DE19617307B4 - Wood core drill and method for checking the internal condition of wood materials and trees - Google Patents
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Abstract
Holzkernbohrer zum Prüfen des inneren Zustandes von Bäumen und Holzbauteilen durch mechanisches, spanloses Ausstanzen und Ziehen eines Holzkernes, bei dem ein dünnwandiges Rohr in Holz gedrückt wird und im Rohrinneren mit zunehmender Eindringtiefe ein ausgebohrter und länger werdender Holzkern zu Prüfzwecken entsteht,
dadurch gekennzeichnet,
– daß das Rohr einen Durchmesser kleiner als 12 mm hat,
– daß die Rohrwandstärke kleiner als 0,55 mm ist,
– daß das in Holz eindringende Rohrende einen größeren Außendurchmesser und einen kleineren Innendurchmesser als das eigentliche Rohr und damit einen Rohrkopf besitzt,
– daß der Rohrkopfinnendurchmesser eine nach rückwärts gerichtete Kante zum Abscheren des freigestanzten Bohrkernes beim Rückzug des Stanzwerkzeuges aufweist und
– daß ein maschineller Rotationsantrieb für den Bohrer mit hoher Drehzahl vorgesehen ist.Wood core drill for checking the internal condition of trees and wooden components by mechanical, non-cutting punching and pulling of a wood core, in which a thin-walled pipe is pressed into wood and a drilled and lengthening wood core is created inside the pipe with increasing depth of penetration for testing purposes,
characterized,
- that the tube has a diameter of less than 12 mm,
- that the tube wall thickness is less than 0.55 mm,
That the pipe end penetrating into wood has a larger outside diameter and a smaller inside diameter than the actual pipe and thus a pipe head,
- That the inner diameter of the pipe head has a rearward edge for shearing off the punched-out core when the punch is withdrawn and
- That a mechanical rotary drive is provided for the drill at high speed.
Description
Die Erfindung betrifft einen Holzkernbohrer und ein Verfahren zur Prüfung des inneren Zustandes von Holzwerkstoffen und Bäumen, bei dem gleichzeitig ein Holzkern zur weiteren mechanischen Prüfung gezogen wird.The invention relates to a wood core drill and a procedure for testing of the internal condition of wooden materials and trees, at the same time a wood core is drawn for further mechanical testing.
Aus der Offenlegungsschrift
Aus der Offenlegungsschrift
Aus der Offenlegungsschrift
Dieses Verfahren weist bereits eine nach hinten gerichtete Schneidkante an der Drahtspitze zur Widerstandsmessung in sich nach dem Eidringen wieder verengenden Bohrlöchern beim Werkzeugrückzug auf. Außerdem weist es zur Erzeugung spannklemmungsfreier Messungen auf dem Vorteil der Nutzung der Reibenergie zur Verkohlung und der Vergasung des entstehenden Holzabriebes und etwiger Spänchen beim Endringen in Holz hin.This procedure already has one rear-facing cutting edge on the wire tip for resistance measurement in constricting boreholes after oathing tool retraction on. Moreover points to the advantage of generating clamp-free measurements Use of the friction energy for charring and gasification of the resulting Wood abrasion and some chips when reaching into wood.
Auch beim Messverfahren nach der
Offenlegungsschrift
Ermittlungen hierzu werden bisher dadurch angestellt, daß man mit sogenannten Kern- oder Zuwachsbohrern in der Nähe der Meßbohrung Bohrkerne aus dem Holzprüfling zieht und diese durch mechanische Belastungen testet.So far, investigations into this employed by the fact that one with so-called core or incremental drills near the measuring hole Drill cores from the wood test specimen pulls and tests them by mechanical loads.
