木材切割的制作方法

专利名称：木材切割的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用锯齿状、旋转切齿来切割木材的设备和方法。
背景技术：
当利用防腐剂(例如杀菌剂或杀虫剂)处理木材时，期望在木材的表面形成一系列切口以使得防腐剂能够恰当地渗入。这在云杉、冷杉、松树、落叶松、花旗松、榉木、橡木及其他硬木的心材的情况下尤其重要，这些硬木仅允许表面处理，不能进行任何明显的深度渗透，除非形成切口。US 4，836，254描述了一种用于单程切割一块木材的至少两侧的多头切割设备。其具有至少两组锯齿状切齿辊，每组具有在一个平面内间隔开的上游辊和下游辊。每个辊中在木材上切成一种图案，该设备在每组中具有同步这两个辊的装置，以确保图案合并成紧密间隔切口的预定最终图案。在每个平面内使用两个辊的一个原因在于，切齿盘之间的具有清洁齿的环形清洁环或梳使得相邻的切齿盘之间必须具有最小间隔；然而，相比于单个辊而言，叠加各个辊的两个图案使得最终图案具有更紧密间隔的切口。在US 4，836，254的主要实施方式中，每组中的两个辊具有各自的链轮齿，并且链将这些链轮齿连接在一起以使得两个辊以相同的速率旋转。本申请人已经认识到US 4，836，254的设备具有明显的缺陷即，为了将预定切割图案准确的施加，木材必须始终切入至由装置的设计确定的恒定切口深度。然而，不同的木材类型、大小和防腐剂成分的组合具有不同的优选切口深度；例如，可能期望将一些木材切割至3mm的深度,而将其他木材切割至8mm、15mm、25mm或之间的任意深度。因此,期望具有一种可以容易地适于切割不同深度的设备。

发明内容
本发明试图克服上述缺陷。因此，根据本发明的第一方面，本发明提供了一种用于在木板中形成切口的设备，包括至少两个旋转切齿,每个切齿包括多个沿圆周分布的齿并且在使用中布置为以相同的速率旋转，从而在木板通过切齿时在其共同的表面上形成各自的切口图案，所述图案在这些切齿之间具有预定纵向定位；深度控制装置，用于为每个切齿维持齿到木板中的预定穿透深度；用于调整所述预定穿透深度的装置；及当调整切齿的穿透深度时允许调节切齿以补偿所述图案中的变化的空间期的装置，由此允许维持各个图案之间的所述纵向定位。本领域技术人员将意识到，这种设备可以被简易地调整以改变形成在木板中的切口的深度，而不损失各个切齿形成的图案的同步性。在这种方式中，不论确定的切口深度如何，图案重叠以形成与期望相同的交错切口。
切齿中的一个或两中的切口深度可以被调节，并且可以施加补偿以确保维持每个切齿形成的切口图案的期望同步或纵向定位。这在使用现有技术的设备是不可能实现的，其不提供深度调节装置或用于补偿任何深度调节的影响的装置，尽管这些调节是可能的。如本文所使用的那样，空间期被定义为切齿的一个完整旋转形成的图案的长度；即，其是旋转切齿在木板表面上的有效周长。为了维持图案间的特定定位，该期对于两个切齿来说是一样的。因此，两个切齿的轴应该与木板的表面相距相同的距离。在优选实施方式中，在每个切齿上提供相同的规则图案的齿。在这些实施方式中，易于观察图案之间的纵向定位，并且两种图案的各自切齿的任意对之间的纵向偏移量可用于限定纵向定位。明显地，切齿上齿的数量以及切口之间的空间距离将决定最大可能偏移距离。然而，对于切齿上的图案而言，相同或者甚至其中之一是规则的并不是必需的。因此，更一般地，每种图案可以被视为具有纵向空间重复期，其等于空间期或等于空间期的整数部分(这取决于齿绕着切齿布置的方式)。两个切齿的两个最小重复期的最小公倍数限定了组合图案的空间重复期。然后，纵向定位可以方便地被限定为通过组合空间重复期分割的两个参考切口(每种图案一个)的中点之间的纵向距离。可以任意地选择参考切口，但在组合图案的每个重复期内只出现一次。然而，作为替代，也可以使用纵向定位的其他合适的定义，尤其是在单个齿的形状非对称(例如锯齿状)的情况下。如上所述，两个切齿形成的图案优选地是一致的，但这并不是必需的。在特别优选的实施方式中，对每个切齿而言，沿切齿的任意给定轴向距离处的齿均匀地分散在圆周周围。