устройство для обработки древесины

Формула изобретения

1 1. Устройство для обработки древесины, содержащее опорные средства, выполненные с возможностью вращения, режущие средства, по меньшей мере один держатель на опорных средствах для расположения в нем режущих средств, зажимные средства для зацепления и удержания опорных средств в требуемом положении в по меньшей мере одном держателе и крепежные средства для крепления зажимных средств к держателю, отличающееся тем, что поверхность, образованная на по меньшей мере одном из зажимных средств и по меньшей мере одном держателе, имеет волнообразный профиль для деформирования при зацеплении с режущими средствами при по существу равномерной зажимающей нагрузке при затягивании крепежных средств с заданным усилием. 2 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поверхность, имеющая волнообразный профиль, выполнена на зажимных средствах. 2 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поверхность, имеющая волнообразный профиль, выполнена на по меньшей мере одном держателе. 2 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что зажимные средства и по меньшей мере один держатель каждые выполнены с поверхностью, имеющей волнообразный профиль. 2 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что каждая волнообразная поверхность содержит ряды вершин и канавок, а зажимные средства и по меньшей мере один держатель расположены так, чтобы вершины одной поверхности совпадали с вершинами другой поверхности и канавки одной поверхности совпадали с канавками другой поверхности. 2 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что волнообразный профиль содержит ряды вершин и канавок. 2 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что крепежные средства соединены с держателем в местах, соответствующих расположению канавок волнообразного профиля, для деформирования такой профилированной поверхности в по существу плоскую поверхность против режущих средств при затягивании крепежных средств. 2 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что крепежные средства включают нарезные крепежные детали. 2 9. Устройство по п.2, отличающееся тем, что волнообразная поверхность включает ряды вершин и канавок, крепежные средства включают по меньшей мере одну нарезную деталь, а зажимные средства содержат зажимной элемент, выполненный с по меньшей мере одной выемкой для приема по меньшей мере одной нарезной крепежной детали, причем по меньшей мере одна выемка образована в канавке волнообразной поверхности зажимного элемента. 2 10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выполненные с возможностью вращения опорные средства содержат два расположенных на расстоянии параллельных кольца с множеством расположенных между кольцами через равные промежутки держателей, образующих кольцо с лезвием ножей. 2 11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что режущие средства включают удлиненное режущее лезвие с режущей поверхностью, проходящей вдоль по меньшей мере одной продольной кромки, определяя нож. 2 12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что каждый держатель включает опору носителя ножа, укрепленную между расположенными на расстоянии параллельными кольцами, и носитель ножа, прикрепленный к указанной опоре, причем носитель ножа и зажимной элемент взаимодействуют между собой для расположения между ними и закрепления ножа. 2 13. Устройство по п.11, отличающееся тем, что зажимной элемент расположен снаружи кольца с лезвиями ножа смежно с носителем ножа, а нарезная крепежная деталь расположена снаружи указанного кольца через зажимной элемент, ввинчиваясь в носитель ножа. 2 14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что способные вращаться опорные средства содержат диск с множеством радиально расположенных на поверхности диска держателей. 2 15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что держатель содержит носитель ножа, прикрепленный к указанному диску, выполненному с расположенными через промежутки между смежными носителями ножа отверстиями, причем отверстия в поверхности диска соответствуют отверстиям между носителями.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройству для обработки древесины, в частности к системе зажима ножа для такого устройства.

Устройства для обработки древесины хорошо известны, их используют для превращения древесины, такой как необработанные бревна или доски, в стружку, щепу, пучки волокон или брикеты, используемых в различных типах композитных картонов, бумаги или подобных изделиях.

В деревообрабатывающих устройствах обычно применяют укрепленный на приводном валу вращающийся диск или кольцо. На стороне диска или вокруг внутренней или наружной периферии кольца крепятся, часто болтами, ряды режущих ножей. Вращающийся диск или кольцо расположены смежно с отсеком для удерживания бревен. Диск или кольцо крепятся также к подвижной раме, которая позволяет вращающемуся диску или кольцу медленно продвигаться в отсеке через бревна. Вращающиеся ножи превращают древесину в стружку или пучки волокон, которые собираются под отсеком и оттуда удаляются. Затем рама отводится назад, позволяя загрузить в отсек новую партию бревен для обработки.

