CH676570A5

CH676570A5 -

Info

Publication number: CH676570A5
Application number: CH451688A
Authority: CH
Inventors: Axel Ziegler
Original assignee: Geke Ag
Priority date: 1988-12-06
Filing date: 1988-12-06
Publication date: 1991-02-15
Also published as: DE3940184C2; DE3940184A1

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Transport- und Vorschubeinrichtung für eine Maschine zur Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere solchen aus Holz, mit gleichsinnig drehbar angetriebenen Rollen oder Walzen, die das zu bearbeitende Werkstück durch Reibung mitnehmen.

Aus der DE 3 539 488 A1 ist bereits eine Maschine zum Bearbeiten von Werkstücken aus Holz, insbesondere von Fensterhölzern und ähnlichen Werkstücken, bekannt. Diese Maschine besitzt eine Ständereinheit, auf der an einer Längsseite mindestens eine Profil i erspi nde I ein he it angeordnet ist Die zu bearbeitenden Werkstücke werden mit ihrer Längsseite am Profilierwerkzeug mittels einer durch Rollen gebildeten Transporteinrichtung auf einer Transportbahn vorbeigeführt und dabei längsprofiliert. Die Rollen bzw. die Walzen lagern auf horizontalen Wellen, die zum Transport der Werkstücke gleichsinnig in bekannter Weise angetrieben werden. Bei dieser Tränsporteinrichtung wird das Werkstück bei dem Längstransport durch Reibung mitgenommen, bis es bei der beschriebenen Sondermaschine an einem Anschlag zur Anlage kommt und an einem Weitertransport gehindert wird. Dieser Wechsel von einem Quertransport zu einem Längsvorschub mit dem benötigten Anschlag stellt insoweit eine Sondermaschine dar und zählt in dieser Bauart nicht zu dem allgemein üblichen Standard.

Um die zu bearbeitenden Hölzer beim Transport durch die Maschine mittels Reibung nicht zu beschädigen, besitzen die Walzen bzw. Rollen Mitnahmeflächen aus Kunststoff oder Gummi. Aufgrund der Reibung zwischen dem Rollenaussendurchmes-ser und dem Werkstück tritt ein Verschleiss an den Walzen bzw. Rollen ein, der bei einer Transportstrecke zu unterschiedlichen Arbeitsrollen-Durch-messern führt. Bei den bekannten Transport- und Vorschubeinrichtungen, deren Walzen bzw. Rollen durch mechanische Getriebe angetrieben werden, können die wechselnden Arbeitsrollen-Durchmes-ser nicht ausgeglichen werden. Wenn ein solcher Ausgleich verlangt ist, so ist es nur durch technisch aufwendige Ausgleichs-Getriebe möglich, den Verschleiss der Antriebsrollen in vertretbaren Grenzen zu halten. Dabei ist noch zu berücksichtigen, dass der Verschleiss an den Arbeitsrollen um so schneller eintritt, je grösser der Durchmesserunterschied der Vortriebsrollen untereinander ist, weil das Werkstück von mehreren Rollen zugleich auf seiner ganzen Länge erfasst und weitertransportiert wird.

Deshalb sind alle am Transport beteiligten Rollen durch das Werkstück zwangsläufig miteinander verbunden und müssen infolgedessen auch mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit umlaufen, selbst wenn die Rollendurchmesser unterschiedlich sein sollten.

Bei unterschiedlichen Rollendurchmessern, aber gleicher Vorschubgeschwindigkeit, müssen nun die unterschiedlich grossen Rollen aber mit unterschiedlichen Drehzahlen drehen, was geeignete Ausgleichseinrichtungen erforderlich macht.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Transport-und Vorschubeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche trotz gleichzeitigem Antrieb und betriebsbedingt wechselnden Durchmessern der eingesetzten Rollen bzw. Walzen bei geringem technischen Aufwand eine einwandfreie, gleichsinnige Drehung und nahezu gleiche Leistungsabgabe aller eingesetzten Vortriebsrollen oder Vortriebswalzen gewährleistet

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Rollen oder Walzen unabhängig voneinander drehen und durch Hydraulik-Motoren angetrieben sind. Dabei können die Hydraulik-Motoren parallel zueinander geschaltet sein. Sie können ebensogut aber auch in Serie zueinander geschaltet sein. Die Rollen oder Walzen können betriebsbedingt wechselnde Aussendurchmesser aufweisen.