然后，这种切齿形成的图案的最小空间重复期简单地等于木板表面上的相邻齿之间的距离。在本发明的一组实施方式中，补偿装置包括用于调节两个旋转切齿的轴之间的距离的装置。该装置优选地包括使一个切齿能够朝着和远离另一切齿滑动地移动的装置。两个切齿都可以相对于壳体或框架可滑动地移动，但在一些优选实施方式中，一个切齿相对于壳体或框架固定，另一切齿是可移动的。可移动的切齿可以通过固定保持装置(例如凹口或夹紧螺母或螺栓、棘齿等)固定在给定位置。可以通过一个或多个弹簧直接地或间接地作用于一个或两个切齿。可选地，或此外，用于补偿的装置包括用于调节一个切齿的齿相对于另一个切齿的齿的旋转偏移量的装置。因此，在一些实施方式中，用于补偿的装置既包括用于调节两个切齿之间的距离的装置，还包括用于调节一个切齿相对于另一个切齿的旋转偏移量的装置。这些装置可以是相同的，或可以共用一些元件，或者可以是完全不同的。 补偿装置可自动作用；即，调节深度导致补偿装置施加适当的补偿，而不需要另外的手动输入。这种自动可以是纯机械地，或者可以使用一个或多个电子控制器，例如计算机处理器。切齿可采取独立盘的形式，但优选地每个切齿包括有效地形成辊结构的多个同轴的、齿状切齿盘。可以大体上根据木材的种类、处理的产品和/或使用的方法的种类选择相邻盘沿辊的间距。举例来说，该间距可以在1. 6mm-6. Omm之间。盘可以是多边形的，但(除齿之外)优选地大体上是形成圆柱辊的圆形或环形的。对每个切齿盘而言，盘优选地固定到轮轴或轴上，例如通过与沿着轴形成的齿条接合，由此实现共同的旋转速率。盘可以彼此相同，或可以不同；具体地，盘可以具有相同或不同的齿的数量和绕圆周的间距。出于制造的经济原因，每个切齿盘优选地是相同的。然而，如下所述，每个盘的齿并非一定在沿轴的相邻盘之间是一致地旋转对齐的，而可以是沿轴旋转交错的。由独立盘制成的辊的好处是，如果盘损坏，允许将其单独地替换。也允许改变辊的宽度。然而，在实施方式的替代组中，可以提供具有相同齿图案的完整辊。一些实施方式中的深度控制装置可包括作用在木板的一个表面上的引导件，例如，辊。在一些实施方式，其可相对于被切割的表面控制深度，由于深度独立于木板厚度的任意变化，这是有利的。在其他实施方式中，深度控制装置作用在木板的齿状切齿的相对表面。在每种情况下，优选地在引导件和齿状切齿之间提供固定地但可调节的间距。在一组实施方式中，除了专门的深度引导件之间，深度控制装置可包括一个或多个作用于平行相对表面上的额外的切齿。因此，对于给定厚度的木板而言，可以通过各组切齿之间的相互分离来控制两个表面上的切口深度。尽管在优选实施方式中，两个切齿都被布置为切割至木板表面之下的相同深度，但这并不是必需的，它们可以切割至不同的深度。深度可以被一起调节，或者可以被独立地调节。通常，形成较深切口的切齿将比另一切齿具有较长的齿，但旋转轴将保持在木板之上的同一高度以确保以相同的速率旋转。如上所述，在一些优选实施方式中，设备还包括布置为在木板的第二表面上形成切口的切齿；例如，在与第一表面平行的表面，或与其垂直的表面上。在这些实施方式中，深度控制装置可包括用于将两对切齿保持在固定的彼此间隔距离处的装置；例如，通过可变长度的支杆。这种间隔距离是可以通过调节穿透的深度来调整的，既顾及了木板尺寸的变化，又改变了切口的深度。木板可自动位于相对切齿的中心，或者可以通过引导辊引导。距离可能被手动的改变，或者设备可包括用于接收期望切口深度的指示并控制设备以产生指示深度的切口的装置；这种控制可以是纯机械的或可包括电子电路；例如，计算机，其将期望切口深度和木板尺寸(手动输入或由设备测量而得)作为输入并向致动器输出信号以调整切齿对和弓I导件或另一对切齿之间的间距。在一组实施方式中，提供了四对切齿，每对布置为作用在木板矩形横截面的不同表面上。优选地，所述设备还包括与每对切齿相关的深度控制装置、深度调节装置和补偿装置。在其他实施方式中，任意数量的切齿可作用于木板的任一个或更多个表面上。