Zuwachsbohrer sind mit Gewindegängen versehene Holhbohrer, welche per Hand über Hebelarme eingeschraubt werden. Die erzielten Kerndurchmesser ligen in der Regel zwischen 12 und 15 mm, die Außendurchmesser liegen mehrheitlich zwischen 22 und 11 mm. Die Kerngewinnung erfolgt durch die Einführung einer sogenannten Ziehnadel, welche zwischen Kern und Innenrohrwandung eingeführt werden und den Kern losbrechen und ziehen müsen.Incremental drills are provided with threads Holhbohrer, which by hand over Lever arms are screwed in. The core diameters achieved are ligated usually between 12 and 15 mm, the outside diameters are mostly between 22 and 11 mm. The core extraction takes place through the introduction of a so-called drawing needle, which between the core and inner tube wall introduced and break loose and pull the core.
Die Entgegenhaltung nach dem Katalog 1993/1994 der Firma Flügel GmbH, Osterode, Seite 92 – zeigt die bisher gebräuchliche Geräteset für das manuell bestätigte Ziehen von Kernen von Hand. Im Vergleich zum gewonnenen Kerndurchmesser entsteht eine weit größere Beschädigung des Holzprüflings, z. B. an einem lebenden Baum, nicht nur dadurch, daß das entstehende Bohrloch einen mehr als doppelt so großen Durchmesser aufweist, sondern die scharfen Gewinde zum Vortrieb des Kernbohrrohres zusätzlich tiefe Risse in das Holzgewebe zerren. Diese großen bleibenden Schädigungen sind Eintrittspforten für Sauerstoff und diesen bdürfenden Holzschädlingen.The document according to the catalog 1993/1994 of the company Flügel GmbH, Osterode, page 92 - shows the previously used equipment set for that manually confirmed Pulling cores by hand. In comparison to the core diameter obtained there is far greater damage to the Holzprüflings, z. B. on a living tree, not only in that the resulting Borehole has a diameter more than twice as large, but the Sharp threads for driving the core drill pipe additionally deep Pull the cracks into the wooden fabric. This big permanent damage are entry points for Oxygen and this need Wood pests.
Die Entgegenhaltung nach
Die Entgegenhaltung nach M. Brandt et al., Eine Übersicht zur Stammfäulediagnose, Holz-Zentrallblatt, Stuttgart Nr. 80, Mittwoch 5. Juli 1989 Seiten 1268, 1270 – beschreibt unter dem Punkt Bohrspannentnahme das bekannte Verfahren und nennt Folgeschäden aus der Zerstörung durch große Bohrlöcher.The document according to M. Brandt et al., An overview for the diagnosis of stem rot, Holz-Zentralallblatt, Stuttgart No. 80, Wednesday July 5, 1989 pages 1268, 1270 - describes the well-known procedure under the point drilling removal and names consequential damages from destruction by great Drill holes.
Der Katalog der Firma WIGO No. 02 – 106 – zeigt
einen so genannten Zapfenfräser.
Solche Werkzeuge und andere Hohlbohrer mit Schneiden auf der Werkzeugstirnseite
werden aufgrund ihrer vergleichsweisen großen uns stabilen Wandstärken zum
spannenden Ausschneiden von Zapfen und Zapfernlöchern aus Durchgangslöchern verwendet. Da
die an der Stirnfläche
angeordeneten Schneiden bis zur WErkzeug-Hohlbohrung führen, kann
der Spanfluß auch
die Mantelfläche
des gewonnenen Kernes umhüllen
und die Kernoberfläche
aufrauhen. Der Kern wird jedenfalls ausgeschnitten und nicht ausgestanzt,
was seine Qualität
beeiträchtigt.
Wie der Kern mit einem Werkzeug nach der Entgegenhaltung
Das Kernbohren mit Zuwachsbohren besonders in lebenden Bäumen ist nur in weichen Hölzern relativ leicht durchzuführen. Bereits in mittelharten Hölzern wie bei Buchen und Eichen erfordert das Kernbohren viel Kraft und Erfahrung. In harten Hölzern wie z.B. beim Rotdorn oder der Robinie unterbleibt das Kernbohren aus diesen Gründen meistens.Core drilling with increment drilling especially in living trees is relative only in soft woods easy to do. Even in medium-hard woods As with beech and oak, core drilling requires a lot of strength and Experience. In hard woods such as. core drilling is not carried out on the hawthorn or robinia for these reasons mostly.