In Ausbildung der Erfindung können die Hydraulik-Motoren und die mit ihnen wirkverbundenen Rollen oder Walzen wahlweise durch hydraulische, pneumatische, elektronische oder/und mechanische Regelelemente geregelt sein. Als Regelelemente können Pumpen mit wahlweise festem oder regelbarem Förderstrom einer Antriebsflüssigkeit eingesetzt sein.

Ferner können als Hydraulik-Motoren wahlweise Radnaben-Motoren, an die Rollen oder Walzen direkt angeflanschte Motoren, oder frei angeflanschte Motoren mit einer Drehmomentübertragung über jeweils zwischengeschaltete Antriebswellen eingesetzt sein. Schliesslich können zu den hydraulisch angetriebenen Vortriebsrollen oder -walzen wahlweise Einzugs- und Auszugsroi« len vor- bzw. nachgeschaltet sein.

Mit der Erfindung wird entsprechend den beschriebenen Merkmalen eine Anordnung von Hydraulik-Motoren zum Antrieb von Transport- und Vorschubeinrichtungen mit mehreren voneinander unabhängigen Vortriebsrollen oder Vortriebswai-zen mit gegebenenfalls betriebsbedingt wechselnden Durchmessern geschaffen. Der durchgehend hydraulische Antrieb besitzt nteht die negativen Eigenschaften und Wirkungsgradverluste, wie sie bei mechanischen oder kombinierten Antrieben eintreten. Von besonderem Vorteil ist es, dass technisch aufwendige und auch kostspielige Differentialgetriebe nicht erforderlich sind. Der hydraulische Antrieb besitzt ein nur geringes Gewicht und benötigt einen geringen Platzbedarf, Die Pumpe zur Versorgung der Hydraulik-Motoren mit einem Hydraulikmedium kann extern und damit lärm- und wärmegeschützt aufgestellt werden. Durch den Differentialeffekt dieser erfindungsgemäss eingesetzten hydraulischen Antriebe können sämtliche Rollen bzw. Walzen einer Transport- bzw. Vorschubeinheit bis zu ihrer Verschleissgrenze abgenutzt werden. Andererseits können ohne Rücksichtnahme auf den restlichen Antriebsstrang auch einzelne Rollen oder Walzen, beispielsweise bei vorzeitigem Verschleiss, ausgetauscht werden. Eine interne, situationsbedingte und automatische Anpassung der Drehmomente und Drehzahlen der einzelnen Hydraulik-Motoren ist bei nahezu gleicher Leistung aller beteiligten Hydraulik-Motoren während des Be-

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triebes auch bei wechselnden Durchmessern der eingesetzten Rollen bzw. Walzen möglich.

In der Zeichnung ist ein Beispiel der Erfindung dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Holzbearbeitungsmaschine mit einer Transport- und Vorschubeinrichtung in schemati-scher Darstellung in Seitenansicht;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Serienbetriebes von Hydraulik-Motoren;

Fig. 3 eine schematische Darstellung von im Parallelbetrieb geschalteten Hydraulik-Motoren;

Fig. 4 einen Radnabenmotor, teilweise im Schnitt.

In Figur 1 ist eine Transport- und Vorschubeinheit 1 einer Maschine 2 für die Bearbeitung von Werkstücken, beispielsweise aus Holz 3, dargestellt. Die Hölzer, beispielsweise Fensterhölzer, werden mit dieser Maschine auf ihren Längsseiten mittels Profilierspindeleinheiten 4 mit entsprechenden profilierwerkzeugen 5, beispielsweise Nutfräsern und Profilmesserköpfen, bearbeitet.