布置为作用在共同表面上的切齿(例如一对切齿)可以独立地旋转，或者举例来说，可以通过齿轮或链条联动。优选地，设备的至少一个切齿被驱动(例如通过电机)以将木板推进通过该设备。然而，这不是必需的，可以使用替代的推进方式，例如手动地将木板推过机器，或者独立的驱动辊或传送带。使用一个切齿来推进木板是有利的，这是因为切割齿在木板上提供了可靠的抓力，这可能不易于通过其他装置来实现。在一些实施方式中，作用在木板各自的共同表面上的每组切齿中的至少一个切齿被驱动；这可以为有需要的木材种类提供额外的力，可以帮助木板顺利地通过设备，这是由于施加到木板上的扭矩减少了。优选中，所有作用于木板的共同表面上的切齿是同步的，从而每个切齿的矩形切口图案以预定方式交错到其他切齿的图案中，以形成期望的最终图案。
可以通过若干方法实现切齿之间的同步。在一些实施方式，设备包括驱动至少一些切齿的各个轴的同步电机。在一组实施方式中，提供连接在链轮齿或轮之间的正时带或链，该链轮齿或轮安装在每个切齿的轴上或与每个切齿的轴联动。因而单个电机可能就足够了。在一些实施方式中，尤其是在切齿之间的间隔可变的实施方式中，设备还包括作用在链或带上的张紧装置(例如，链轮齿、辊或轮)，以当两个或多个切齿之间的距离增加或降低时维持期望的张力。举例来说，正时带可以是齿状带。可选地或此外，张紧装置可使得带或链能够足够地松弛，从而使得可以通过将带或链从各自切齿上分离、旋转和/或侧向地移动切齿并将链与切齿再次接合而改变一个或多个切齿的旋转和/或侧向位置。这可以通过手动或机械致动装置完成。当不止两个切齿在木板的单个表面上形成相互重叠的图案时，可以通过多个带或链利用多个张紧装置(例如，每对相邻的切齿之间一个)来连接切齿。在一些优选实施方式中，通过相对于一个或两个切齿移动张紧件来施加对切口图案的周期改变的补偿，从而改变链或带在各自的切齿之间直接延伸的段的长度，由此同时改变切齿之间的间隔距离和切齿之间的相对旋转偏移量；即，一个切齿有效地朝着或远离另一个切齿滚动或旋转就位(替代调节结构)，而不是仅横向地平移。在这些实施方式中，一个或两个切齿是可移动的，并且可通过弹簧装置偏离另一个切齿。可选地，一个或两个切齿可以可释放地安装就位并且可以当进行调整时被释放，并随后固定就位。如上所述，通过使用诸如链齿轮的张紧装置，切齿之间的间隔和/或切齿的相对旋转角度可以被轻易地调节。张紧件可以临时锁定就位，例如通过作用在槽状框架元件上的螺母和螺栓的摩擦保持，或其可通过对抗链中的张力的弹性装置而张紧。当使用正时带或链时，有利地的仅一个切齿需要被直接驱动(例如，通过电机) ’另一切齿可以通过正时链间接地驱动。与切齿关联的链齿轮或轮不一定需要与切齿同轴，但可以通过任意数量的中间齿轮、轴等可操作地连接到切齿上。

当切齿作用在木板的多个表面上时，切齿可以全部是同步的，或者可以对每一个表面单独地实现同步。在其他实施方式中，切齿都被直接地驱动(例如通过各自的电机)，设备包括确保驱动切齿的旋转在彼此之间同步至相同的速率。举例来说，这可通过增量位置编码器和伺服电机来实现。通过设置启动位置(滑键)，切齿相对于彼此的定位可使得切齿形成期望的交错图案。可以手动地或通过自动定位装置完成伺服电机定位，该自动定位装置接收期望穿透深度的输入并相应地控制伺服电机。切齿的齿可是任何合适的形状，例如，尖的、圆形或锥形。优选地，切齿的齿都绕中心径线对称。在一组优选实施方式中，齿是三边的，优选地在宽度上朝着其远端缘逐渐变细，例如表现出截断的三角形形状。齿优选地大体上呈薄片状，然而这通常意味着厚度朝着其尖端变小。优选地这种厚度的变小不会形成锋利的边缘。相比于锋利的边缘，这用于通过向内压缩木材而不是分离纤维来降低木板中的应力。这降低了木材被拉出时朝着齿扩张的趋势，这种趋势可能导致撕裂木材。其还避免了形成在相邻切口之间的表面弯曲。然而，这并不是必需的，本发明的设备可以使用锋利的边缘。
