Holzspalter

Problemstellung
In den Werkstätten des Diakoniewerks Gallneukirchen werden Grillanzünder aus Holz, Papier und Wachs hergestellt. Dafür werden Holzstücke mit einem Querschnitt von 4x4mm benötigt.
Die Werkstätte in Oberneukirchen arbeitet zur Zeit mit einem Holzspalter, der zwar das Endprodukt mit dem gewünschten Querschnitt herstellt,  jedoch weist dieser  einige Probleme auf. Die bestehende Maschine kann nicht automatisch arbeiten, da sie von Hand bestückt werden muss. Außerdem ist die Produktionsgeschwindigkeit sehr niedrig und die Sicherheit des Systems ist mangelhaft.

Zielsetzung
Es soll eine Maschine entwickelt werden, die problemlos das Rohmaterial auf 4x4mm große Holzstücke spaltet, wobei die Länge dieser Stücke vom Rohmaterial abhängig ist. Dieses Ausgangsmaterial hat variable Abmaße, die von 20x20x40mm bis hin zu 50x50x70mm reichen.
Bei der Entwicklung des neuen Holzspalters gilt es folgende Punkte zu beachten:
• Gründe, warum die bestehende Maschine nicht funktioniert herausfinden
• Taktfrequenz erhöhen
• Automatische Bestückung
• Antrieb mit Pneumatikzylindern
• Auf Sicherheitsvorkehrungen achten

Projektablauf
• Entwurf verschiedener Konzepte
• Vorversuche mit dem Hauptmesser
• Festlegung der Messergeometrie
• Entwurf und Auslegung der mechanischen Bauteile in 3D-Konstruktion
• Erstellen der 2D-Zeichnungen
• Mechanische Fertigung durch die schuleigene Werkstätte
• Montage und Verkabelung
• Programmierung der Steuerung
• Dokumentation

Ergebnis
Die fertige Anlage kann Ende Mai 2012 dem Auftraggeber übergeben werden.

Systembeschreibung
Das Stapelmagazin wird von Hand mit Holzstücken unterschiedlicher Außenabmaße bestückt. Das Hauptmesser wird mit einem Pneumatikzylinder bewegt und spaltet so ein 4mm hohes Holzstück vom Rohmaterial ab. Dieses Holzstück wird dann durch das Hauptmesser weiterbefördert und gegen die 12 Messerschneiden im Nebenmesser gedrückt. Dort wird dann das Holz endgültig auf 4x4mm große Holzstücke aufgespalten. Dieses Endprodukt fällt anschließend auf eine Rutsche und kann dann außerhalb des Betriebsraumes entnommen werden.

Presentation of the Problem
In the workshops of the Diakoniewerk Gallneukirchen there are produced charcoal lighters made of wood, paper and wax. Therefore they need pieces of wood with a cross section of 4x4mm.
Currently the workshop in Oberneukirchen is working with a wood splitter, which produces the final product with the desired cross-section, but unfortunately the machine exhibits some problems.
The existing machine isn’t able to operate automatically because it’s necessary to charge it by hand.
Moreover, the production rate is very low and the security of the system is flawed.

Objective
We should develop a machine which can easily split the raw material into 4x4mm large pieces of wood. The length of these pieces depends on the size of the raw material. This starting material has variable dimensions, ranging from 20x20x40mm to 50x50x70mm.
During developing the new woodsplitter, it is important to note the following points:
• find out the reasons why the existing machine doesn’t  work
• increase the frequency
• automatic placement
• actuation with pneumatic cylinders
• mind the safety measures

Project schedule
• Design of various concepts
• Preliminary tests with the main blade
• Define the blade geometry
• Design and layout of mechanical components in 3D-construction
• Create 2D drawings
• Mechanical production in the school’s workshop
• Assembling and cabling
• Programming the control system
• documentation

Result
We can commit the finished machine at the end of May 2012 to the Diakoniewerk.

Description
The staple magazine gets charged by hand with pieces of wood of different dimensions. The main blade is moved by a pneumatic cylinder and so a 4mm high wooden piece gets split off from the raw material. After this the main blade transports this piece of wood in the direction of the second blade, where it gets pressed against 12 little knives. There the wood gets finally split into pieces with a cross section of 4x4mm. This final product falls down on a slide and then a person can remove it outside the operating room.