten Flächen ein Maß für die in diesem Sektor anfallenden Spanmengen. Daraus ist erkennbar, daß lediglich die Späne aus den Sektoren S₁ und S₂, je nach Schärfe der Qualitätsanforderung eventuell auch noch aus dem Sektor S₃ genutzt werden können. Daraus wird zugleich der Nachteil erkennbar, der dem Stand der Technik anhaftet, nämlich daß die pro Zeiteinheit erzeugbare Menge an Spänen hinreichender Qualität sehr gering ist.

In DE 29 47 199 A1 ist eine Holzzerspanungsmaschine beschrieben, die zur Zerspa nung von nicht abgelängtem Rundholz mittels einer Messerwelle ausgebildet ist. Die Messerwelle ist schwenkbar an einer Schwinge gelagert, die in einen Zerspanungsraum eintaucht, in den das Rundholz hineingefördert wird. Der Zerspanungsraum weist auf einer Seite eine feste Seitenwand und auf der anderen Seite eine mit der Messerwelle gemeinsam schwenkbare Seitenwand auf, wobei an der schwenkbaren Seitenwand ein mit der Messerwelle zusammenarbeitendes Gegenmesser vorgesehen ist.

Nachteiligerweise ist mit einer derartigen Einrichtung die für OSB angestrebte Span qualität nicht erreichbar, da bei einer Messerwelle die Spanentstehung und Spanabfüh rung nicht ohne Richtungsumkehr der Späne möglich ist, d. h. die Späne müssen entge gengesetzt zu der Richtung, in der sich das Holz relativ zur Messerwelle bewegt, ab fließen. Aufgrund der bei dieser Richtungsumkehr auf die Späne wirkenden Kräfte ent stehen lediglich kurze, an undefinierter Stelle gebrochene Späne, die deshalb nicht die Span-Geometrie aufweisen, die für die Herstellung von OSB erforderlich ist.

Die DE-AS 22 07 901 offenbart eine Zuführeinrichtung für einen Messerwellenzerspa ner, bei dem zwei gekrümmte Seitenwände das Holz in Richtung Messerwelle mit un terschiedlichen Geschwindigkeiten vorschieben. Dabei ist die Vorschubgeschwindigkeit des Holzes dort am größten, wo der dem Vorschub entgegengesetzte Geschwindig keitsvektor der umlaufenden Messer am größten ist. Mit anderen Worten: Das Holz wird nahe der äußeren Seitenwand, die den größeren Krümmungsradius aufweist, mit größerer Zuführgeschwindigkeit befördert als nahe der inneren Seitenwand mit dem kleineren Krümmungsradius, wobei die Umlaufrichtung der Messer vom äußeren Radi us zum inneren Radius gerichtet ist. Daraus folgt, daß die Spanmenge, die am äußeren Radius entsteht, mit der Drehung der Messerwelle mitgenommen und durch den Be reich des inneren Radius geführt werden muß, in dem schon eine große Spanmenge anfällt, wodurch Spanstauungen verursacht werden mit der Folge, daß die Späne unde finiert brechen und somit die erreichbare Spanqualität den Anforderungen an Späne für OSB nicht genügt.

In DE 26 35 146 A1 ist eine Holzzerspanungsmaschine beschrieben, bei der eine Holz zuführrinne gegenüber einer umlaufenden Messerwelle um eine ortsfeste horizontale Schwenkachse auf- und abschwenkbar ist, wobei die Rotationsachse der Messerwelle und die Schwenkachse der Holzzuführrinne senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Dabei dient die rechtwinklige Ausrichtung von Rotationsachse der Messerwelle zur Schwenkachse der Holzzuführrinne dem Zweck, die Aufnahme von Querkräften wei testgehend spiel- und schwingungsfrei zu ermöglichen. Auch bezüglich dieses Messer wellenzerspaners gilt, daß die erzielbare Spanqualität aus den bereits vorgenannten Gründen nicht die Forderungen erfüllen kann, die an die Spanqualität von OSB zu stel len sind.

