Messerscheibe-Holzzerspannungsmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Holzzerspa- nungsmaschine mit einer Messerscheibe ,als Werkzeug träger und mit Ableitung .der Späne durch einen Schlitz zwischen jeder der Messerschneiden und der Stirnfläche der Messerscheibe, insbesondere zur Erzeugung von Feinschichtspärnen gleichmässiger Dicke für die Holz spanplattenindustrie und von Spänen für die Zellulose industrie.
Die bekannten Maschinen dieser Art sind so auf gebaut, dass die rotierende Messerscheibe von einem feststehenden Gehäuse umgeben ist, das :die Rückseite der Messerscheibe abdeckt und ihren Umfang umfasst. Die vom Holz abgeschnittenen Späne werden von der MessemschnIttk aft ,durch einen.Schlitz zwischen Schneid- messer und Stirnfläche .der Messerscheibe gedrückt, von dem Raum zwischen Gehäusewand und Messerscheibe aufgenommen und dann:
aus diesem Raum ,abgesaugt und herausgeschleudert. Durch Rippen an der Rückseite der Messerscheibe, durch vorstehende Ritzmesser und deren Spannhülsen usw. entstehen Wirbel aus Luft und Spänen zwischen der Messerscheibe und der Gehäuse rückwand. Dadurch und durch hartes Anschlagen von Spänen gegen .den Umfang des Gehäuses wird ein Teil der Späne beschädigt und starkes Geräusch erzeugt.
Die Messerscheibe neigt dabei zu Schwingungen senkrecht zu ihrer Messerebene, also gegenüber dem zu zerspanenden Holz, das an die Stirnfläche der Messer scheibe angelegt wird zwecks Begrenzung der Spandicke oder der Spanlän & . Die Messer müssen deshalb mehr über diese Stirnfläche vorgestellt werden,
als die ge wünschte Spandicke oder -länge es verlangt. Das ist nachteilig hinsichtlich der Streuung der Spandicke bei Flachspänen und auch oder Messerstandzeit, weil einige der Messer unter Umständen nicht tief genug, andere zu tief .und schliesslich einige überhaupt nicht zum Schnitt kommen. Die letzten Messer stumpfen infolge des Gleiteng über .das Holz am raschesten ab. Die Folge sind Leistungsverlust und erhöhte Messerkosten.
Mit der Erfindung wird die Aufgabe gelöst, Schwin- gungen der Scheibe weitgehend zu unterdrücken und die Späne ohne Wirbelbildung abzuführen, so dass gleichförmige und unbeschädigte Späne ohne übermäs- sige Geräuschbildung produziert werden und dass der Messerverschleiss nicht über das natürlich bedingte Mass hinausgeht und unzulässige Leistungsverluste nicht entstehen.
Das wird dadurch erreicht, ass die Messer scheibe aus einer Stirnwand, einer Rückwand, einem Mantel und diese verbindenden Zwischenwänden ge bildet ist, wobei die Stirn- und die Rückwand und die Zwischenwände Spänekanäle bilden. Die Wandungen der vorteilhaft ungefähr radial verlaufenden Zwischen wände bilden eine sehr wirksame Versteifung der Mes serscheibe. Das erhöht ihren Widerstand gegen Schwin- gungen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung,dargestellt. Es sind: Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Messerschei be in Seitenansicht, Fig. 1 im Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 1; Fig.2 eine Draufsicht auf die Messerscheibe nach Fig. 3 eine Seitenansicht der Zerspanungsmaschine mit einer Messerscheibe gemäss Fig. 1 und 2, im Schnitt nach der Linie C-D der Fig. 4;
Fig. 4 eine Draufsicht auf die Zerspanungsmaschine nach Fig. 3 im Schnitt nach der Linie E-F der Fig. 3; Fig. 5 eine Seitenansicht einer anderen Ausfüh rungsform einer erfindungsgemässen Holzzerspanungs- maschine mit zweiseitiger Starrlagerung der Messer scheibe;
Fig.6 einen Grundriss für die Ausführungsform nach Fig. 5, wobei die Messerscheibe und deren Antrieb nicht dargestellt sind; Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie J-K der Fig. 5;
Fig.8 eine Seitenansicht einer Maschine ähnlich Fig. 3 bzw. 5 in einer Spezialausführung zur Zerspanung von Spreisseln (Langspäne) in deren Längsrichtung im Schnitt nach der Linie L-M der Fig. 9; Fig. 9 einen Grundriss durch eine Maschine gemäss Fig. 8 im Schnitt nach der Linie N-0 der Fig. 8;
Fig. 10 eine Seitenansicht eines Aggregates, beste- hend aus einer Messerscheiben-Holzzerspanungsma- schine für Spreissel (Langspäne) und nachgeschalteter Maschine zur Zerlegung der Langspäne in Kurzspäne, und Fig. 11 bzw.
