установка для изготовления четырехкантных брусьев из бревен

Формула изобретения

1. Установка для изготовления четырехкантных брусьев из бревен, содержащая раму, два инструмента в виде пилы или пильного полотна, которые обрезают бревна с двух противоположных сторон, удерживающий узел, в котором бревно захватывается с торца во время его обработки, и открытое во время обработки устройство для позиционирования бревна до его захвата удерживающим узлом, которое представляет собой центрирующее устройство, отличающаяся тем, что центрирующее устройство содержит две пары колен, имеющих обращенные друг к другу V-образные выемки.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что колена имеют V-образно расширяющуюся вильчатую форму.

3. Установка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что колена воздействуют сбоку на бревно, при этом нижние опорные поверхности V-образных выемок длиннее верхних опорных поверхностей.

4. Установка по одному из пп. 1-3, отличающаяся тем, что основание рамы имеет направляющие, а колена установлены на направляющих с возможностью возвратно-поступательного перемещения посредством ходового винта и серводвигателей.

5. Установка по одному из пп. 1-3, отличающаяся тем, что колена установлены с возможностью вращения вокруг одной и той же оси.

6. Установка по п. 5, отличающаяся тем, что привод вращения колен каждой пары выполнен в виде гидроцилиндра, который шарнирно соединен с коленом через рычаг.

7. Установка по одному из пп. 1-6, отличающаяся тем, что основание рамы имеет дополнительные направляющие, на которых с возможностью перемещения установлен удерживающий узел, причем рама расположена под углом к горизонтальной плоскости.

8. Установка по п. 7, отличающаяся тем, что угол наклона рамы к горизонтальной плоскости равен 30-45^o.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к установке для изготовления четырехкантных брусьев из бревен, содержащей раму, два инструмента в виде пилы или пильного полотна, которые обрезают бревна с двух противоположных сторон, удерживающий узел, в котором бревно захватывается с торца во время его обработки, и открытое во время обработки устройство для позиционирования бревна до его захвата удерживающим узлом, которое представляет собой центрирующее устройство.

При изготовлении четырехкантных брусьев с обзолом или без него существенно, чтобы боковые поверхности четырехкантного бруса изготовлялись параллельно продольной или средней оси бревна, поскольку это имеет большое значение как для структуры и прочности четырехкантного бруса, так и в отношении отделяемого обзола, если его обрабатывают дальше, например, в мелкие изделия (рейки и т.п.). Поэтому важно, чтобы бревна были позиционированы, по возможности, всегда в одинаковом положении продольной оси параллельно направлению движения, в котором удерживающий узел для бревна и инструменты движутся по отношению друг к другу, с тем, чтобы минимизировать затраты на настройку удерживающего узла и инструментов. Это обусловливает, однако, чтобы удерживающий узел захватывал бревна всегда с одинаковым положением продольной оси.

Из патента Австрии 397058 В известна установка описанного выше рода, содержащая открытое во время обработки устройство для позиционирования бревна, удерживаемого с торца во время обработки. Если на известной установке должны изготовляться четырехкантные брусья, то бревно необходимо повернуть на 90^o после обработки обеих первых, противоположных друг другу сторон. Недостаток при этом, правда, в том, что бревно первоначально было захвачено не посередине, поскольку из-за своей конической формы оно было позиционировано с наклонной в вертикальном направлении продольной осью. Бревно должно быть поэтому заново позиционировано после поворота и захвачено удерживающим узлом, с тем, чтобы можно было обработать также обе другие стороны бревна параллельно продольной оси.

Из европейских заявок ЕР 222728 А и ЕР 217784 А известны установки для изготовления четырехкантных брусьев, захватывающие бревно так, что положение его продольной оси, если смотреть в горизонтальном направлении, ориентировано всегда одинаково. Высота продольной оси отдельных бревен или их ориентирование в вертикальной плоскости не всегда, однако, установлены точно одинаково, что зависит от диаметра бревен. Кроме того, описанные в них удерживающие узлы являются одновременно устройствами для позиционирования бревен, т. е. не предусмотрены дополнительные детали установки, которые позиционировывали бы бревно до захвата удерживающим узлом, в котором оно размещено во время обработки.

В патенте Австрии 397224 В описан удерживающий узел, который, правда, способен позиционировать бревно с соосной с направлением обработки продольной осью, однако здесь речь не идет об удерживающем узле, в котором бревно можно повернуть на 90^o, и не показано функциональное разделение удерживающего узла и центрирующего устройства.