Daraus ableitend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zum Zerspanen von Holzstämmen der vorbeschriebenen Art derart weiterzubilden, daß mit jeder Umdrehung des Messerrades eine größere Anzahl von Spänen, die den vorbe schriebenen Qualitätsanforderungen genügt, herstellbar ist.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die Holzstämme zwischen zwei Sei tenwänden gehalten sind, die eine keisbogenförmige Krümmung aufweisen, wobei die Krümmungsmittelpunkte der beiden Seitenwände in der Schwenkachse des Messerrin ges liegen und der Krümmungsradius einer ersten Seitenwand kleiner und der Krüm mungsradius der zweiten Seitenwand größer ist als der Schwenkradius der Rotati onsachse des Messerringes.

Mit der auf einer gekrümmten Bahn verlaufenden Relativbewegung zwischen dem Mes serring und dem Bündel der zu zerspanenden Holzstämme wird erreicht, daß einzelne der Spansektoren "gestaucht", andere hingegen "gedehnt" werden. Damit sind die Flä chen über den Spansektoren (vgl. Fig. 3) nicht mehr symmetrisch zur Rotationsachse verteilt, sondern unsymmetrisch so verschoben, daß sich ein größerer Anteil von Spä nen mit innerhalb der vorgegebenen Toleranz liegender Qualität ergibt.

Auf dem schwenkbaren Teil, beispielsweise einer Wippe, auf dem der Messerring ange ordnet ist, können auch der Antriebsmotor für den Messerring und die Übertragungs glieder für die Drehbewegung des Antriebsmotors zum Messerring angeordnet sein. Hieraus ergeben sich vorteilhafte konstruktive Gesichtspunkte, da der Antriebsmotor zugleich als Gegengewicht zur Masse des Messerringes genutzt und auf der entgegen gesetzten Seite der Schwenkachse montiert sein kann. Zur Erzeugung der Schwenkbe wegung kann ein hydraulischer Antrieb vorgesehen sein, beispielsweise ein Hydrau likzylinder, der so mit dem Schwenkhebel verbunden ist, daß beim Ausfahren der Kol benstange der Messerring gegen das zu zerspanende Holzbündel vorgeschoben wird.

In diesem Zusammenhang besteht eine im Rahmen der Erfindung liegende Besonder heit darin, daß die Seitenwände so ausgebildet sind, daß sie abschnittweise, etwa der axialen Ausdehnung der Messer entsprechend, in den Messerring hineinragen und ge stellfest zum Messerring angeordnet sind. Beim Betreiben der erfindungsgemäßen Vor richtung, die entsprechend dieser Variante ausgeführt ist, folgen die Seitenwände der Bewegung des Messerringes, wobei sie sich relativ zu den Holzstämmen bewegen. Dar aus ergibt sich insbesondere der Vorteil, daß die aufgrund der periodischen Vorschub bewegung immer kürzer werdenden Holzstämme auch mit kurzen Längen innerhalb der Zerspanungskammer noch sicher gehalten werden.

Weiterhin kann die Erfindung in der Weise ausgestaltet sein, daß der Messerring nicht auf einer Wippe oder einem Schwenkhebel, sondern auf einem Führungsschlitten gela gert ist, der auf einer Kurvenbahn, bevorzugt ebenfalls einer Kreisbahn, verschiebbar angeordnet ist. Auch hier kann der Antriebsmotor für den Messerring ebenfalls mit auf dem Führungsschlitten montiert sein und es ist auch hier vorteilhaft, zur Erzeugung der Vorschubbewegung einen Hydraulikzylinder zu verwenden, der einerseits gestell fest und andererseits mit dem Führungsschlitten verbunden ist und der beim Ausfah ren der Kolbenstange den Führungsschlitten bewegt und damit die Vorschubbewegung auslöst.

In einer analogen Ausgestaltungsvariante kann weiterhin vorgesehen sein, daß der Messerring mit einem Getriebeglied eines viergliedrigen Koppelgetriebes, beispielswei se einer Schubkurbelkette, verbunden und dabei auf einer Kreisbahn beweglich ist. Auch in diesem Fall ist es vorteilhaft, zur Auslösung der Bewegung des Koppelgetrie bes bzw. der Vorschubbewegung des Messerringes das Koppelgetriebe mit einem hy draulischen Antrieb zu verbinden.