上述的实质上层状、截断三角形形状的齿将在木材上形成槽状切口，切口的长度取决于选择的穿透深度。单个切齿盘可以具有任意数量的齿。优选数据大体上取决的切齿的直径和切口的深度。举例来说，齿的数量可以是1-100，可能是20-30。在一组实施方式中，每个盘具有24个齿。该设备优选地具有从切齿盘移除碎片和/或防止撕裂木材表面的机构。这种机构可包括沿着切齿轴安装在相邻切齿盘之间的浮动环、或梳状或牙签状设备、固定棒、压力板或这些装置的组合。在一组实施方式中，该设备包括引导件，该引导件具有一个或多个通槽，通槽的布置使得槽与各自的切齿盘对齐，从而形成相邻盘之间的压力板。这些压力板可以朝着一个方向对木材施加力，从而防止撕裂或分裂木材的表面。引导件可包括在切割时木板通过其中的圆柱体。在一些实施方式中，该设备包括用于当木板通过设备时润滑木板的装置。其优选地包括喷嘴，用于将流体润滑剂或润湿剂喷洒到一些或所有的木板上。润滑剂优选地是水或防腐剂，例如适当稀释的边材变色(sap-stain)产品。其可通过喷洒、水幕、刷子、棍或其他适当的湿润装置来施加。根据本发明的第二方面，本发明的提供了一种运行机器以在木板表面形成切口的方法，包括使用至少两个旋转切齿，每个切齿包括多个沿圆周分布的齿，并且以相同的速率旋转切齿，从而在木板通过切齿时在其共同的表面上以第一切口深度形成各自的切口图案，所述图案在这些切齿之间具有预定纵向定位；调节所述机器，从而以不同的第二切口深度形成所述各自的切口图案；及调节所述切齿以补偿所述图案中的变化的空间期，由此在各自图案之间维持所述纵向定位。调节所述切齿以补偿所述图案中的变化的空间期的步骤可包括朝着或远离一个切齿移动另一个切齿。这种移动可涉及直接移动切齿，或者涉及通过移动作用在连接到切齿的带或链上的张紧轮而移动切齿。可选地或此外，调节步骤可包括相对于一个切齿改变另一个切齿的旋转位置。这可包括调整连接到伺服电机上的控制，或者其可包括改变切齿的齿相对于链或带的位置；例如通过将链或带从连接到切齿的链齿轮或轮上解除、改变切齿的旋转位置并将链或带再次连接；或者通过将链齿轮、轴或轮轴从切齿的一部分上解除、调节切齿的相对旋转位置并重新连接齿轮、轴或轮轴。从本发明的另一方面，本发明提供了一种在木板上形成切口的装置，包括框架；安装在由所述框架保持的各自轴上第一和第二旋转切齿，每个切齿包括多个沿圆周分布的齿并且在使用中布置为在木板通过切齿时在其共同的表面上形成各自的切口图案；深度控制装置，用于为每个切齿维持齿到木板中的预定穿透深度；及用于调整所述预定穿透深度的装置，其中，框架限定了可保持第二切齿的轴的多个位置，每个位置对应于第二轴和第一轴之间的不同间隔距离。从另一方面，本发明扩展到了本文所述的设备在切割木板中的应用尽管参考木板描述了本发明，但本领域内技术人员将意识到本发明的设备可用于切割除木材之外的其他材料或者由处理过的木材制成的板，例如刨花板、胶合板、中密度纤维板、胶合板等。本领域内的技术人员可对设备进行适当的修改以进行这些应用。设备可适于切割非成品板形式但形状不规则的木材(例如，在至少一个表面上仍然带有树皮)。术语木板不应该被理解为限制于任何特定形状的木材；相反，其包含任何板或其他木材切块。木料和木材在本文中都指来自采伐木的木材。尽管本说明书主要涉及作用在给定表面上的两个旋转切齿，但可以提供任意更多数量的切齿。本文中，结合一种实施方式或本发明的一方面描述的特征可以在适当时与其他实施方式或方面一起使用。


下文将参考附图以示例性的方式描述本发明的一些优选实施方式，附图中图1是本发明的设备的主要元件的分解立体图；图2是设备的上辊对的分解立体图；图3是设备的下辊对的分解立体图；图4是切割木板的单组切齿盘的立体图；图5是切割木板的两组切齿盘的立体6是用在本发明的实施方式中的切齿盘前视图；图7是图6中沿A-A线截取的切齿盘的横截面视图；图8是图6的切齿盘的齿的近视图；图9是本发明的两个可调节辊及木板的立体图；图10是本发明的设备形成的切口图案的示意性平面图，其中示出了本发明的原理；图11是现有技术的设备形成的切口图案的示意性平面图，其中示出了本发明的