Die spanende Bearbeitung erfolgt während des kontinuierlichen Transportes der Werkstücke durch die mit Rollen oder Walzen 6 und 6' und Gegenrollen 6 ausgerüstete Transport und Vorschubeinheiten 1. Die Rollen 6, 6' und die unterhalb des Werkstückes 3 angeordneten Gegenrollen 6 laufen alle am gleichen Hydraulik-Antriebsstrang, was ein wesentliches Merkmal der Transporteinheit 1 darstellt. Zu diesem Zweck wird das Werkstück 3 (ein Holzrohling) mit einer Längsseite auf den Aufgabetisch 7 und in Anlage an eine Führungsleiste 8 gelegt und dabei unter die zu diesem Zweck vertikal angehobenen ersten Rollen oder Walzen 6' gebracht. Nach dem Absenken der Rollen 6' und gleichsinnigem Drehantrieb wird das Werkstück 3 in Pfeilrichtung 9 transportiert. Dabei kommen auch die in Pfeilrichtung 9 gelegenen weiteren Rollen 6 zur Anlage auf einer Längsseite des Werkstückes 3, das auf diese Weise unter die Profilierwerkzeuge 5 zur Bearbeitung gebracht wird. Die Mitnahme bzw. der Transport und der Vorschub des Werkstückes 3 geschieht durch Reibschluss.

Üblicherweise sind die ersten Rollen für einen sicheren Einzug und Transport des Holzrohlings gezahnt oder sonstwie profiliert. Diese Profilrollen transportieren das Werkstück mittels formschlüssiger Verbindung. Da die Profilrollen im Regelfall aus Stahl sind, unterliegen sie nahezu keinem Verschleiss.

Der weitere Vortrieb des Werkstückes durch die nachfolgenden Rollen erfolgt durch den erwähnten Reibschluss zwischen Rolle und Werkstück.

Um das Werkstück 3 nach bereits erfolgter Bearbeitung nicht zu beschädigen, besitzen zumindest die Rollen 6 eine Kunststoff- oder Gummiauflage 10, so dass die Rollen 6 auf dem Werkstück 3 bei gleichzeitigem Transport durchrutschen können. Infolge der Reibung und dem dadurch eintretenden Verschleiss nutzen die gleichsinnig drehbar angetriebenen Rollen 6 und 6' ungleichmässig ab, was zu wechselnden Aussendurchmessern der einzelnen Rollen führt.

Bei der herkömmlichen Technik sind die Rollen 6 und 6' durch einen elektrischen Antriebsmotor und zwischengeschaltete mechanische Getriebe angetrieben, wobei technisch aufwendige Differential-Getriebe und steuerungstechnisch aufwendige Ausgleichseinrichtungen eingesetzt werden müssen, wenn die wechselnden Aussendurchmesser der Rollen 6 und 6' in bezug auf einen gleichförmigen und durch alle beteiligten Rollen gleichen Vorschub ausgeglichen werden sollen.

Die Erfindung geht hier einen neuen Weg.

Gemäss der Figur 1 sind in die Rollen 6 und 6' Radnaben-Hydraulik-Motoren 11 eingesetzt, die in bevorzugter Weise im Parallelbetrieb (Fig. 3) geschaltet sind. Die Radnabenmotoren 11 sind von einer extern aufgestellten, zentralen Pumpe 12 mit dem erforderlichen Volumenstrom über die Rohrleitungen 13 und 13' gespeist. Über Rückiaufleitungen 14 erfolgt der Rückfluss des Hydraulikmediums von den Radnabenmotoren 11 zur Pumpe 12. Durch entsprechende Auslegung der Pumpe 12 und der Hydraulik-Motoren 11 wird im gesamten System eine der Hydraulik eigene Differentialwirkung, wahlweise mit einem begrenzbaren Differentialeffekt, erzielt. Es wird in vorteilhafter Weise eine situationsbedingte, ständige automatische Anpassung der Drehmomente und der Drehzahlen und dadurch immer eine nahezu gleiche Leistung aller beteiligten Hydraulik-Motoren 11 während des Betriebes auch bei wechselnden Aussendurchmessern der Rollen 6 und 6' erreicht.

Eine Regelung der Radnabenmotoren 11 und des Volumenstromes kann gegebenenfalls durch nicht näher dargestellte, weil allgemein bekannte hydraulische, pneumatische, elektronische und/oder mechanische Regelelemente erfolgen. So kann die Pumpe 12 mit einem regelbaren Förderstrom oder mit einem konstanten Förderstrom arbeiten, wobei die Zuleitung des Volumens an die Hydraulik-Motoren wiederum über Steuerventile (nicht gezeigt) geregelt werden kann.