Eine sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung läßt sich erzielen, wenn der Krüm mungsradius der Vorschubbewegung in einem Bereich zwischen 1800 mm und 2500 mm liegt.

Denkbar und im Rahmen der beschriebenen Erfindung liegend sind selbstverständlich auch Anordnungen, bei bei denen eine Vorschubbewegung des Messeringes auf einer ungleichmäßig gekrümmten Kurvenbahn, beispielhaft einer Parabel, erfolgt.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen

Fig. 1 den Eingriff der Schneiden während der Rotation des Messerringes

Fig. 2 ein Beispiel für die Einteilung des Messerringes in Spansektoren

Fig. 3 ein Beispiel für die Verteilung der Spandicke über die Spansektoren nach dem Stand der Technik

Fig. 4 die Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung

Fig. 5 ein Diagramm mit der Verteilung der Spandicken über die Spansek toren bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens

In Fig. 4 ist eine Vorrichtung zum Zerspanen von Holzstämmen 1 dargestellt, in der ein Messerring 2 um eine Rotationsachse 3 drehbar gelagert ist. In der Darstellung nach Fig. 4 verläuft die Rotationsachse 3 senkrecht zur Zeichenebene, die Holzstämme 1 sind mit ihrer Längsrichtung parallel zur Rotationsachse 3 ausgerichtet.

Der Messerring 1 weist die geometrische Form eines Hohlzylinders auf, der an seinem inneren Umfang 4 mit Schneidmessern 5 bestückt ist. Die Schneidmesser 5 sind radial symmetrisch am inneren Umfang 4 des Messerringes 2 verteilt, d. h. sie haben gleichen Bogenabstand zueinander. In der Darstellung nach Fig. 4 sind beispielhaft zwanzig Schneidmesser 5 vorgesehen.

Weiterhin umfaßt die Vorrichtung ein Einschub- und Haltesystem für die Holzstämme 1, wobei zur Realisierung der Haltefunktion im wesentlichen eine erste Seitenwand 6, eine zweite Seitenwand 7, eine Grundfläche 8 sowie eine Gegenwand 9 vorgesehen sind. Auf der Grundfläche 8 sind die Holzstämme 1 abgelegt, und zwar so, daß sie in ihrer Längsrichtung bzw. in Richtung der Rotationsachse 3 auf der Grundfläche 8 gleitend verschiebbar sind. Die auf der Grundfläche 8 abgelegten und durch die beiden Seiten wände 6 und 7 seitwärts gehaltenen Holzstämme 1 sind dabei zu einem Bündel aufge schichtet. Das Ablegen der Holzstämme 1 auf der Grundfläche 8 zum Zwecke der Be schickung der Vorrichtung erfolgt außerhalb des Messerringes 2.

Nach der Beschickung der Vorrichtung bzw. nach der Ablage der Holzstämme 1 auf der Grundfläche 8 zwischen den Seitenwänden 6 und 7 erfolgt durch das Einschubsystem, welches zeichnerisch nicht näher dargestellt ist, das Vorschieben der Holzstämme 1 (senkrecht zur Zeichenebene) in den Innenraum des Messerringes 2, d. h. in die Zerspa nungskammer 10 hinein. Dazu werden die Holzstämme 1 um ein Längenmaß in den Messerring 2 eingeschoben, das der Länge der Schneidmesser 5 in axialer Richtung entspricht.

Nunmehr wird der Zerspanungsvorgang eingeleitet, indem der Messerring 2 in Dre hung um die Rotationsachse 3 versetzt und sodann auf die sich in der Zerspanungs kammer 10 in relativer Ruhe zum Messerring 2 befindenden Holzstämme 1 zu bewegt wird. Der Zerspanungsprozeß setzt dann ein, wenn die rotierenden Schneidmesser 5 mit den dem Umfang 4 am nächsten liegenden Holzstämmen 1 zum Eingriff kommen. Die dabei auftretenden Vorschubkräfte werden von den Seitenwänden 6 und 7, vor allem aber von der Gegenwand 9 aufgenommen.