原理；图12是本发明的设备形成的切口图案的示意性平面图，其中示出了本发明的原理；图13是本发明的设备在木板中形成的第一切口图案的平面图；图14是本发明的设备在木板中形成的第二切口图案的平面图；图15是本发明的设备在木板中形成的第三切口图案的平面图；图16是本发明的设备在木板中形成的第四切口图案的平面图；图17是示出了本发明的另一种设备的某些主要元件的示意性侧视图；图18是图17的设备的两个辊以及木板的示意图；图19是设备的某些部件的平面图；及图20是图19的设备的侧视图。
具体实施例方式图1示出了本发明的设备的主要元件的分解立体图。其包括框架2，各种其他元件连接到框架2上。框架2由盖4保护，盖4提供遮盖并大体上环绕设备的四个侧面。在盖4内，四对切割辊连接到框架2上一组两个水平辊对6作用于插入的木板(未示出)的各个水平表面，一组两个垂直辊对8作用于木板的各个垂直表面。上部水平辊对包括上部引导辊IOA和上部尾辊12A ;类似地，下部水平辊对包括下部引导辊IOB和下部尾辊12B，而左和右垂直对(如通过入口 18观察的那样)分别包括左和右引导辊10C、10D，以及左和右尾辊12C、12D。下辊对和左辊对10B、10C、12B、12C固定在框架2内的固定位置，而上辊对和右辊对10A、10D、12A、12D临时固定在对着框架12内的凹口架14、16的部位。凹口允许上辊对和右辊对调节以改变每组辊6、8的辊对之间的间隔。框架2和盖4配合以限定矩形入口 18和矩形出口 19。木板可通过入口 18插入，通过水平棍对6,然后通过垂直棍对8,最后通过出口 19离开设备。图2示出了上辊对以及引导清洁梳20和尾清洁梳22的更多细节，引导辊IOA和尾辊12A彼此相同，但它们保持在左安装件24和右安装件26之间，从而使得引导辊IOA靠近入口 18，尾辊12A靠近出口 19。引导辊IOA包括圆柱轴，其与左和右安装件24、26接合，并保持左环状引导盘30、沿其长度的一部分设置的同轴且环状的切割盘32的阵列以及右环状引导盘34，引导盘将切割盘32的阵列夹在中间。轴28沿其长度具有两个延长的齿条(不可见)，其与切割盘上相应的切口接合以将它们保持在与轴固定旋转对齐的位置。隔离环36在右引导盘34和右安装件26之间适配到轴28的剩余部分。尾辊12A的设置与引导辊IOA类似。图1-3中示出的设备具有固定到右安装件26上的单独的电机38、39，以分别驱动上辊对的切齿辊10A、12A。其他电机运行其他的辊。每个电机可以采取伺服电机的形式，并且具有与其相关联的位置编码器。这允许以预定的旋转偏移量同步地驱动每个对的两个辊。上部引导清洁梳20包括正方形横截面的杆41，其沿其长度的一部分承载清洁插脚43的阵列。杆41通过框架2中的方形孔固定，从而不会旋转。其由框架2定位，从而每个插脚43向上延伸到上部引导辊IOA中的各对切割盘之间的缝隙内(图2是分解图，未示出这种关系)。上部尾清洁梳22与引导清洁梳20相同，但其清洁插脚的布置是向下指向尾辊12A的切割盘之间。图3示出了下辊对10B、12B以及其关联的清洁梳45、47。辊与上辊对的辊相同。下部清洁梳45、47是上部清洁梳20、22的镜像，下部引导清洁梳45的插脚向下，下部尾清洁梳梳47的插脚向上。这种差异是由于下部辊与上部辊的旋转方向相反。在使用时，清洁梳从切割盘上刮去木屑和碎片，从而盘的切割动作不会由于废料的聚积而减弱。图4示意性地示出了上辊对IOA的动作。辊轴(未示出)由电机38驱动，从而以最前面的切割盘40上的箭头所指的方向旋转切割盘32的阵列。此处仅示出了四个切割盘；然而，该设备通常在每个辊上可具有更多的盘。此处，每个盘具有15个径向地向外突出、沿圆周间隔开的齿42。齿周期性地与厚木板44的上表面接合，通过辊的动作将该厚木板44以箭头所指的方向推进。齿咬合到木板中，分离并压缩木板中的纤维，从而在木板上留下规则的细长切口 46。在该实例中，切割盘中的齿42在所有的盘中旋转对齐，从而在木板上留下切口 46的矩形栅格。如下文详细描述的那样，其他图案也是可能的。图5示出了上部辊10A、12A都作用在木板44上的效果。弓丨导辊IOA的切割盘32在木板上创建第一图案的切口 46。