12 eine Abwandlung einer Holzzer- spanungsmaschine nach Fig. 8 und 9, und zwar für die Erzeugung von Holzwolle aus nicht zu starken bieg samen Hölzern im Schnitt nach der Linie P-Q der Fig. 12 bzw. nach der Linie R-S der Fig. 11.
Bei der Ausführungsform nach :der Fig. 1 bis 4 rotiert eine Messerscheibe 1 um die Achse 2-2; sie t@hgt Schneidmesser 3 und Ritzmesser 4, die in be kannter Weise in je einem von mehreren aus der Mes serscheibe 1 herausnehmbaren Messereinsätzen 5 be festigt sind. Das zu zerspanende Holz H wird in Pfeil richtung G gegen die die Dicke des Spans begrenzende Stirnfläche 6 der Messerscheibe 1 gedrückt.
Die abge schälten Späne 7 treten durch einen Schlitz 8, der in der Messerscheibe 1 ausgespart ist, in einen Spänekanal 9 ein, der im Messereinsatz 5 oder auf deren Rückseite parallel zum Schlitz 8 verlaufend gebildet ist. In diesen Kanal 9 wird durch im Mittelteil der Messerscheibe vorgesehene Bohrungen 10 hindurch Luft L in der Pfeilrichtung bei L angesaugt.
Diese Luft L ist Träger luft für die Späne 7 und fördert sie nach jeweils einer der am Me.s.serscheibenurnfang gelegenen Austritts- öffnungen 11 jedes der Spänekanäle 9 (siehe Fig. 1 bis 3).
Der in Fig. 1 in der Linie A-B gezeichnete Messer einsatz 5 deckt den Spänekanal 9 an der Stirnseite 6 der Messerscheibe 1 ab. In der Linie A'-B' der Fig. 1 ist der Messereinsatz 5 nicht gezeichnet, der Spänekanal 9 ist also hier offen zu sehen. Die Messerscheibe wird gebildet von der Stirnwand 12 und der Rückwand 13 (Fig. 2), dazwischen liegen die säe verbindenden Seiten wände 14 der Spänekanäle 9.
Durch diesen Aufbau er hält die Scheibe hohe Festigkeit und Steifigkeit.
Fig. 3 und 4 zeigen ein Beispiel des Gesamtaufbaues der Ausführungsform der Mes.serscheiben-Zerspanungs- maschine nach Fig. 1 und 2. Die Messerscheibe 1 sitzt auf einer Welle, die nur durch eine strichpunktierte Linie 2-2 in ihrer Achsrichtung angedeutet ist. Sie wird-von einem Motor 21 mittels eines Keilriemens 22 ange trieben.
Die Welle (2-2) ist in einem Lagerbock 23 ge lagert. Das mit einer spiralförmig verlaufenden Mantel wand 24 ausgebildete Maschinengehäuse umgibt die Messerscheibe 1 d-.rart, dass, ausgehend von einer Eng stelle 26 bis zu einer Auswurföffnung 25, von dieser Mantelwand und dem Umfang der Messerscheibe 1 ein Kanal mit stetig zunehmendem Querschnitt gebildet wird.
Wenn eine Austrittsöffnung 11 eines Spänekanals 9 die Engstelle 26 des Spiralgehäuses passiert hat, wird durch den betreffenden Spänekanal 9 nur Luft in das Spiralgehäuse geschleudert, die dann an der spiraligen :Mantelwand entlang strömt. Etwa im Bereich einer horizontalen Ebene E-F, und zwar in der in Fig. 3 rech ten Messerscheibenhälfte, wird das zu zerspanende Holz H gegen die Messerscheibe gedrückt.
In den Kanälen 9 werden die Späne von der Luft L (Fig. 1 und 2) über nommen und durch die Austrittsöffnungen 11 in den Luftstrom geworfen, der an der Spiralwan@d entlang in Pfeilrichtung strömt.