Um nun zu erreichen, daß während des Zerspanungsvorganges eine möglichst große Menge von Holzspänen mit gleicher Qualität bzw. mit einer innerhalb eines vorgege ben Toleranzbereiches liegender Spandicke hergestellt werden, ist vorgesehen, daß die Vorschubbewegung des Messerringes 2 auf einer Kurvenbahn erfolgt. Die Bahnbewe gung, die die Rotationsachse 3 des Messerringes 2 dabei beschreibt, ist beispielhaft als Kreisbahn 11 kennzeichnet. Gemäß Fig. 4 verläuft die Kreisbahn 12 in der Zeichenebe ne, d. h. die Rotationsachse 3 ist senkrecht zu der Kreisfläche ausgerichtet, die von der Kreisbahn 11 eingeschlossen wird.

Die Bewegung der Rotationsachse 3 auf der Kreisbahn 11 wird durch eine Wippe 12 erzielt, die um eine Schwenkachse 13 kippbar gelagert und auf welcher der Messerring 2 drehbar montiert ist. Ebenfalls auf der Wippe 12 angeordnet ist der Antriebsmotor 14, der zur Erzeugung der Drehbewegung des Messerringes 2 dient und zu diesem Zweck über einen Riementrieb 15 mit dem Messerring 2 verbunden ist.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Schwenkbewegung des Messerringes 2 entgegengesetzt zur Uhrzeigerrichtung, d. h. das Eigengewicht der Holzstämme 1 wirkt den Vorschubkräften entgegen. Davon abweichend sind aber auch Ausgestaltun gen denkbar, bei denen die Schwenkbewegung des Messerringes 2 dem Uhrzeigersinn gleichgerichtet vorgenommen wird, wobei sich der Messerring 2 etwa in Wirkungsrich tung der Erdschwerkraft auf die Holzstämme 1 zu bewegt und die Holzstämme 1 ge gen die Erdschwerkraft und die durch den Messerring 2 wirkenden Vorschubkräfte zu halten sind.

Zur Erzeugung der Schwenkbewegung der Wippe 12 um die Schwenkachse 13 und damit zur Erzeugung der Vorschubbewegung des Messerringes 2 gegen die Holzstäm me 1 ist ein Hydraulikzylinder 16 vorgesehen. Das Hydrauliksystem, mit welchem der Hydraulikzylinder 16 verbunden ist, der Antriebsmotor 14 für den Messerring 2 wie auch der Antriebsmechanismus für das Einschub- und Haltesystem sind mit einer An steuerrichtung verbunden, die zeichnerisch nicht weiter ausgeführt ist und die auch nicht ausführlicher beschrieben werden soll, da sie aus dem Stand der Technik bereits bekannt ist. Diese Ansteuereinrichtung nimmt in Abhängigkeit von einem Ablaufpro gramm, in dem die vorbeschriebenen Bewegungsabläufe gespeichert sind, die Auslö sung und Koordination der Einzelbewegungen vor, wie Einschieben der Holzstämme 1 in die Zerspanungskammer 10 durch Ansteuerung des Einführsystems, Einschalten der Rotation des Messerringes 2 durch Ansteuerung des Antriebsmotors 14, Einleiten der Vorschubbewegung des Messerringes 2 durch Beaufschlagung des Hydraulikzylinders 16, Umkehrung der Vorschubbewegung durch gegenläufiges Beaufschlagen des Hy draulikzylinders 16, wiederholtes Einschieben der Holzstämme 1 in die Zerspanungs kammer 10 usw.

Die während des Zerspaltungsprozesses produzierten Späne fallen der Schwerkraft folgend in den Trichter 17, aus welchem sie zur Weiterverarbeitung zu OSB abtranspor tiert werden.

