Neue Holzbearbeitungsmaschinen. Von Adj. Professor P. von Denffer, Riga. (Schluss von S. 13 d. Bd.) Neue Holzbearbeitungsmaschinen. Eine durchaus bemerkenswerte, aber bislang noch nicht beschriebene Gatterneukonstruktion stellt das der Gesellschaft „Stella“ gesetzlich geschützte VollgatterRuss. Patent No. 7238. D. R. P. No. 100579. dar, das sich bereits seit einigen Jahren in zahlreichen Ausführungen durchaus bewährt hat. Die Eigentümlichkeit dieser Konstruktion besteht darin, dass den Sägen nicht eine geradlinige Auf- und Abwärtsbewegung erteilt wird, wie solches bei den gewöhnlichen Gattern üblich, sondern der Sägerahmen erhält eine gewisse schwingende Bewegung dadurch, dass nur das untere Ende des Rahmens geradlinig geführt wird, das obere Ende hingegen in einem Kreisbogen schwingt. Letzteres wird erreicht, indem man den Sägerahmen an einem Hebel A–B (Fig. 10) aufhängt; die unterste Lage dieses Schwinghebels A bis B' steht senkrecht zu den geraden Führungen des unteren Rahmenendes C–C'. Textabbildung Bd. 321, S. 28 Fig. 10. Denken wir uns das Holz (Stärke h) während des Sägenniederganges, also während des Schnittes in Ruhe, so ist ohne weiteres klar, dass die Sägen, dank der geschilderten Bewegungsweise, sowohl die Schnittbewegung (Hauptbewegung) als auch die Zuschiebung ausführen müssen. Hierbei ist jedoch eine gleichmässige Spanstärke – das unbedingte Erfordernis einer gleichmässigen Arbeitsverteilung auf alle in Wirksamkeit tretenden Zähne – nicht zu erzielen, da nicht nur die Zuschiebungsgeschwindigkeiten für die einzelnen Zähne unter sich nicht gleich sind, sondern auch die Geschwindigkeit eines und desselben Zahnes sich während des Schnittes ändert, wie die folgende Untersuchung zeigt. Zu Beginn des Schnittes möge das Holz sich in der auf der Figur 10 gezeigten Stellung befinden, und die Säge – Linie der Zahnspitzen – nimmt die geneigte Lage B–C ein. Am Ende des Schnittes steht die Säge aufrecht B'–C' und daher erhalten wir als zerspanten Teil ein Rechteck (in der Figur schaffiert) von der Grösse Δh, wobei Δ das Mass der durch die Säge hervorgebrachten Zuschiebung bedeutet. Die Grösse von Δ wird durch die beiden Grenzlagen der Säge – abhängig vom Winkel α – und dem Abstand a der unteren Holzkante von dem obersten Punkte C der Geradführung, bestimmt. Da, wie leicht ersichtlich, Δ = a tg α ist, so folgt hieraus, dass je höher die Holzunterkante über der Geradführung liegt, dass Mass der Zuschiebung bei unverändertem Winkel α zunehmen muss. Betrachtet man die Geschwindigkeit der Zuschiebung näher, so findet sich die Geschwindigkeit des untersten Punktes der Zahnspitzenlinie C gleich Null, da dieser Punkt sich senkrecht abbewegt; die Geschwindigkeit am andern Ende der Säge, im Punkte B, lässt sich leicht ermitteln, indem man die Geschwindigkeit V' – senkrecht zum Hebelarm – in ihre Komponenten v, in der Richtung der Holzzufuhr, und VStreng genommen müsste die Zerlegung nach der Richtung B–C, Richtung der eigentlichen Schnittgeschwindigkeit, und senkrecht hierzu stattfinden. Es ergibt sich aber dann eine Richtung von v, die mit der Richtung der Holzzufuhr – gemeinhin der Zuschiebungsrichtung nicht übereinstimmt. Da jedoch der Winkel α nicht sehr gross ist (bis höchstens 10°) so kann der