В деревообрабатывающих устройствах этого типа ножи требуют постоянного ухода. Даже при проведении плановых ремонтов ножи могут в течение обычной работы повреждаться, и поэтому важно иметь возможность быстрой замены ножей для сведения до минимума потерь времени и производительности.

В настоящее время большинство ножей крепят к диску или кольцу с помощью несущего элемента и зажимного элемента. Каждый нож содержит удлиненное лезвие с режущей кромкой. Несущий элемент крепится к диску или кольцу через опору. Несущий элемент выполнен с поверхностью для расположения удлиненного лезвия ножа. Лезвие ножа расположено между несущим элементом и зажимным элементом, который удерживается против лезвия рядами установочных болтов, которые проходят через зажимной элемент и заходят в нарезные вкладыши, расположенные в выемке несущего элемента.

Известен зажим ножа, который крепится в держателе ножа посредством резьбовых крепежных деталей и имеет плоскую зажимную поверхность для зацепления режущего ножа (патент США N 4997018, кл. 144 - 241, 1991).

Известно устройство для обработки древесины, содержащее вращающийся цилиндр с продольно проходящими выемками, в которые входят режущие ножи. Режущие ножи удерживаются на месте зажимными элементами, которые вклиниваются туда напротив зажимных ножей внутри продольно проходящих выемок. Зажимная поверхность, которая зацепляет зажимной нож, является обычной плоской поверхностью (патент Германии N 1209273, кл. 38e-1, 1966).

Для обеспечения относительного мощного зажимного усилия зажимной элемент выполняют насколько возможно толстым и жестким с тем, чтобы использовалось минимальное количество установочных болтов. В то же время, вследствие ограниченности места во многих деревообрабатывающих устройствах толщина зажимного элемента также ограничивается и поэтому для обеспечения надежного крепления лезвия ножа на несущем элементе зажимным элементом должно быть предусмотрено большее количество расположенных близко друг к другу установочных болтов. Чем больше требуется установочных болтов для фиксации зажимного элемента, тем большее время нужно потратить на замену изношенных при поврежденных лезвий ножей.

Задачей изобретения является создание такого узла зажима ножа для деревообрабатывающего устройства, который позволяет уменьшить количество установочных болтов для крепления зажимного элемента с сохранением, в то же время, требующегося зажимного усилия, действующего на лезвия ножей.

Это достигается тем, что в устройстве для обработки древесины, содержащем опорные средства, выполненные с возможностью вращения, режущие средства, по меньшей мере один держатель на опорных средствах для расположения в нем режущих средств, зажимные средства для зацепления и удерживания опорных средств в требуемом положении в по меньшей мере одном держателе и крепежные средства для крепления зажимных средств к держателю, поверхность, образованная на по меньшей мере одном из зажимных средств и по меньшей мере одном держателе, имеет волнообразный профиль для деформирования при зацеплении с режущими средствами при, по существу, равномерной зажимающей нагрузке при затягивании крепежных средств с заданным усилием.

Поверхность, имеющая волнообразный профиль, может быть выполнена на зажимных средствах или на по меньшей мере одном держателе.

Зажимные средства и по меньшей мере один держатель каждые могут быть выполнены с поверхностью, имеющей волнообразный профиль.

Каждая волнообразная поверхность может содержать ряды вершин и канавок, а зажимные средства и по меньшей мере один держатель могут быть расположены так, чтобы вершины одной поверхности совпадали с вершинами другой поверхности и канавки одной поверхности совпадали с канавками другой поверхности.

Волнообразный профиль может содержать ряды вершин и канавок.

Крепежные средства могут быть соединены с держателем в местах, соответствующих расположению канавок волнообразного профиля, с целью деформирования такой профилированной поверхности в, по существу, плоскую поверхность против режущих средств при затягивании крепежных средств.

Крепежные средства могут включать нарезные крепежные детали.

Волнообразная поверхность может включать ряды вершин и канавок, крепежные средства могут включать по меньшей мере одну нарезную деталь, а зажимные средства могут содержать зажимной элемент, выполненный с по меньшей мере одной выемкой для приема по меньшей мере одной нарезной крепежной детали, причем по меньшей мере одна выемка образована в канавке волнообразной поверхности зажимного элемента.