Die erste Seitenwand 6 und die zweite Seitenwand 7 sind kreisbogenförmig gekrümmt ausgeführt, wobei die Krümmungsmittelpunkte beider Seitenwände 6, 7, ebenso wie der Krümmungsmittelpunkt der Kreisbahn 11, in der Schwenkachse 13 liegen. Der Krümmungsradius der Seitenwand 6 ist dabei kleiner, der Krümmungsradius der Sei tenwand 7 größer als der Krümmungsradius der Kreisbahn 11 ausgeführt, so daß die Kreisbahn 11 zwischen beiden Seitenwänden 6 und 7 verläuft. Durch die der Kreisbahn 11 folgenden Krümmungen der Seitenwände 6 und 7 wird vorteilhaft erreicht, daß während des gesamten Zerspanungsvorganges stets die gleichen Spansektoren des Messerringes 2 mit den Holzstämmen 1 in Eingriff bleiben.

Im Rahmen der Erfindung liegen weiterhin Ausgestaltungsvarianten, die die erste Sei tenwand 6, die zweite Seitenwand 7, die Grundfläche 8 wie auch die Gegenwand 9 be treffen. So ist es denkbar, diese hinsichtlich ihrer Ausdehnung in Richtung auf den Messerring 2 unterschiedlich auszuführen, wobei beispielsweise die Seitenwände 6 und 7 ebenso wie die zu zerspanenden Abschnitte der Holzstämme 1 in den Zerspanungs raum 10 hineinragen und der Vorschubbewegung des Messerringes 2 folgend um die Schwenkachse 13 schwenkbar angeordnet sein können, während die Gegenwand 9 gestellfest angeordnet bleibt. Diese Ausgestaltung hat zwar den Vorteil, daß die Holz stämme 1 innerhalb des Messerringes 2 bzw. in der Zerspanungskammer 10 während des gesamten Zerspanungsvorganges einen seitlich gut geführten Halt haben, jedoch erfordert die Relativbewegung zwischen den Seitenwänden 6 und 7 und der Gegen wand 9 die Relativbewegung zwischen den Seitenwänden 6 und 7 und den Holzstäm men 1 die Überwindung der Anlagekräfte, mit denen die Holzstämme 1 an den Seiten wänden 6 und 7 anliegen und damit höhere Vorschubkräfte.

In ähnlicher Weise kann vorgesehen sein, daß die Grundfläche 8 in den Zerspanungs raum hineinragend und der Vorschubbewegung des Messerringes 2 folgend beweglich angeordnet ist.

Bei Anwendung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung und deren Varian ten beim Zerspanen von Holzstämmen 1 ist die in Fig. 5 dargestellte Veränderung des Spandiagrammes erzielbar. In Fig. 5 ist zu erkennen, daß die von den einzelnen Span sektoren gewonnenen Spanmengen nicht mehr symmetrisch zur Rotationsachse 3 ver teilt sind, wie das beim Stand der Technik der Fall war (vgl. Fig. 3), sondern daß hier eine auf die Rotationsachse 3 bezogene Unsymmetrie zu verzeichnen ist, die zur Folge hat, daß beispielsweise eine größere Menge an Spänen aus den benachbarten Spansek toren S₁, S₂ und S₃ verfügbar sind. Damit ist entsprechend der Aufgabe der Erfindung vorteilhaft eine höhere Verfügbarkeit von Spänen einheitlicher Qualität erreicht. Die Breite zwischen den Seitenwänden 6, 7 und der Bereich zwischen den Seitenwänden 6, 7, der die Holzstämme 1 aufnimmt, können innerhalb der Zerspanungskammer 10 auf die Sektoren ausgerichtet werden, die Späne hinreichender Qualität und größerer Menge liefern.

Eine unter diesen Gesichtspunkten vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich, wenn der Abstand zwischen Schwenkachse 13 und Rotati onsachse 3 mit 2.200 mm ausgeführt ist und der Winkel β, um den die Rotationsachse 3 schwenkbar ist, etwa 50° beträgt.

Dabei sollte, wie in Fig. 4 dargestellt, die Verbindungsgerade zwischen Schwenkachse 13 und Rotationsachse 3 vor Beginn des Zerspanungsvorganges, d. h. während der Zu führung der Holzstämme 1 in die Zerspanungskammer 10, etwa horizontal ausgerich tet sein und die Vorschub- bzw. Schwenkbewegung des Messerringes 2 um die Schwenkachse 13 sollte in Richtung R erfolgen.