durch obige Zerlegung gefundene Wert von V ruhig als Schnittgeschwindigkeit angenommen werden. senkrecht zur ersteren, zerlegt. Für einen beliebigen Punkt der Säge zwischen B und C, im Abstande x von unten, findet sich dann die Zuschiebungsgeschwindigkeit: v_x=v\,\frac{x}{L} Unter der Voraussetzung, dass die Schnittgeschwindigkeit V eine unveränderlicheIn Wirklichkeit ist ja dieses nicht der Fall, da die Sägerahmen von der umlaufenden Kurbelwelle angetrieben werden. Da jedoch auch bei veränderlicher Schnittgeschwindigkeit eine gleichbleibende Spanstärke erzielt werden kann, sofern nur das Verhältnis von \frac{V}{v} unverändert erhalten bleibt, dieses aber bei der Zuschiebung durch die Säge selbst eingehalten wird, so kann der Einfachheit halber die obige Annahme zugelassen werden. sei, erhalten wir v = V tg β Hieraus folgt nun ohne weiteres das schon oben gesagte, nämlich, dass die Zuschiebungsgeschwindigkeiten der einzelnen Zähne untereinander nicht gleich sein können und dass auch die Geschwindigkeit eines beliebigen Zahnes eine veränderliche sein muss, da der Winkel β bis auf Null abnimmt. Veränderliche Zuschiebungsgeschwindigkeit bei gleichbleibender Schnittgeschwindigkeit ergibt aber naturgemäss eine ungleiche Spanstärke, sonach auch ungleiche Spanmengen und es kann leicht der Fall eintreten, dass die auf eine Zahnlücke entfallende Spanmenge das zulässige MassVergl. H. Fischer. Die Holzarbeitungsmaschinen. Seite 38. überschreitet. Hierbei ist nun andrerseits zu beachten, dass das Schneiden mit den nächst dem Punkte C gelegenen Zähnen beginnt und dass die höher gelegenen Zähne erst in Wirkung treten, nachdem sie einen Teil des Weges (bis zur Berührung mit dem Holze) leer zurückgelegt haben. Infolgedessen legen die mit der grössten Geschwindigkeit dem Holze zustrebenden Zähne nur einen ganz kurzen Weg in demselben zurück, so dass auch nicht ein Zahn imstande ist einen Span mit der Länge gleich der Holzstärke (vorausgesetzt, dass der Hub H gleich der Holzstärke h ist) abzutrennen. Textabbildung Bd. 321, S. 29 Fig. 11. Die Wege der einzelnen Zähne sind bogenförmig und lassen sich leicht zeichnerisch ermitteln, gleichfalls auch die Form der Spanquerschnitte (Fig. 11). Die Unregelmässigkeit dieser Formen erschwert eine rechnerische Bestimmung des grössten Querschnittes, daher der zeichnerische Weg zur Flächenbestimmung und darnach Ermittelung der grössten Spanmenge leichter zum Ziele führt. Lässt sich nun auch ermitteln, dass bei der Zuschiebung nur durch die Säge das zulässige Verhältnis von Spanmenge zum Zahnlükkenraum eingehalten werden kann, so muss noch ein Weg gefunden werden, um den grossen Uebelstand der sehr ungleichen Spanstärken zu beseitigen. Dieses geschieht am einfachsten dadurch, dass man die Zuschiebung ausser durch die Säge, auch noch gleichzeitig durch das Holz ausführen lässt, und zwar derart, dass während des Aufgangs der Sägen der Holzvorschub stattfindet, so dass zu Beginn des Schnittes die unteren Zähne bereits das Holz berühren; dieser Holzvorschub hält nun auch noch während des halben Schnittes an, so dass zur Zeit der geringsten Zuschiebung durch die Säge diese durch gleichzeitigen Vorschub des Holzes unterstützt wird. Während der zweiten Hälfte des Schnittes ruht das