Из патента США US 4287798 известна аналогичная установка, содержащая открытое во время обработки устройство для позиционирования бревна до его захвата удерживающим узлом, причем устройство для позиционирования бревна представляет собой центрирующее устройство. Этой известной установке также присущи вышеперечисленные недостатки.

В основе изобретения лежит поэтому задача создания установки описанного выше рода, в которой продольная ось бревен занимала бы всегда одинаковое положение параллельно направлению движения удерживающего узла.

Благодаря изобретению предложено центрирующее устройство, которое позиционирует продольную ось бревен всегда в одинаковом положении самопроизвольно, т.е. без вмешательства извне через устройство управления. В этом положении бревна захватываются удерживающим узлом, и четырехкантный брус можно без проблем изготовить паралельно продольной оси бревна.

Поскольку за счет всегда одинакового положения продольной оси бревен их можно захватывать держателями точно по центру, бревна без больших технических затрат сначала обрабатывают на двух противоположных друг другу сторонах, а затем поворачивают на 90^o, после чего их можно обрабатывать на обеих оставшихся сторонах.

Поставленная задача решается согласно изобретению посредством установки для изготовления четырехкантных брусьев из бревен, содержащей раму, два инструмента в виде пилы или пильного полотна, которые обрезают бревна с двух противоположных сторон, удерживающий узел, в котором бревно захватывается с торца во время его обработки, и открытое во время обработки устройство для позиционирования бревна до его захвата удерживающим узлом, которое представляет собой центрирующее устройство, при этом центрирующее устройство содержит две пары колен, имеющих обращенные друг к другу V-образные выемки, причем колена имеют V-образно расширяющуюся вильчатую форму. Колена воздействуют сбоку на бревно, при этом нижние опорные поверхности V-образных выемок длиннее верхних опорных поверхностей.

Существенный признак изобретения заключается в том, что основание рамы имеет направляющие, а колена установлены на направляющих с возможностью возвратно-поступательного перемещения посредством ходового винта и серводвигателей, причем колена установлены с возможностью вращения вокруг одной и той же оси.

При этом может быть предусмотрено, чтобы колена были установлены либо с возможностью поступательного, либо с возможностью вращательного схождения.

При этом каждая пара колен соответствует одному концу бревна, и бревно своими концами, размещаемыми в V-образных выемках, при смыкании центрирующего устройства, т. е. при схождении колен, автоматически фиксируется всегда в одном положении своей продольной оси.

Понятно, что вследствие того обстоятельства, что бревна, естественно, никогда не бывают совершенно круглыми, положение продольной оси в рамках этих естественных колебаний может отклоняться от идеального положения, заданного чисто геометрически V-образными выемками.

Привод вращения колен каждой пары выполнен в виде гидроцилиндра, который шарнирно соединен с коленом через рычаг.

Основание рамы имеет, кроме того, дополнительные направляющие, на которых с возможностью перемещения установлен удерживающий узел, причем рама расположена под углом к горизонтальной плоскости, и угол наклона рамы к горизонтальной плоскости равен 30-45^o.

Формы выполнения изобретения описаны ниже со ссылкой на чертежи, на которых изображают: фиг. 1 - первую форму выполнения изобретения при виде сбоку; фиг.2 - часть центрирующего устройства; фиг.3 - разрез через установку из фиг. 1 в зоне инструментов; фиг.4 - деталь удерживающего узла для бревна; фиг.5 - вторую форму выполнения установки, согласно изобретению, при виде сбоку; фиг.6 - деталь установки из фиг.5 в зоне центрирующего устройства; фиг. 7 - другую форму выполнения изобретения с наклонно установленной рамой установки для удерживающего узла и центрирующего устройства.

На фиг. 1 и 3 изображена первая форма установки, согласно изобретению, содержащей основную раму 1 и направляющую раму 2, причем направляющая рама 2 соединена с основной рамой 1 стойками 3. На основной раме 1 установлены центрирующее устройство 4, пила 5 и цепной транспортер 6.

Направляющая рама 2 содержит две направляющие 7 с U-образной формой поперечного сечения, по которым на трех парах роликов 9 посредством привода (не показан), например канатной тяги, с возможностью перемещения установлен удерживающий узел 8. Удерживающий узел 8, выполненный в этом примере в виде салазок, содержит раму 10, на которой установлены ролики 9. От этой рамы 10 вниз проходят держатели 11, 12, захватывающие бревно 13 за его торцы 15а, 15Ь, после того как центрирующее устройство 4 позиционировало его так, что его продольная ось 14 заняла, в основном, заданное положение.