Выполненные с возможностью вращения опорные средства могут содержать два расположенных на расстоянии параллельных кольца с множеством расположенных между кольцами через равные промежутки держателей, образующих кольцо с лезвием ножей. Режущие средства могут включать удлиненное режущее лезвие с режущей поверхностью, проходящей вдоль по меньшей мере одной продольной кромки, определяя нож.

Каждый держатель может включать опору носителя ножа, укрепленную между расположенными на расстоянии параллельными кольцами, и носитель ножа, прикрепленный к указанной опоре, причем носитель ножа и зажимной элемент взаимодействуют между собой для расположения между ними и закрепления ножа.

Зажимной элемент может быть расположен снаружи кольца с лезвиями ножа смежно с носителем ножа, а нарезная крепежная деталь может быть расположена снаружи указанного кольца через зажимной элемент, ввинчиваясь в носитель ножа.

Способные вращаться опорные средства могут содержать диск с множеством радиально расположенных на поверхности диска держателей.

Держатель может содержать носитель ножа, прикрепленный к указанному диску, выполненному с расположенными через промежутки между смежными носителями ножа отверстиями, причем отверстия в поверхности диска соответствуют отверстиям между носителями.

В новой конструкции при закручивании установочного болта до определенной величины крутящего момента указанная поверхность деформируется для обеспечения более плотной нагрузки на линейный дюйм (2,54 см) всей длины ножей для закрепления их на месте.

Такое устройство требует меньше установочных болтов, обеспечивающих то же, что и при их большем числе, зажимное усилие, что уменьшает стоимость деталей такого устройства и время на замену ножей, поскольку нужно затягивать и ослаблять меньше деталей. Уменьшаются потери времени на уход и ремонты, а производительность устройства возрастает.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан вид сбоку части кольца с ножами кольцевого устройства для получения стружки; на фиг. 2 - разрез по 2-2 на фиг.1, кольца с ножами, иллюстрирующий узел зажима ножа, в соответствии с настоящим изобретением; на фиг.3 - частичный разрез кольца с ножами по фиг.1 и 2, взятый по 3-З на фиг.2, иллюстрирующий два лезвия ножа и опорную конструкцию; на фиг.4 - вид волнообразного профиля, образованного на поверхности зажимного элемента, контактирующей с лезвием ножа, вертикальный размер которого показан в увеличенном масштабе; на фиг.5 - детальный вид по стрелке A на фиг.3, иллюстрирующий контактирование зажимного элемента и носителя ножа с противоположными сторонами блока ножа, на котором волновые профили зажимного элемента и носителя ножа показаны в увеличенном масштабе, а волновой профиль носителя ножа показан пунктирной линией; на фиг.6 - разрез диска устройства для получения брикетов, предусмотренного с усовершенствованной зажимной системой, в соответствии с настоящим изобретением; на фиг.7 - детальный вид зажимного узла диска.

Усовершенствованный узел зажима ножа в соответствии с настоящим изобретением может подойти для любого деревообрабатывающего устройства, в котором применяется нож, удерживаемый на месте зажимным элементом. Узел зажима ножа в соответствии с настоящим изобретением может, как таковой, использоваться в машинах для получения щепы, стружек или брикетов, в которых применяется вращающийся диск или кольцо, или подобный вращающийся элемент. Описанные и проиллюстрированные в настоящей заявке воплощения настоящего изобретения особенно относятся к узлу зажима ножа, предназначенного для использования в кольцевом устройстве для получения стружки, описанному в соответствующей американской (США) патентной заявке заявителя N 08/123,425, поданной 17 сентября 1993 г., и к узлу зажима ножа для использования в дисковом брикетирующем устройстве. Следует заметить, что настоящая заявка не ограничивается описанным и проиллюстрированным в ней частным узлом.

На фиг.1 показан частичный вид кольцевого узла 2 с ножами кольцевого устройства для получения стружки. Кольцевой узел действует как способная вращаться опорная поверхность. Узел 2 образован из двух, находящихся на расстоянии параллельных колец 4 и 6, имеющих множество расположенных через равные промежутки вокруг внутренней периферии 12 колец держателей 8. В каждом держателе 8 крепятся режущие средства в форме удлиненного ножа 10, расположенного по внутренней периферии 12 кольцевого узла 2. Закрытая внутренняя полость 13 кольцевого узла 2 определяет отсек для подлежащих обработке бревен 11. Указанный отсек, в котором удерживаются обрабатываемые бревна 11, образован неподвижным упором 16, верхним сегментом 17 и соответствующим нижним сегментом (не показан). Кольцевой узел 2 с ножами вращается в направлении по стрелке 18 и продвигается в направлении стрелки 19 через бревна 11 для снятия с них стружки ножами 10. Упор 16 остается неподвижным относительно кольцевого узла, а верхний и нижний сегменты перемещаются вместе с кольцевым узлом, удерживая обрабатываемые таким образом бревна.