Holz, der Vorschub findet also nur durch die Säge statt, und die erhaltene Spanstärke entspricht der grösseren Zuschiebungsgeschwindigkeit der höher gelegenen Zähne; natürlich ist die Spanstärke jetzt grösser als im Falle der Zuschiebung nur durch die Säge allein (Fig. 11), denn durch den Holzvorschub während der ersten Hälfte des Schnittes wird der Weg, den die höher gelegenen Zähne leer zurücklegen, ganz bedeutend verringert. Aus dem Gesagten folgt, dass das Ergebnis einer solchen doppelten Zuschiebung bedeutend gleichmässigere Spanstärken sind und entsprechend eine gleichmässigere Arbeitsverteilung auf die einzelnen Zähne stattfindet. Steht dank diesem die schwingende Bewegung der Säge der üblichen geradlinigen Bewegung kaum nach, so bietet sie andrerseits den grossen Vorteil, dass die Gatter mit verhältnismässig geringem Hube ausgeführt werden können, trotzdem aber sehr befriedigend arbeiten. Der kleine Sägenhub gestattet aber die schwingende Aufhängung des Sägerahmens mit Vorteil für solche Vollgatter zu benutzen, die ihrem Verwendungszweck entsprechend möglichst geringe Bauhöhe haben sollen, so insbesondere für landwirtschaftliche und transportable Gatter. Die Anwendung geringen Sägenhubes (H ∾ 0,5 h oder noch kleiner) ist aber nur zulässig, wenn für genügendes Austragen der Späne gesorgt wird, um das, die Zerspanungsarbeit äusserst hemmende Verstopfen der Zahnlücken zu vermeiden. Bei langhubigen Gattern (H > h) ist letzterem genügend vorgebeugt, hingegen werfen kurzhubige Gatter gewöhnlicher Bauart die Späne meist schwer aus. Nur ein Teil der Zähne tritt durch das Holz nach unten und wirft die Späne frei aus, ein grosser Teil muss dagegen die abgetrennten Späne beim Aufwärtsgange heben, um sie nach oben auszuwerfen. Textabbildung Bd. 321, S. 29 Fig. 12. Veranschaulichen wir uns die gewöhnlichen Bewegungsvorgänge eines Gatters mit geradlinig geführter Säge und Zuschiebung des Holzes während des Schnittes (Fig. 12). Lässt man die Zahnspitzenlinie sich senkrecht (V) zur Holzzuschiebung (v) bewegen und letztere während der ganzen Dauer des Schnittes anhalten, so bewegen sich die einzelnen Zahnspitzen im Holz auf Geraden, die gegen die Zuschiebungsrichtung zurückliegen. Infolgedessen müssen die Zähne beim Aufwärtsgang gewisse Holzteilchen – entsprechend den schraffierten Dreiecken – abtrennen, was nicht nur unnützen Arbeitwaufwand bedeutet, sondern dem freien Auswurf der Späne nach oben äusserst hinderlich ist. Textabbildung Bd. 321, S. 29 Fig. 13. Dieser Uebelstand ist längst erkannt und vermeidet man ihn dadurch, dass man die Sägen mit einem gewissen Ueberhang gegen die Zuschiebung in den Rahmen hängt (Fig. 13). Unterbricht man nun den Holzvorschub etwas vor dem Ende des Schnittes, so legen die Sägezähne den Rest ihres Weges im Holze senkrecht zur Zuschiebung zurück. Beim Aufwärtsgange ist in diesem Falle eine weitere Zerspanungsarbeit nicht zu leisten, doch ist der Sägenüberhang dem Auswerfen der Späne nach oben hinderlich, da die Rückenflächen der Zähne nur wenig von der Senkrechten abweichen und daher die Späne nicht gut erfassen können. Bei der schwingenden Bewegung der Sägen ist dieser Mangel vermieden insofern, als beim Aufwärtsgang die Sägen rasch von der Schnittsohle zurücktreten, die