Центрирующее устройство 4 состоит из двух частей 4а, 4b, которые выполнены идентично и захватывают бревно 13 в зоне его концов 16, 17. Части 4а, 4b центрирующего устройства 4 выполнены, как показано на фиг.2, и содержат два колена 18, которые расположены зеркально-симметрично и установлены на основной раме 1 с возможностью поворота вокруг оси 19. Колена 18 имеют на своих противоположных оси 19 концах V-образно расширяющуюся вильчатую форму, причем V-образные выемки 20 обращены друг к другу или расширяются в направлении друг к другу. V-образные выемки 20 ограничены нижними 21 и верхними 22 опорными поверхностями, причем нижние опорные поверхности 21 длиннее верхних опорных поверхностей 22.

Колена 18 приводятся в действие посредством гидроцилиндра 23, установленного со стороны цилиндра коаксиально с осью 19 поворота колен 18. Поршневой шток 24 шарнирно соединен с коленами 18 двумя рычагами 25. За счет выдвигания поршневого штока 24 колена 18 сходятся, а за счет отвода поршневого штока 24 назад - расходятся.

Если бревно 13 подается с помощью поперечного транспортного устройства (не показано), например цепного транспортера, то колена 18 центрирующего устройства за счет отвода поршневого штока 24 назад расходятся настолько, что бревно 13 может упасть в V-образные выемки 20 центрирующего устройства 4. Это возможно потому, что верхние опорные поверхности 22 короче нижних опорных поверхностей 21, на которые падает бревно 13. Затем поршневой шток 24 выдвигается из цилиндра 23, в результате чего колена 18 сходятся и бревно 13 фиксируется в V-образных выемках 20 наподобие цанги. Независимо от диаметра бревна 13 в зоне пар 4а,4Ь колен центрирующего устройства 4 продольная ось 14 бревна 13 фиксируется, в основном, всегда точно в одинаковом положении как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении. Небольшие отклонения от заданного положения могут возникнуть лишь за счет отклонений сечения бревна от идеального круглого сечения.

Для того чтобы положение продольной оси 14 бревна 13 было фиксировано также в горизонтальном направлении, центрирующее устройство 4 содержит еще средства (не показаны) для его удержания точно над осью 19 поворота.

После фиксации бревна 13, центрированного центрирующим устройством 4, его захватывают за торцы 15а, 15Ь держатели 11, 12. Держатель 12 имеет гидроцилиндр 26, поршневой шток 27 которого снабжен на свободном конце шипом 28 и тарелкой 29, ограничивающей глубину проникновения шипа 28. Горизонтальное и вертикальное положения шипа 28 ориентированы относительно центрирующего устройства 4 с возможностью его проникновения в торец 15а бревна 13 точно в зоне продольной оси 14.

Для того чтобы можно было приспособить установку к различным длинам бревен (в большинстве случаев 4,5 или 6 м), держатель 12 и часть 4 а центрирующего устройства 4 установлены с возможностью шагового или непрерывного перемещения в продольном направлении. По этой причине ход гидроцилиндра 26 может быть также относительно небольшим, например 15 см, для прижатия бревна 13 прочно к другому держателю 11.

Второй держатель 11 имеет установленный с возможностью вращения диск 30, снабженный несколькими распределенными по окружности шипами 31, вдавливаемыми в торец 15Ь бревна 13. На диск 30 эксцентрично воздействует поршневой шток 32 гидроцилиндра 33, установленного со стороны цилиндра на держателе 11. Ось вращения диска 30 соосна с продольной осью 14 бревна 13. За счет приведения в действие гидроцилиндра 33 диск 30 можно повернуть с бревном 13 на 90^o.

После укладки бревна 13 в центрирующее устройство 4 последнее смыкается предпочтительно автоматически за счет включения датчика, который активизирует гидравлический контур смыкающего цилиндра 23. Датчик может быть механическим рычагом, который перемещается бревном 13 и тем самым открывает распределитель в гидравлическом контуре или, например, световым барьером, который включает распределитель с электроуправлением в гидравлическом контуре.