片刻之后，引导辊IOA切割的木板的部分与尾辊12A的切割盘接合。然而，尾辊12A的切割盘相对于引导辊IOA的切割盘轴向偏移一段距离，该距离等于辊上的切割盘之间的间隔的一半。因此，尾辊12A留下切口 48的图案，其交错到引导辊IOA形成的图案中。在这种方式中，与其他辊单独作用时形成的图案相比，木板44中的最终切口图案在整个木板的宽度上具有较窄的间隔。交错的图案也纵向偏移重复长度的一半，这使得整个切口图案更加平均。图6示出了根据本发明的另一实施方式的单个、平坦切割盘50。盘50具有绕着圆周平均间隔的24个齿52，并且其直径大约为60mm (不含齿)。在盘的平面内，齿不会逐渐变细成尖端，而具有钝的周缘。切割盘50在整个盘50的直径的大约一半处的同轴环上具有6个通孔54，其可以用于将盘固定到位于辊轴上的板上；这是上述实施方式的替代固定机构。图7沿直径A-A示出了盘50的横截面。其示出了齿52的厚度是如何从大约1. 6mm(连接盘52a时)降低到大约0. 5mm (朝着其径向端缘52b)。图8示出了一个齿52的近视图。齿的引导缘和尾缘相对于彼此以大约30度的角度倾斜，并随径向距离的增加而变窄，直到到达其圆周齿边缘。图9示出了切割木板70过程中的两个切割盘72、74的侧视图。盘的齿嵌入到木板70的表面70a之下。其示出了如何利用伺服电机将一个盘74的旋转位置相对于另一个盘72改变0角度，从而补偿齿嵌入的深度变化，这将在下文描述。图10-12描述了根据本发明的调节切齿以补偿切口深度变化的原理。图10示出了由辊对以前述方式形成的组合切口图案。因此，第一辊的第一切齿盘形成第一排均匀间隔的切口 60，而第一辊的第二切齿盘形成第二排均匀间隔的切口 62(与第一排的尺寸相同)并与之横向对齐第二辊的第一和第二盘形成另外两排切口 64、66。在该实例中，这些切口与第一辊的切口的尺寸相同，但交错在其中，从而第二辊的切口的中点(以圆点表示)纵向定位在第一辊形成的切口的纵向相邻中点的中间。由于此处的组合图案的空间重复期是一个切口的长度加上到另一切口的缝隙的长度，因此，两个辊形成的图案之间的纵向定位(称之为片段)是50%。从另一个角度看，两种图案的相位差为180度。图11示出了通过略微降低切齿而简单地增加切口深度以将齿更深地驱动到木板中的情况。由于齿的成角度形状，每个切口的深度增加了，同样地，由于轴和木板表面的之间的距离降低了，每排中的切口的中点更接近，于是旋转的有效圆周得以降低。这意味着第一辊形成的切口图案60’、62’和第二辊形成的切口图案64’、66’之间的纵向定位改变了-相位差大约为90度，而非180度。这意味着组合图案的切口并不在木板的表面上均匀地分布，这可导致防腐剂不能充分地到达木板下表面的所有部分。图12示出了当根据本发明施加补偿时改进这一点的方式，例如，通过改变如图9所示的一个切割辊的角度。与图10所示的较浅穿透深度时运行相比，切口仍然更长且纵向更接近。然而，尽管深度增加，但第一辊形成的切口排60”、62”以及第二辊形成的切口排64”、66”仍维持在反相位状态。图13-16示出了本发明的设备产生的增加的穿透深度的组合切口图案。在所有的深度下保持了组合图案的同步和纵向性。图17示出了本发明的另一设备的一部分。在该实施方式中，上部的引导切割辊74’和上部的尾切割辊72’之间的间距可以改变以在切割木板70时(以箭头所示的方向移动)补偿期望切口深度的变化。每个辊具有轴向轴76、78，各自的链轮齿73、75连接到轴向轴76、78的近端。链77以近似三角形路径绕过两个链轮齿并绕过张紧链轮齿79。引导切割辊74’的轴78永久固定到安装框架(未示出)上。然而，尾切割辊72’的轴76固定到可滑动底架(未示出)上，这允许其侧向朝着和远离尾切割辊72’移动，如箭头所示。张紧链轮齿79也是可以滑动移动的，从而当调整尾切割辊72’可以收紧或释放链77的任何松弛部分。辊、链和张紧链轮齿的相同逆向布置作用在木板70的相对表面。此外，类似的布置可以作用在木板的其他表面。图18示意性地示出了这种调节机构的运行。