Die Rückseite :.der Messerscheibe lieb bei dieser Ausführungsform der Erfindung frei. Hier sind kon zentrische Führungsbahnen 27 und 28 vorgesehen. In der Bahn 27 sind ortsfeste Rollen 29 und an der Bahn 28 ortsfeste Rollen 30 in Eingriff, die auf axialen Achs- Stummeln drehbar gelagert sind, die in einem Flansch eines mit dem Lagerbock 23 verbundenen Lagerteils 23a sitzen.
Durch Aden Eingriff der Rollen 29 und 30 wird bewirkt, dass Axialschwingungen der Messer scheibe 1 in beiden Richtungen beispielsweise von Rol lensätzen von je 3 Stück abgefangen werden.
An der Rückwand 13 der Messerscheibe 1 sind ferner Beiluftflügel 31 angebracht. Sie saugen durch einen Ringraum 32a hindurch Luft an und, schleudern sie in das Spiralgehäuse 24. Durch Ändern der Masse 1 und b Ti-. 4) der Flügel 31 und entsprechende An passung der Breite b1 des Spiralgehäuses ist ein An passen an die jeweiligen örtlichen Verhältnisse leicht möglich.
Fig. 5 bis 7 zeigen das Maschinengestell einer Holz- zerspanungsmaschine mit einer gegen Schwingungen sehr starren Lagerung der wie bei -den vorgenannten Ausführungsformen ausgebildeten Messerscheibe. Dieses Maschinengestell besitzt eine Grundplatte 31 mit zwei Lag: rböcken 31' in .denen .die als Verbindungsstrebe dienende Welle 2' mittels Schrauben 34 fest eingespannt ist.
Die Messerscheibe 1 sitzt auf einer Hohlwelle 32 (Fig. 7), die auf Wälzlagern 33 .und 33' um die feste Achse 2' rotiert. Die Grundplatte 31, die zwei mit ihr verbundenen Lagerböcke 31' und die feste Welle 2' bilden ein starres Ganzes, sodass die Hohlwelle 32 mit geringem Lagerspiel oder auch mit Wälzlager-Vorspan nung laufen kann.
Es wird dadurch ein ,guter Wider stand gegen Schwingungen, .die durch die beim Holz- zerspanen auftretenden Kräfte und Stösse hervorge rufen werden könnten, erreicht.
Der am Gestell 31, 31' befestigte Motor 21 treibt z. B. mittels Keilriemen 22 die Messerscheibe 1 an, und zwar über .eine an der Rückwand 13 der Messerscheibe 1 angeschraubte Riemenscheibe 35. Die Hohlwelle 32 wird bei dieser Anordnung nicht auf Verdrehung be ansprucht und für den Schneidvorgang schädliche Tor sionsschwingungen werden ganz ausgeschaltet.
Fzg.8 und 9 stellen eine Spezialausführung einer Holzzerspa,nungsmaschine für die Herstellung von Spä nen aus Spreisseln und Schwarten dar. Die in ihrer Längsrichtung zu zerspanenden Abfallhölzsr H liegen in: einer Rinne 41 oder dgl. und werden durch eine Vor- schubeinrichtung 42 gegen die Messerscheibe la ge- ddrückt, die um die Achse 2a rotiert.
Die Schneidme@s,ser 3a sind in Messereinsätzen 5a befestigt und stehen mit ihrer Schneide der gewünschten Spandicke entsprechend über die Stirnfläche der Messerscheibe la vor. Die in Schnittrichtung vor der Messerscheibe liegende Seiten wand 14a :des Spänekanals 9a verläuft etwa parallel zum Messer 3a. Der Spänekanal 9.a saugt im Mittelteil der Messerscheibe durch Öffnungen 10a Luft an.
Um den langen Spreisselspänen 43 ein unbehindertes Abfliessen zu ermöglichen, ist die in Schnittrichtung hinter dem Messer liegende Seitenwand 44 des Spänekanals 9a im Bereich der Länaas des Messers 3a in .die Abfliessrich- tung der Langspäne 43 gelegt, d. h. verläuft im gezeich neten Ausführungsbeispiel im ungefähr rechten Winkel zum Messer (siehe Fig. 8).
Diese Wand 44 kann auch gekrümmt ausgeführt werden, wie bei Radialgebläsen bekannt ist. Leitbleche 45 und 46 (Fig. 9) geben den Langspänen 43 eine weitere Führung für den Ab transport aus der Messerscheibe 1 in das Spiralgehäuse 24 der Maschine hinein, falls es erwünscht ist, die Langspäne mit möglichst wenig Krümmung über ihre Länge zu erhalten.