За счет зажатия бревна 13 возрастает давление в гидравлическом контуре центрирующего устройства 4, и это возрастание давления может быть привлечено для активизации гидравлического контура гидроцилиндра 26 держателя 12 посредством зависимого от давления распределителя с тем, чтобы зажать бревно 13 в осевом направлении между шипом 28 и диском 30. Связанное с этим возрастание давления в гидравлическом контуре гидроцилиндра 26 также может быть привлечено для размыкания гидравлического контура гидроцилиндров 23 центрирующего устройства 4. Например, при этом включается трехходовой вентиль, который обходит реверсирование в снабжении гидроцилиндров 23 с помощью подающего трубопровода к гидравлическому контуру цилиндра 26. Раскрытые пары 4а, 4Ь колен не мешают движению салазок удерживающего узла 8 с держателями 11,12. Этим же средством и одновременно включают подачу салазок удерживающего узла 8, приводимых, например, канатной тягой или реечной передачей. Бревно 13 проходит затем через два пильных полотна 34 пилы 5, изображенных на фиг.3 схематично. Пильные полотна 34 синхронно сходятся или расходятся на направляющей 35, помимо прочего для того, чтобы можно было согласовать ширину резания с диаметром бревна 13.

Во время прохождения бревна 13 через пильные полотна 34 бревно 13 обрезают с двух противоположных сторон. В конце пути транспортировки бревна 13, т.е. на фиг.1 справа, находится пусковой выключатель, который вызывает обратный ход салазок удерживающего узла 8. Во время обратного хода пильные полотна 34 расходятся, с тем, чтобы предотвратить их повреждение. После этого бревно 13 за счет приведения в действие гидроцилиндра 33 поворачивают на 90^o и при втором прохождении через пильные полотна 34 обрезают на третьей и четвертой сторонах.

После второго прохождения, т.е. если обработаны все четыре стороны, это обнаруживают с помощью светового барьера, который включает гидравлический контур цилиндра 26 через реле и распределитель с электроуправлением на "размыкание", в результате чего поршневой шток 27 держателя 12 отводится назад, а брус падает на лежащий под ним цепной транспортер 6 и отводится в сторону.

Если пильные полотна 34 снабжены двусторонними зубьями, то в качестве альтернативы бревно 13 можно повернуть на 90^o непосредственно после второго прохождения через пильные полотна 34 и обработать на третьей и четвертой сторонах пильными полотнами 34 при обратном ходе. Понятно, что цепной транспортер 6 в этом случае отпадает, а вместо него в зоне центрирующего устройства 4 может быть предусмотрено устройство для извлечения четырехкантного бруса.

Подача пильных полотен 34 на глубину происходит, как уже сказано, посредством серводвигателей (не показаны), управляемых компьютером. Например, на соседней с пилой 5 паре 4Ь колен центрирующего устройства 4 размещен датчик крутящих импульсов, который регистрирует угол поворота колена 18, соответствующий диаметру зажатого бревна 13, и вводит это значение в компьютер, снабженный оптимизирующей программой с учетом выбора между чистым четырехкантным брусом или четырехкантным брусом с обзолом и определяющий значения подачи пил на глубину. Управление отдельными циклами в процессе центрирования и обработки бревна 13 может происходить также любым иным образом, например посредством световых барьеров, щупов и т.п.

На фиг. 5 и 6 изображена вторая форма выполнения изобретения, у которой удерживающий узел или салазки 36 для бревна 13 проходят под бревном 13 по направляющим 37, прочно соединенным с основной рамой 1. За исключением этого наполнение держателей 11,12 соответствует выполнению держателей 11,12, описанных в связи с формой выполнения на фиг.1-4.

Кроме того, форма выполнения на фиг.5-7 отличается от формы выполнения на фиг. 1-4 тем, что колена 41 центрирующего устройства 4 размыкаются и смыкаются не за счет поворота, т.е. вращательно, а за счет линейного движения, т. е. поступательно. Для этого колена 41 установлены с возможностью перемещения по направляющим 38 и приводятся навстречу друг другу ходовыми винтами 39 посредством серводвигателей 40. За исключением этого колена 41 соответствуют коленам 18 на фиг.2, т.е. имеют V-обрааные выемки 20, нижние опорные поверхности 21 которых длиннее верхних опорных поверхностей 22.

Также у изображенной на фиг.5 и 6 формы выполнения бревно 13 может быть обработано путем двукратного пропускания через пилу 5 в одном и том же направлении или за счет того, что две стороны бревна 13 обрабатывают при пропускании в одном направлении, а обе другие стороны - при обратной транспортировке.

Как видно из фиг.5 и 6, на салазках 36 между держателями 11,12 расположен опорный лист скольжения 42, по которому отделенные обрезки и готовый четырехкантный брус соскальзывают на отводящий цепной транспортер 6.

Для облегчения отвода отделенных частей и четырехкантного бруса основная рама 1, как показано на фиг.7, может быть наклонена под углом 30-45^o к горизонтали, так что отводящее устройство 43 может легче проходить до бревна 13 под ним.