Фиг. 2 представляет собой частичный разрез держателя 8 для ножа, взятый по 2-2 на фиг.1. Каждый держатель 8 включает опору 20 носителя ножа, закрепленную между расположенными на расстоянии, параллельными кольцами 4 и 6 рядами резьбовых крепежных деталей 22 и центрирующих штифтов 24. На фиг.3 показан разрез, взятый по 3-З на фиг.2, иллюстрирующий детали двух смежных держателей 8. В иллюстрируемом частном узле каждая опора 20 носителя ножа имеет со стороны внутренней полости 13 кольцевого узла поверхность 25, с которой контактирует носитель 26 ножа. Поверхность 25 выполнена с нарезными выемками 27, а носитель 26 ножа с отверстиями для крепежных деталей, вворачиваемых в выемки 27, чем обеспечивается крепление носителя 26 ножа к опоре 20.

Носитель 26 выполнен с угловой поверхностью 30, которая является опорной для ножа 10. Каждый нож 10 включает удлиненное режущее лезвие, образованное с режущей поверхностью, проходящей вдоль по меньшей мере одной продольной кромки. Как принято, нож 10 обычно устанавливается между задним ножом 32 и державкой 33 цикли с образованием ножевого блока, скрепленного винтами 34.

Снятые ножом 10 с бревен 11 стружки 15 из внутренней полости 13 через проходы 14 между смежными держателями 8 выходят из устройства и собираются.

Ножевой блок удерживается против угловой поверхности 30 зажимными средствами, выполненными в форме зажимного элемента 35. В иллюстрируемом воплощении зажимной элемент 35 расположен внутри кольцевого узла на носителе 26. Такая конструкция обеспечивает доступ к этому зажимному элементу из внутренней полости кольцевого узла для его удобного снятия и осмотра. Резьбовые крепежные детали 36 вставляются снаружи кольцевого узла, проходят внутрь через выравненные отверстия в опоре 20 и носителе 26 и вворачиваются в нарезные выемки 38 зажимного элемента 35, образуя таким образом с последним резьбовое соединение. Как вариант, в выемках 38 могут быть предусмотрены нарезные вкладыши (не показаны) для приема конца крепежной детали 36. В случае повреждения резьбы вкладыша его просто можно заменить.

По существу, когда крепежные детали затягивают, нож 10 зажимается между поверхностью 40 зажимного элемента 35 и поверхностью 30 носителя 26. Одна или обе поверхности 30 и 40 выполнены с волнообразным профилем и по нему контактируют с ножевым блоком.

Поверхность 40 зажимного элемента 35 в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения выполнена с волнообразным профилем. На фиг. 4 показан вид в плане поверхности 40, где масштаб по вертикали значительно увеличен, а размер по горизонтали показан в уменьшенном масштабе. На зажимающей поверхности 40 фрезерованием образованы ряды пологих канавок 44, определяющих ряды вершин 42. Расстояние от одного конца зажимающей поверхности до другого составляет порядка 26 дюймов (66,04 см), в то время как вершины 42 и канавки 44 чередуются приблизительно только через 0,010 дюйма (0,0254 см). На фиг.4 показаны размеры частного примера волнообразной поверхности, разработанной заявителем специально для частного типа кольцевого устройства для получения стружки. Для других типов устройств с различными зажимными элементами необходимы другие профили таких поверхностей. Форма поверхности может быть разработана определенным элементным анализом с использованием компьютера.