In den Figuren 2 und 3 sind an sich bekannte Betriebsarten für Hydraulik-Motoren 11 gezeigt.

Figur 2 zeigt in schematischer Darstellung den Serienbetrieb der Hydraulik-Motoren 11, die von einer Pumpe 12 über die Leitung 13 mit dem Hydraulikmedium versorgt werden. Bei diesem Serienbetrieb sind die einzelnen Hydraulik-Motoren 11 durch den gleichen Flüssigkeitsstrom miteinander verbunden, was nahezu einer mechanischen Koppelung der Motoren entspricht. Mit 14 ist eine Steuereinheit, beispielsweise ein Mehrwegeventil, für den Förderstrom bezeichnet. Bei 15 gelangt der Förderstrom über einen Ausgleichsbehälter in den HydrauJiktank 16 zurück, von wo die Pumpe 12 die Hydraulik-Flüs-sigkeit 17 ansaugt und wieder in den Förderkreislauf bringt.

Die Figur 3 zeigt das Beispiel eines Parallelbetriebes. Von der Pumpe 12 werden die Hydraulik-Motoren 11 mit der Hydraulikflüssigkeit 17 über die Leitungen 13 und 18 gespeist. Zwischen der Pumpe 12 und den Hydraulik-Motoren (Hydromotoren) 11 ist wiederum eine Steuereinheit 14 in Form eines Mehrwegeventils eingesetzt. Der Rücklauf der Hydraulikflüssigkeit 17 von den Hydraulik-Motoren 11 erfolgt

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über die Leitung 19, Mehrwegeventil 14 und Aus-glerchsbehälter 15 in den Hydrauliktank 16. Der Parallelbetrieb eignet sich besonders für den Einsatz in Transport- und Vorschubeinrichtungen gemäss Figur t.

Bei einem herkömmlichen mechanischen Antrieb derartiger Einrichtungen treibt ein zentraler Elek-tro-Motor über eine Vielzahl von Winkel-, Ausgleichs- und Verteiler-Getrieben und Antriebswellen die Vortriebs-Rollen an. Deshalb sind die Wirkungsgradverluste bei mechanischen Antrieben hoch.

Bei einem Hydraulik-Antrieb treibt ein Elektro-Motor eine Hydropumpe an, die ihrerseits die einzelnen Hydraulik-Motoren an den Vortriebs-Rollen mit dem jeweiligen Förderstrom speist.

Die Hydraulik-Motoren 11 stellen praktisch die Umkehrung des Prinzips der Hydropumpe dar. Ihre Leistung kann über Druck und Schluckvolumen be-einflusst werden. Sie bauen bei vergleichbarer Leistung wesentlich kleiner als mechanische Antriebe. Diesen gegenüber haben sie im Betrieb den Vorteil geringerer umlaufender Massen, deshalb geringerer Trägheit und bedürfen somit geringerer Antriebsleistung.

Die Hydraulik-Motoren 11 kommen in den unterschiedlichsten Bauformen zur Anwendung. Bekannte Bauformen sind zum Beispiel Axialkolbenmotor, Radialkolbenmotor, Flügelzellenmotor, Orbitmotor (Eaton-Prinzip), Zahnradmotor, usw., deren Einsatz jeweils von den Anforderungen abhängt.

Grundsätzlich ist ein durchgehend hydraulischer Antrieb für die Rollen bzw. Walzen 6 und 6' nicht oder nicht in dem Masse mit den negativen Eigenschaften und Wirkungsgradverlusten behaftet, wie ein mechanischer Antrieb. Ausser den bekannten Vorteilen der Hydraulik können eine geringere Baugrösse aufgrund höherer Leistungsdichte, eine geringere Antriebsleistung aufgrund des höheren Wirkungsgrades und so eine Platz-, Gewichts- und Kosten-Reduzierung realisiert werden. Durch die vorhandenen Differentialeffekte können sämtliche Rollen 6 und 6' einer kompletten Betriebseinheit bis zu ihrer Verschleissgrenze abgenutzt werden. Ausserdem können ohne Rücksicht auf den restlichen Antriebsstrang auch einzelne Rollen 6, 6' bei vorzeitigem Verschleiss ohne Nachteil ausgetauscht werden. Eine situationsbedingte, automatische Anpassung der Drehmomente und Drehzahlen bei nahezu gleicher Leistung aller beteiligten Hydraulik-Motoren 11 ist während des Betriebes auch bei untereinander wechselnden Rollen-Aussen-durchmessern möglich.