Fig. 10 stellt ein Aggregat dar, das aus einer Spreis- selzerspannungsmaschine 100 (Fig. 8 und 9) und einer ?Maschine 101 zum Zerlegen der Langspäne 43 von beispielsweise 1000 mm Länge in Kurzspäne 47 von etwa 20 bis 50 mm Länge für die Spanplatten- und die Zelluloseindustrie besteht.
Der vom Spreisselzerspaner 100 erzeugte Luftstrom trägt die Langspäne 43 in der Leitung 48 nach oben, ,dann über einen waagerechten Abschnitt 49 dieser Leitung in eine ,genügend lange Fallzone 51. An der Stelle 50 hinter der waagerechten Zone 49 trennen sich Trägerluft und Langspäne, und entweicht ,die Trägerluft durch eine Zweigleitung 50a nach oben ins Freie.
Die Langspäne rutschen hinter der Zweigstelle 50 in (der Fallzone 51 nach unten; nahe deren unterem Ende werden die Langspäne von Trans- portwalzen 52 und 52a erfasst, verdichtet und durch das verengte Austrittsende der Fallzone einer Nach zerkleinerungsmaschine, z. B. einer Häckselmaschine 101 zugeführt, ,deren maschineller Antrieb bei 102 nur angedeutet ist.
Die Kurzspäne 47 werden durch die Maschine<B>101</B> in Pfeilrichtung <B>103</B> durch eine Leitung 103 weiter zum Verwenduugsortgefördert.
Fig. 11 und 12 zeigen Abwandlungen der Messer- scheiben-Holzzerspanung:smaschine nach Fig. 8 und 9, und zwar für ,die Erzeugung von Holzwolle aus nicht zu starken, biegsamen Hölzern H.
Das Verhältnis Schei- benra,dius r/Holzlänge L ist hierfür wesentlich grösser, damit durch die Biegung in konzentrische Kreisbögen (um den Scheibenmittelpunkt 2) ,die Hölzer nicht gebro chen werden.
Vor Schneidmessern 3b sind Ritzmesser 4b ange ordnet, durch die die Fadenbreite der Holzwolle be stimmt wird. Im Mittelteil der Scheibe lb sind zusätz liche Öffnungen 47 zum Ansaugen von Luft vorgesehen, die durch Öffnungen 48..b in der Wand 44b ausgeblasen wird und dadurch, :den Abtransport der Holzwollefäden erleichtert.
Die Rinne 41b hat einen Boden 50b, dessen Krüm- ungsradius (r,a) ist. Gegen diesen Boden 50b wird das Holz durch einen Stempel 51b gedrückt, dessen dem Holz zugewandte Fläche den Krümmungsradius r-A hat. Das Mundstück besteht aus dem Boden 50b, dem Stempel 51b und ,den Seitenwänden 52b und 53b.
Zur Fü hing ,der Rinne bzw. .des Mundstückes wird die linke Wand 52b um die Holzlänge L nach links ver schoben, der Stempel 51b in seine obere Endstellung und ein Vorschubbalken 54 in seine linke Endstellung bewegt. Dann kann Holz von der Länge L vor :
die Sehen- wand 52b gelegt und von dieser in die Rinne geschoben werden, bis es an die Seitenwand 53b anstösst. Der nun nach unten bewegte Stempel 51b biegt das Holz, so dass :dessen Fasern sämtlich auf konzentrischen Kreis bögen liegen. Wenn der Stempel 51b seine Hubbegren zung erreicht hat, wird der Balken 54 mit der aus Scheibendrehzahl, Messerzahl und Spandicke errechne ten Vorschubgeschwindigkeit gegen die Messerscheibe bewegt.
Man sieht, dass .auf diese Weise die Vorschubrinne 41b nach der Messerscheibe hin, ein Mundstück bildet, dessen der Holzlänge entsprechende Breitseiten den Messerscheibenradien gemäss .gekrümmt sind. Die vor der Schneidmessern 3b sitzeaden Ritzmesser 4b be wegen sich .auch auf konzentrischen Kreisen um die Messerscheibenmitte und ritzen das dargebotene
Holz faserparallel in Abständen, die der gewünschten Breite der Holzwolle entspricht.
Macht man den Ritzerabstand beispielsweise 5 mm und häckselt die abgeschälten Streifen anschliessend in Längen, .die .den Spanlängen der Spanplattenindustrie entsprechen, so erhält man :dreidimensional bestimmte Flachspäne, die für die Qualitätsverbesserung von Span platten sehr wertvoll sind.