Rückenflächen der Zähne einen immer grösseren Winkel zu der Senkrechten einnehmen und sich nach oben ein genügender Raum bildet, durch den die Späne frei herausfliegen können. Natürlich brauchen beim Aufwärtsgange auch hier die Zähne keine Späne abzutrennen, da sie genau die gleichen Wege wie beim Schnitt zurücklegen. Textabbildung Bd. 321, S. 30 Fig. 14. Ferner mag auch noch auf einen nicht ganz unwesentlichen Umstand hingewiesen werden, der auch einen Vorzug der schwingenden Sägenbewegung darstellt. Tritt nämlich bei der geradlinigen Sägenführung zu Beginn des Schnittes gleich der volle Schnittwiderstand auf, so sehen wir, dass bei der schwingenden Bewegung der Schnittwiderstand, von Null anwachsend, seinen grössten Wert erst am Ende des Schnittes erreicht. Dieses übt natürlich einen höchst wohltätigen Einfluss auf die Beschleunigungsdrücke der bewegten Teile aus, insofern als hierdurch dem, zum Ende des Rahmenniedergangs anwachsenden Beschleunigungsdruck ein gleichfalls anwachsender Widerstand entgegentritt, durch den die Ungleichförmigkeit in der Bewegung etwas gemildert wird. Nicht unerwähnt mag jedoch bleiben, dass diese Bauartdzweckmässig nur für Stämme bis höchstens 650 mm Durchmesser (lichte Rahmenweite 750 mm) Verwendung finden sollte. Grössere Ausführungen – es sind sogar Gatter bis zu 1000 mm Rahmenweite gebaut worden – zeigen eine ungenügende Regelung der Zuschiebung beim Sägen verschieden starker Hölzer, insofern als der Winkel α (vgl. Fig. 10), dessen Grösse die Zuschiebung Δ bedingt, nach Massgabe der grössten Holzstärke gewählt wird, weshalb für dünne Hölzer sich eine zu geringe Zuschiebung, sonach ungenügende Leistung ergibt. Bei den kleinen Ausführungen kommt dieser Uebelstand weniger in Betracht und das Mass der Zuschiebung – entsprechend der Holzstärke – wird durch Aendern der Geschwindigkeit der Holzzufuhr innerhalb genügend weiter Grenzen geregelt. Die Ausführungsform dieser gesetzlich geschützten Gatterkonstruktion zeigen die Fig. 14 und 15 und lassen erkennen, dass sie erheblich von den sonst üblichen Gatterformen abweicht. Bedingt ist dieses durch die Form der Seitenschilde des Ständers, die Ausbauten erhalten haben, um die Achse der Schwinghebel zu stützen. Hierdurch ergibt sich eine ziemlich grosse Länge der Seitenschilde und da noch die Pleuelstangen innerhalb des Gestelles angeordnet sind, so sind die Breitenabmessungen auch recht bedeutend, wodurch eine grosse Auflagerfläche und entsprechend grosse Standsicherheit erzielt wird. Da überdies noch die Seitenschilde auf einen gemeinsamen Grundrahmen zu stehen kommen, so können Gatter dieser Bauart in den kleinen Ausführungen auch auf weniger festem Fundament, wie z.B. Balkenrahmenwerk, Aufstellung finden und befriedigend arbeiten. Schwere Gatter, die stark angestrengt werden, sollten jedoch nach Möglichkeit auf gemauerte Fundamente zu stehen kommen, da eine zuverlässige Aufstellung die Lebensdauer der Gatter erheblich verlängert. Der Aufbau des Ständers auf gemeinsamem Grundrahmen und die geringe Bauhöhe dieser Gatter geben die Möglichkeit, die Maschinen vollständig zusammengestellt zum Versand zu bringen, ein Umstand, der insbesondere beim landwirtschaftlichen Betrieb, wo ungeschulte Arbeitskräfte zur Verfügung