In Figur 4 ist als Hydraulik-Motor ein sogenannter Radnabenmotor dargestellt. Dieser Radnaben-motor 11 sitzt im Arm einer drehbar gelagerten Schwinge 21 und teilweise im Innenraum der Rolle 6, mit deren Nabe 20 er kraft- und formschlüssig verbunden ist. Dies stellt eine besonders platzsparende Art des Einsatzes eines Hydraulik-Motors 11 für die neue Transport- und Vorschubeinrichtung dar. Zufuhr und Rücklauf der Hydraulikflüssigkeit erfolgen hier axial durch die Druckleitung 22 bzw. Rück-laufieitung 23, die aber auch radial angebracht sein können.

Auf den Aussenzylinder 24 der Rolle 6, 6' ist ortsfest ein Kunststoff- oder Gummibelag 10 aufgebracht. Alternativ dazu könnte auch die Rolle 6, 6' selbst aus einem Kunststoff gebildet sein.

Vorteilhafterweise lassen die Hydraulikantriebe allein durch Umsteuern des Förderstromes und dadurch Umkehrung der Drehrichtung auch einen Re-versierbetrieb zu.

Der Schnellauf eines hydraulischen Antriebes kann auf zwei Arten vorgenommen werden. Dies kann einmal durch Abschaltung einzelner Hydraulik-Motoren bei einer Stromteilung durch Parallelschaltung erfolgen, wodurch sich der Förderstrom der Pumpe 12 auf weniger Hydraulik-Motoren 11 verteilt. Diese Hydraulik-Motoren 11 laufen dann schneller, während die freigeschatteten Hydraulik-Motoren 11 im Freilauf mitlaufen.

Andererseits kann der Schnellauf durch Halbierung des Schluckvolumens geeigneter Hydraulik-Motoren erreicht werden.

Claims

Patentansprüche

1. Transport- und Vorschubeinrichtung für eine Maschine zum Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere solchen aus Holz, mit gleichsinnig drehbar angetriebenen Rollen oder Walzen, die zu bearbeitende Werkstücke durch Reibung mitnehmen, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen oder Walzen (6, 6') unabhängig voneinander drehen und durch Hydraulik-Motoren (11) angetrieben sind.

2. Transport- und Vorschubeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hy-draulik-Motoren (11) im Parallelbetrieb zueinander geschaltet sind.

3. Transport- und Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulik-Motoren (11) im Serienbetrieb zueinander geschaltet sind.

4. Transport- und Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen oder Walzen (6, 6') zueinander unterschiedliche und/oder wechselnde Aussendurchmesser aufweisen.

5. Transport- und Vorschubeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulik-Motoren (11) und die mit ihnen wirkverbundenen Rollen oder Walzen (6, 6') wahlweise durch hydraulische, pneumatische elektronische oder/und mechanische Regelelemente (14,12) geregelt sind.

6. Transport- und Vorschubeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Pumpen (12) mit wahlweise festem oder regelbarem Förder-strom einer Antriebsflüssigkeit eingesetzt sind.

7. Transport- und Vorschubeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Hydraulik-Motoren (11) wahlweise Radnaben-Motoren, an die Rollen oder Walzen (6, &) direkt angeflanschte Motoren, oder frei angeflanschte Motoren mit einer Drehmomentübertragung über jeweils zwischengeschaltete Antriebswellen eingesetzt sind.

8. Transport- und Vorschubeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass

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zu den hydraulisch angetriebenen Vortriebsrollen oder -walzen (6, 6') wahlweise Einzugs- und Auszugsrollen vor- bzw. nachgeschaltet sind.

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