PL B1. Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Poznań,PL BUP 13/ WUP 07/09. Maciej Sydor,Kamionka,PL RZECZPOSPOLITA POLSKA

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl. B27B 33/02 ( ) B27B 3/04 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Pilarka ramowa pionowa do obróbki drewna (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 13/04 (73) Uprawniony z patentu: Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Poznań,PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 07/09 (72) Twórca(y) wynalazku: Maciej Sydor,Kamionka,PL PL B1

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest pilarka ramowa pionowa do obróbki drewna, zwłaszcza wyposażona w korbowodowy mechanizm napędu sprzęgu pił. Znane pilarki ramowe pionowe, przeznaczone do przerobu materiału okrągłego na materiały tarte, mają piły o kształcie prostoliniowym, których uzębienie rozmieszczone jest wzdłuż linii prostej. Zespół pił. tzw. sprzęg, wykonuje ruch prostoliniowy, postępowo - zwrotny rozpiłowując wzdłuż włókien kłody przemieszczające się ruchem prostoliniowym, jednostajnym, jednokierunkowym (posuw) wymuszanym układem walców posuwowych pilarki. Mechanizm korbowy w napędzie obrabiarki wymusza na przemian ruch roboczy pił w dół oraz ruch jałowy w górę, przy czym prędkość ν tych ruchów jest zmienna i osiąga wartość maksymalną (ν = max,) w pobliżu połowy skoku oraz minimalną (ν = 0) w górnym i dolnym położeniu zwrotnym. Wartość prędkości pił w funkcji kąta obrotu korby mechanizmu korbowego jest sinusoidalnie zmienna. W skrajnych położeniach ramy piłowej krawędzie tnące zębów pił mają prędkość skrawania bliską 0 (ν 0 ) co przy stałej prędkości p posuwu materiału (p = idem) sprawia, że wartość posuwu na ostrze Δ z przyjmuje wartości maksymalne (Δ z = max.) co wpływ a niekorzystnie na warunki obróbki. Na początku ruchu jałowego powierzchnie przyłożenia zębów pił ocierają się o dno szczeliny rzazu kłody i są odpychane w kierunku przeciwnym do posuwu. Ze względu na to. że zęby pił są przystosowane tylko do cięcia jednokierunkowego następuje nagrzewanie się piły skutkiem czego jest jej gorsza praca. Narzędzie traci sztywność, co powoduje tzw. ''błądzenie" piły oraz zmniejsza jej trwałość. W celu złagodzenia ujemnych skutków tego zjawiska współczesne pilarki ramowe pionowe pracują w systemie posuwu ciągłego napędzanego z odrębnego silnika, niezależnie od napędu głównego ruchu ramy piłowej. Mimo zastosowania posuwu ciągłego w trakcie pracy pilarki, zapewnienie jej prawidłowego i sprawnego działania wymaga jednak przechylenia sprzęgu pił w kierunku posuwu w celu ograniczenia tarcia zębów o dno rzazu podczas ruchu pił w górę. W ten sposób piły jakby ''uciekają'' podczas ruchu jałowego przed nacierającą na nie kłodą. Sprzęg pił jest pochylony pod określonym kątem γ zwanym przechyłką lub nakłonem. Wartość przechyłki jest zależna od wartości posuwu na ząb Δ 2 : im jest on większy, tym większa jest wartość przechyłki. Przechyłkę ramy uzyskuje się i reguluje przez przestawienie dolnych prowadnic ramy trakowej przy pomocy napędu z odrębnego silnika. We współczesnych rozwiązaniach pilarek ramowych pionowych wartość przechyłki jest regulowana automatycznie w ścisłym powiązaniu z napędem posuwu co wymaga stosowania dodatkowego układu mechanicznego, przestawiającego prowadnice dolne ramy i dodatkowego układu elektronicznego dla regulacji wartości przechyłki ramy. Celem zmiany tych niekorzystnych warunków, podjęto prace nad usprawnieniem procesu cięcia w pilarkach ramowych pionowych poprzez zmianę kształtu uzębienia piły. Zwrócono uwagę na znane i od dawna stosowane piły ręczne do przecinania drewna okrągłego, których zęby umożliwiają dwukierunkowe skrawanie z ujemnym kątem natarcia. Piły te są jednak używane wyłącznie do ręcznego przecinania drewna w poprzek włókien. Z uwagi na to, że podczas piłowania piłą z zębami o ujemnym kącie natarcia wzdłuż włókien występują bardzo duże opory skrawania, niemożliwe jest zastosowanie takiej piły w pilarkach ramowych. W rozwiązaniu pilarki ramowej według wynalazku zęby tworzące uzębienie piły są nacięte wzdłuż linii krzywej, wypukłej względem kierunku posuwu obrabianego materiału a ponadto mają one dwie powierzchnie natarcia o wklęsłej powierzchni przyłożenia oraz dodatnim kącie natarcia w obu kierunkach zaś wręby międzyzębne pił mają kształt krzywoliniowy wklęsły. Rozwiązanie według wynalazku pozwala w sposób istotny uprościć konstrukcję pilarki. Usytuowanie uzębienia piły wzdłuż linii wypukłej sprawia, że pilarka w trakcie ruchu roboczego nie wymaga przechyłki ramy. Eliminuje się tym samym przestawne usytuowanie prowadnic dolnych ramy, które mogą być mocowane do korpusu ramy na stałe, oraz mechaniczny układ napędu przestawiania prowadnic dolnych, a także elektroniczny układ sprzężenia napędu posuwu z napędem przechyłki. Usytuowanie zębów piły wzdłuż linii wypukłej względem kierunku posuwu ma także i ten skutek techniczny, że podczas ruchu roboczego ramy pilarki, który odbywa się ze zmienną prędkością, zachowana jest w przybliżeniu stała wartość posuwu na ząb. Dodatkową zaletą jest wyeliminowanie suwu jałowego sprzęgu pił, co w sposób istotny zwiększa wydajność pilarki. Rozwiązanie konstrukcyjne zębów piły eliminuje zjawisko tarcia powierzchnią przyłożenia zębów piły o dno rzazu poprawiając tym samym jakość piłowania i zwiększając żywotność narzędzia.