Der Durchmesser des inneren, mit den Schneidmessern 5 bestückten Umfanges 4 des Messerringes 2 kann vorteilhaft wie der Abstand zwischen Schwenkachse 13 und Rota tionsachse 3 mit 2.200 mm ausgeführt sein. Der Krümmungsradius der ersten Seiten wand 6 sollte 1.550 mm betragen, während der Krümmungsradius der zweiten Seiten wand 7 bei 3.050 mm liegen sollte. Damit ist der Abstand zwischen der Kreisbahn 11, auf der sich die Rotationsachse 3 bewegt, und der Seitenwand 6 um einen Betrag von 200 mm kleiner als der Abstand zwischen der Kreisbahn 11 und der Seitenwand 7.

Durch diese Unsymmetrie der Positionierung der beiden Seitenwände 6, 7 in bezug auf die Bewegungsbahn der Rotationsachse 3 ergibt sich eine weitere Verbesserung der Verfügbarkeit von Spänen einheitlicher Qualität.

Bezugszeichenliste

1

Holzstämme

2

Messerring

3

Rotationsachse

4

innerer Umfang

5

Schneidmesser

6

erste Seitenwand

7

zweite Seitenwand

8

Grundfläche

9

Gegenwand

10

Zerspanungskammer

11

Kreisbahn

12

Wippe

13

Schwenkachse

14

Antriebsmotor

15

Riementrieb

16

Hydraulikzylinder

17

Trichter

Claims

1. Vorrichtung zum Zerspanen von Holzstämmen (1),

- mit einem rotierenden Messerring (2), der an seinem inneren Umfang (4) mit par allel zu seiner Rotationsachse (3) ausgerichteten Schneidmessern (5) bestückt ist,
- mit einem Halte- und Einführsystem für die Holzstämme (1), durch welches die Holzstämme (1) an ihrem einen Ende gehalten und mit dem entgegengesetzten, freien Ende in den Messerring (2) einführbar sind und
- mit einer Vorschubeinrichtung zur Erzeugung einer auf die freien Enden der Holzstämme (1) gerichteten Bewegung des rotierenden Messerringes (2), welche ein auf einer Kreisbahn (11) schwenkbares Teil aufweist, auf welchem der rotie rende Messering (2) angeordnet ist, wobei die Schwenkachse (13) und die Rotati onsachse (3) des Messerringes (2) parallel zueinander ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet,
- daß die Holzstämme (1) zwischen zwei Seitenwänden (6, 7) gehalten sind, die eine keisbogenförmige Krümmung aufweisen, wobei die Krümmungsmittelpunkte der beiden Seitenwände (6, 7) in der Schwenkachse (13) des Messerringes (2) liegen und
- der Krümmungsradius einer ersten Seitenwand (6) kleiner und der Krümmungs radius der zweiten Seitenwand (7) größer ist als der Schwenkradius der Rotati onsachse (3) des Messerringes (2).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsra dius der ersten Seitenwand (6) etwa 1.550 mm, der Schwenkradius des Messer ringes (2) etwa 2.200 mm, der Krümmungsradius der zweiten Seitenwand (7) et wa 3.050 mm und der Innendurchmesser des Messerringes (2) etwa 2.200 mm betragen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten wände (6, 7) abschnittsweise in den Messerring (2) hineinragend ausgebildet und gestellfest zum Messerring (2) angeordnet sind, wobei sie, der Bewegung des Messerringes (2) folgend, relativ zu den Holzstämmen (1) beweglich sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Messerring (2) auf einem auf einer Kurvenbahn, bevorzugt einer Kreisbahn (11), verschieblich gelagerten Teil angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Messerring (2) mit einem Getriebeglied eines viergliedrigen Koppelgetriebes, be vorzugt einer Schubkurbelkette, fest verbunden und mit diesem auf einer Kreis bahn (11) beweglich ist.