На фиг. 5 показан вид по стрелке А на фиг.3 непосредственно на нож 10, иллюстрирующий со значительным увеличением волнистость зажимающих поверхностей различных вариантов осуществления изобретения узла зажима ножа в соответствии с настоящим изобретением. В предпочтительном варианте осуществления изобретения зажимной элемент 35 выполнен с волнообразной поверхностью 40. Нож 10 удерживается на месте зажимным элементом 35, в свою очередь закрепленным крепежными деталями 36. Каждый крепежный элемент 36 ввинчивается в соответствующую нарезную выемку 38, выполненную в зажимном элементе в зоне канавки 44 волнообразной поверхности 40. Передний конец крепежной детали 36 проходит от носителя 26, сзади ножа 10 к основанию канавки 44 в поверхности 40 и попадает в выемку 38 зажимного элемента. Этот предпочтительный узел зажима ножа сконструирован так, что, когда крепежные детали затягивают до заданной величины крутящего момента, поверхность 40 деформируется и зажимает блок ножа 10 с, по существу, равномерным зажимным усилием.

В другом варианте осуществления изобретения поверхность 40 выполнена плоской, а поверхность 30 носителя 26 выполнена с волнообразным профилем, как показано пунктирной линией на фиг.5. Крепежные детали 36 совпадают с расположением канавок поверхности 30, и при затягивании деталей 36 поверхность 30 будет оказывать на весь ножевой блок требуемое зажимное усилие.

В еще одном варианте осуществления изобретения поверхность 30 носителя 26 и поверхность 40 зажимного элемента 35 обе выполнены с одинаковыми волнообразными профилями так, что эти поверхности совпадают - вершина с вершиной, а канавка с канавкой. И здесь также крепежные детали 36 совпадают с расположением канавок поверхностей. При такой конструкции высота вершин и канавок на обеих волнообразных поверхностях может быть меньше по сравнению с их высотой только на одной волнообразной поверхности.

В соответствии с настоящим изобретением с помощью волнообразных поверхностей, которые деформируются для обеспечения более значительной зажимной нагрузки на ножевой блок, чем в известных зажимных узлах, зажимной узел в соответствии с настоящим изобретением может обеспечить надежное прижатие ножевого блока к носителю с использованием меньшего числа крепежных деталей, чем в известных зажимных узлах, с обеспечением в то же время того же зажимного усилия. Это создает дополнительное преимущество, заключающееся в том, что при меньшем числе крепежных деталей снижается время на замену ножей, так как меньше деталей надо затягивать и ослаблять. Потери времени на уход и ремонты уменьшаются, а производительность возрастает.

На фиг. 6 и 7 показаны элементы дискового брикетирующего устройства, в котором применяется узел зажима ножа в соответствии с настоящим изобретением. На фиг.6 показан частичный разрез по вращаемому диску 52, имеющему расположенные через промежутки, радиально проходящие отверстия 56. В каждом отверстии имеется держатель в форме носителя 58 ножа, являющегося опорой ножа 60. Диск 52 закреплен на способном вращаться валу 62, расположенному в опорных подшипниках 64.

На фиг.7 показан детальный вид держателя. Носитель 58 ножа закреплен на способном вращаться диске 52. В держателе предусмотрен зажимной элемент 65 с наклонной поверхностью 66, в которую упирается нож 60. Нож 60 установлен на заднем ноже 68, закрепленном в требуемой позиции винтом 70. Задний нож 68 упирается в наклонную поверхность 69 держателя. Нарезной крепежный элемент 76 ввинчивается в нарезной элемент 78, расположенный в выемке 80 носителя 58 ножа. Для предотвращения вращения нарезного элемента 78 предусмотрен штифт 84. Путем затягивания ввинченного в элемент 78 крепежного элемента 76 зажимной элемент 65 с усилием входит в контакт с ножом 60 и задним ножом 68, прижимая ножевой блок к носителю 58. В соответствии с настоящим изобретением наклонная поверхность 66 зажимного элемента 65 и/или наклонная поверхность 69 носителя 58 ножа выполнены волнообразными. Как и в предыдущих вариантах осуществления изобретения, крепежные детали 76 совпадают с расположением канавок волнообразной поверхности таким образом, что когда крепежные детали затягивают, волнообразная поверхность деформируется, обеспечивая более концентрированное зажимное усилие по всему блоку ножа, чем в известных зажимных узлах. Здесь также зажимной узел в соответствии с настоящим изобретением может надежно прижать ножевой блок к носителю с использованием меньшего числа крепежных деталей, чем в известных зажимных узлах, с обеспечением в то же время того же зажимного усилия.

Хотя настоящее изобретение и было описано для ясности детально на примере очевидно, что в него в пределах объема приложенной формулы изобретения могут быть внесены определенные изменения и выполнены модификации.