3 PL B1 3 Zaokrąglenie profilu szczeliny międzyzębowej w sposób istotny ułatwia pomieszczenie i spływanie wióra. Wynalazek jest przedstawiony w przykładzie wykonania uwidocznionym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat pilarki pionowej, fig. 2 - ukształtowanie piły pilarki, fig. 3 - ukształtowanie uzębienia piły a fig. 4 - przekrój piły i kłody podczas piłowania w widoku z góry. Jak uwidoczniono na rysunku do korpusu 1 pilarki jest zamocowany w znany sposób sprzęg 2 pił połączony wodzikiem 3 z korbą 4 mechanizmu napędowego. W sprzęgu 2 są zamocowane piły 5 w których linia uzębienia 6 ma kształt krzywej, wypukłej do kierunku posuwu o promieniu R0. Krzywiznę linii zębów 7 piły 5 wyznacza się z zależności kinematycznych. Każdy z zębów 7 pił 5 ma dwie powierzchnie natarcia 8 o dodatnich kątach natarcia γ zaokrąglony wrąb międzyzębny 9 oraz wklęsłą powierzchnię przyłożenia 10. Wierzchołki zębów 7 są poszerzone przy czym poszerzenie zęba w jego części wierzchołkowej uzyskuje się jednym ze znanych sposobów np. przez napawanie stellitu, lub przez rozwieranie naprzemienne całych zębów. Dno wrębu miedzyzębnego 9 jest zaokrąglone promieniem R1. Obrabiany materiał przenoszony walcami posuwowymi 12, przesuwa się ruchem posuwowym jednostajnym prostoliniowym natomiast sprzęg 2 pił 5, napędzany mechanizmem napędowym, wykonuje ruch roboczy prostoliniowy postępowo-zwrotny o ν = max. w połowie skoku oraz ν = 0 w skrajnych położeniach ramy. Ruch pojedynczego zęba pilarki w rozpiłowywanym materiale jest złożeniem trzech ruchów: ruchu postępowo zwrotnego ramy pilarki, ruchu unoszenia zęba 7 w kierunku przeciwnym do kierunku posuwu wynikającym z zastosowanej linii uzębienia 6 piły oraz ruchu posuwowego kłody 11. Skutkiem złożenia tych trzech ruchów jest ruch prostoliniowy ze zmienną prędkością ν zęba równy w przybliżeniu ν ramy przy czym ν ramy wynika z charakterystyki napędu korbowego, którym jest napędzana rama. Skutkiem takiego rozwiązania zęby pił rozpiłowywują drewno zarówno podczas ruchu sprzęgu w dół jak i w górę a skrawanie następuje ze stałą wartością posuwu na ząb. Zastrzeżenia patentowe 1. Pilarka ramowa pionowa do obróbki drewna wyposażona w sprzęg pił połączonych z mechanizmem korbowym, znamienna tym, że stanowią uzębienie pił (5), zęby (7) są nacięte wzdłuż linii krzywej, wypukłej względem kierunku posuwu obrabianego materiału. 2. Pilarka ramowa wg zastrz. 1, znamienna tym, że zęby (7) mają dwie powierzchnie natarcia (8) o wklęsłej powierzchni przyłożenia (10) oraz dodatnim kącie natarcia (γ) w obu kierunkach. 3. Pilarka ramowa wg zastrz. 1, znamienna tym, że wręby międzyzębne (9) pił (5) mają kształt krzywoliniowy wklęsły.

4 4 PL B1 Rysunki

5 PL B1 5

6 6 PL B1 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,00 zł.