两个切割盘72’、74’的轴之间的距离d可通过链机构改变，从而补偿齿嵌入的深度的变化。图19和20示出了如前所述地作用在木板44的每个表面上的各辊对的布置的平面图和侧视图。引导件80采取管的形式，木板44通过该管。引导件80可以由金属形成。喇叭形开口部80a将木板44引导进入主干80b，主干80b的横截面符合木板44的横截面，从而提供绕木板44的周边的紧密配合。穿过引导件80表面的槽与各自的切割盘对齐，一个槽对齐一个盘。这些槽允许切割盘的齿穿透未受阻的木板44 ;然而，它们的尺寸使得引导件80在相邻的槽之间包括与木板44的表面接触的材料条。当齿离开木板时，这些条通过在木板上需要的地方提供相反的力而防止木板44的撕裂和分裂。引导件80可与前述的梳一起使用或作为对其的替代物。还不出了两个围绕木板44的喷杆木板喷杆84和棍喷杆86。木板喷杆84布置为在木板44通过时向其表面上喷洒液体润滑剂88，例如水或稀释边材变色产品。辊喷杆86布置为向切割辊上喷洒液体润滑剂90，其可以与木板喷杆84喷洒的润滑剂相同或不同。该润滑剂辅助切割过程。
权利要求
1.一种用于在木板中形成切口的设备，包括 至少两个旋转切齿，每个切齿包括多个沿圆周分布的齿并且在使用中布置为以相同的速率旋转，从而在木板通过切齿时在其共同的表面上形成各自的切口图案，所述图案在这些切齿之间具有预定纵向定位； 深度控制装置，用于为每个切齿维持齿到木板中的预定穿透深度； 用于调整所述预定穿透深度的装置；及 当调整切齿的穿透深度时，允许调节切齿以补偿所述图案中的变化的空间期的装置，由此允许维持各个图案之间的所述纵向定位。
2.如权利要求1所述的设备，其中，在每个切齿上提供相同的矩形图案的齿。
3.如权利要求1所述的设备，其中，每个图案具有纵向空间重复期，其等于空间期或是空间期的整数部分。
4.如任一前述权利要求所述的设备，其中，对每个切齿而言，沿切齿的任意给定轴向距离处的齿均匀地绕着圆周分布。
5.如任一前述权利要求所述的设备，其中，补偿装置包括用于调节两个旋转切齿的轴之间的距离的装置。
6.如权利要求5所述的设备，其中，一个切齿能够朝着和远离另一切齿滑动地移动。
7.如权利要求6所述的设备,其中，一个切齿相对于壳体或框架固定,另一切齿是可移动的。
8.如任一前述权利要求所述的设备，其中，用于补偿的装置包括用于调节一个切齿的齿相对于另一个切齿的齿的旋转偏移量的装置。
9.如任一前述权利要求所述的设备，其中，每个切齿包括多个同轴的、齿状切齿盘。
10.如权利要求9所述的设备，其中，除了齿之外，盘大体上是圆形或环形的。
11.如权利要求9或10所述的设备，其中，盘固定到轮轴或轴上。
12.如权利要求9、10或11所述的设备，其中，每个切齿盘都是相同的。
13.如任一前述权利要求所述的设备，其中，深度控制装置包括作用在木板的一个表面上的引导件。
14.如权利要求13所述的设备，其中，所述引导件适于相对于被切割的表面控制深度。
15.如权利要求13或14所述的设备，在引导件和齿状切齿之间包括固定但可调节的间隔。
16.如权利要求1-12中任一项所述的设备，其中，深度控制装置包括一个或多个作用于平行相对表面上的额外的切齿。
17.如权利要求16所述的设备，其中，深度控制装置包括用于将两对切齿保持在固定的彼此间隔距离处的装置。
18.如任一前述权利要求所述的设备，包括四对切齿，每对切齿布置为作用在木板矩形横截面的不同表面上。
19.如权利要求18所述的设备，包括与每对切齿相关的深度控制装置、深度调节装置和补偿装置。
20.如任一前述权利要求所述的设备，其中，设备的至少一个切齿被驱动以将木板推进通过该设备。
21.如权利要求20所述的设备，其中，作用于各自共同表面上的每组切齿中的至少一个切齿被驱动。
22.如任一前述权利要求所述的设备，其中，所有作用于木板的共同表面上的切齿是同步的，从而每个切齿的矩形切口图案以预定方式交错到其他切齿的图案中，以形成期望的最终图案。
23.如任一前述权利要求所述的设备，包括连接在链轮齿或轮之间的正时带或链，该链轮齿或轮安装在每个切齿的轴上或与每个切齿的轴联动。