stehen, viele Misshelligkeiten, die sonst bei der Montage unvermeidlich, aus dem Wege räumt. Die Hauptlager der doppelt gekröpften Welle sind mit den Seitenschilden in eins gegossen. Da nun nach dem Zusammenbau des ganzen Ständers alle Lager auf einer eigens für diese Zwecke gebauten doppelten Horizontalbohrmaschine ausgebohrt werden, so ist genaue parallele Lage sämtlicher Wellen durchaus gewährleistet. Der Sägerahmen aus nahtlosen Stahlröhren ist verhältnismässig einfach herzustellen, da die Verbindungsstücke zwischen Stielen und Riegeln oben die Hängezapfen angeschmiedet erhalten; die unteren Verbindungsstücke erhalten auch Zapfen, auf welche hölzerne Führungsklötze (für die untere Geradführung) aufgesteckt werden. Die beiden Schwingarme sind auf ihrer Achse fest aufgekeilt und obendrein noch durch eine Querstange mit angedrehten Bunden (gleichzeitig der Angriffspunkt der Pleuelstangen) zu einem steifen Rahmen zusammengefügt. Von der Steifheit dieses hängt nicht zum mindesten der gute Gang des Sägerahmens ab, da der Schwingrahmen die nicht vorhandenen oberen Führungen ersetzen und den Sägerahmen am seitlichen Schwanken hindern muss. Der Antrieb dieser Gatter erfolgt mittels fester und loser Riemscheiben, die ausserhalb des Gestelles angeordnet sind (Fig. 15). Hierbei kommt die feste Scheibe auf das Ende der gekröpften Welle, die lose Scheibe hingegen auf einen Dorn in gesondertem Lagerbock. Die Antriebsscheibe erhält einen schweren Kranz und ein Gegengewicht und übt so zugleich die Rolle eines Schwungrades aus; ein zweites Schwungrad kommt auf das andere Ende der Welle (Fig. 14). Die Zuschiebung des Holmes wird in der Weise bewirkt, dass ausser drei unteren Walzen – zwei vor den Sägen und eine hinter denselben – auch noch die vordere Druckwalze angetrieben wird. Die Bewegung zum Antrieb wird mittels Exzenter von der gekröpften Welle abgeleitet und durch den Verstellungsmechanismus zur Regelung der Zuschiebungsgeschwindigkeit auf das, auf der zweiten Vorschubwalze aufgekeilte Schaltrad übertragen. Der Antrieb der anderen Walzen erfolgt durch Gelenkketten – mit und ohne Spannrolle – in der ersichtlichen einfachen Weise. Die Verstellung der Druckwalzen geschieht durch Zahnstangen und Räder; letztere werden durch Handräder und entsprechende Zahnräderübersetzung gedreht, wodurch ein Heben bezw. Senken der Zahnstangen stattfindet; selbsttätiges Senken der Walzen verhindern einfache Klinken, die in die Zahnräder eingreifen. Zum Anpressen der Walzen dient ein Gewicht, das vermittels eines Seiles oder Riemens auf die Handräder und somit auch auf die Zahnstangen wirkt. Textabbildung Bd. 321, S. 31 Fig. 15. Vorstehend beschriebene Gatter werden zur Zeit in vier Grössen ausgeführt, und zwar mit lichten Rahmenweiten von 380, 510, 635 und 765 mm, entsprechend 15, 20, 25 und 30 Zoll engl., mit einem Kurbelhube von 266 bis 293 mm. Die zugehörigen Umdrehungszahlen sind 260 bis 220 i. d. Minute. Unter Berücksichtigung der Uebersetzung am Schwinghebel ergeben sich die mittleren Schnittgeschwindigkeiten in den Grenzen von 2,6 m/Sek. bis 2,4 m/Sek. Die Zuschiebungsgeschwindigkeit kann bis auf 15 mm f. d. Hub gebracht werden, woraus man ein Bild von der sehr bedeutenden Leistungsfähigkeit dieser Gatter erhält.