24.如权利要求23所述的设备，其中，包括作用在链或带上的张紧装置，以当两个或多个切齿之间的距离增加或降低时维持期望的张力。
25.如权利要求23或24所述的设备，包括张紧装置，其配置为使得带或链能够足够地松弛，从而使得可以通过将带或链从各自切齿上分离、旋转和/或侧向地移动切齿并将链与切齿再次接合，而改变一个或多个切齿的旋转和/或侧向位置。
26.如权利要求24或25所述的设备，其被配置为允许对两个切齿通过相对于一个或两个切齿移动张紧件来施加对切口图案的周期改变的补偿，从而改变链或带在各自的切齿之间直接延伸的段的长度，由此同时改变切齿之间的间隔距离和切齿之间的相对旋转偏移量。
27.如权利要求1-22中任一项所述的设备，其中，每个切齿都被直接地驱动，并且包括设备，用以确保驱动切齿的旋转在彼此之间同步至相同的速率。
28.如任一前述权利要求所述的设备，其中，切齿的齿都绕中心径线对称。
29.如任一前述权利要求所述的设备，其中，切齿的齿是三边的，且在宽度上朝着其远端缘逐渐变细。
30.如任一前述权利要求所述的设备，其中，切齿的齿的厚度朝着其尖端变小，但不会形成锋利的边缘。
31.如任一前述权利要求所述的设备，其中，每个切齿盘具有1-100个齿，优选地具有20-30个齿。
32.如任一前述权利要求所述的设备，包括用于从切齿盘上移除碎片和/或防止木材表面撕裂的机构。
33.如任一前述权利要求所述的设备，包括引导件，该引导件具有一个或多个通槽，通槽的布置使得槽与各自的切齿盘对齐，从而形成相邻盘之间的压力板。
34.如任一前述权利要求所述的设备，包括当木板通过设备时用于润滑木板的装置。
35.如权利要求34所述的设备，包括喷嘴，用于将流体润滑剂或润湿剂喷洒到一些或所有的木板上。
36.一种运行机器以在木板表面形成切口的方法,包括 使用至少两个旋转切齿，每个切齿包括多个沿圆周分布的齿，并且以相同的速率旋转切齿，从而在木板通过切齿时在其共同的表面上以第一切口深度形成各自的切口图案，所述图案在这些切齿之间具有预定纵向定位； 调节所述机器，从而以不同的第二切口深度形成所述各自的切口图案；及 调节所述切齿以补偿所述图案中的变化的空间期，由此在各自图案之间维持所述纵向定位。
37.如权利要求36所述的方法，其中，调节所述切齿以补偿所述图案中的变化的空间期的步骤包括朝着或远离一个切齿移动另一个切齿。
38.如权利要求36或37所述的方法，其中，调节所述切齿以补偿所述图案中的变化的空间期的步骤包括相对于一个切齿改变另一个切齿的旋转位置。
39.一种在木板上形成切口的装置，包括 框架； 安装在由所述框架保持的各自轴上第一和第二旋转切齿，每个切齿包括多个沿圆周分布的齿并且在使用中布置为在木板通过切齿时在其共同的表面上形成各自的切口图案；深度控制装置，用于为每个切齿维持齿到木板中的预定穿透深度；及用于调整所述预定穿透深度的装置， 其中，框架限定了可保持第二切齿的轴的多个位置，每个位置对应于第二轴和第一轴之间的不同间隔距离。
40.如权利要求1_35、39中任一项所述的设备在切割木板中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种用于在木板中形成切口的设备，包括至少两个旋转切齿(72’,74’)，每个切齿包括多个沿圆周分布的齿并且在使用中布置为以相同的速率旋转，从而在木板通过切齿时在其共同的表面上形成各自的切口图案，所述图案在这些切齿之间具有预定纵向定位；深度控制装置，用于为每个切齿维持齿到木板(70)中的预定穿透深度；用于调整所述预定穿透深度的装置；及当调整切齿的穿透深度时允许调节切齿以补偿所述图案中的变化的空间期的装置，由此允许维持各个图案之间的所述纵向定位。
文档编号B27M1/00GK103068538SQ201180020297
公开日2013年4月24日 申请日期2011年3月21日 优先权日2010年3月22日
发明者P·W·古琦 申请人:拱门木材保护有限公司