Das Kernbohren ist anderseits häufig deshalb notwendig, weil nur mit diesem eine gesicherte Jahrringanalyse und damit die Beurteilung des Zuwachses möglich ist, wenn man nicht auf eine Holzscheibe zurückgreifen kann. Hieraus ergibt sich die Aufgabe der Erfindung.On the other hand, core drilling is often because of this necessary because only with this a reliable tree ring analysis and so that the assessment of the growth is possible when you are not on to resort to a wooden disc can. The object of the invention results from this.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This task comes with the characteristics of claim 1 solved.
Die erfindungsgemäße Lösung für die Beseitigung der beschriebenen Nachteile bei der Prüfung der inneren Struktur von Bäumen und Holzwerkstoffen und dem Kernziehen macht sich die Tatsache zunutze, daß auch Rohre mit sehr dünnen Wandstärken sich drehend ohne ein Führungsgewinde in Holzwerstoffe eindrücken lassen. Hierbei wird je nach Struktur und Zustand des Holzprüflings das Eindringen des vorderen Rohrendes durch maßgeblich erleichtert, daß das in das Holz eindringende Rohr an der Stirnseite aufgerauht oder sogar mit Zähnen versehen ist. Diese Zähne können auch geschränkt sein, um die entstehenden Späne vom Rohrinnendurchmesser wegzuweisen, um eine Kernklemmungsgefahr zu verringern.The solution according to the invention for the elimination of the described Disadvantages when considering the inner structure of trees and wood-based materials and core drawing takes advantage of the fact that too Tubes with very thin wall thickness rotating without a guide thread press into wood materials to let. This is depending on the structure and condition of the wood test specimen Penetration of the front pipe end by significantly facilitated that the in the wood penetrating pipe roughened on the face or even with teeth is provided. These teeth can also be restricted around the resulting chips away from the inside diameter of the pipe in order to avoid a core jamming to reduce.
Das in den Rohrprüfling eindringende Rohrende hat einen größeren Außendurchmesser und einen kleineren Innendurchmesser als das eigentliche Rohr. Damit wird zunächst ein Stauvolumen für das rückfedernde Holz und einen möglicherweise entstehenden Holzabrieb bei niedrigen Arbeitsdrehzahlen zwischen Bohrlochwandung und Rohraußendurchmesser einerseits und Rohrinnenwandung und Bohrkernwandung anderseits verfügbar.The pipe end penetrating into the pipe specimen has a larger outside diameter and a smaller inner diameter than the actual pipe. In order to will first a storage volume for the springback Wood and possibly one resulting wood abrasion at low working speeds between Borehole wall and pipe outside diameter on the one hand and inner tube wall and core wall on the other hand available.
Nun ist bereits ausgeführt, daß die zerstörende Prüfung von lebenden Bäumen durch spannende Verfahren die große Gefahr der Verschleppung von Pilzsporen und Schädlingen in den Spänen beinhaltet. Aus diesem Grund ist als weitere Verbesserung der erfindungsgemäßen Lösung zur sterilen Gewinnung von Bohrkernen aus lebenden Bäumen beabsichtigt, die Rotationsdrehzahl des eindringenden Prüfrohres so zu erhöhen, daß beim Rohreindringen in das Holz eine Verkohlung oder Vergasung des Prüflingwerkstoffes vorrangig in dem Bereich des Außendurchmessers des Rohrkopfes und an der Rohrkopfstirnseite bewirkt wird. Hierbei wird hauptsächlich die Bohrungswandung angesengt und damit sterilisiert. Die Abstimmung der Rotationsgeschwindigkeit erfolgt so, daß im besten Fall die Bohrkernwandung nicht einmal angebrannt ist. Weil dabei keine Späne entstehen können, brauchen auch das Bohrkopfaußenwand ebenso wie das -innenmaß nur Zehntelmillimeter von den eigentlichen Rohrmaßen abweichen.It has already been stated that the destructive testing of living trees the great risk of procrastination through exciting processes of fungal spores and pests in the shavings includes. For this reason, as a further improvement of the solution according to the invention Sterile extraction of drill cores from living trees intends the rotational speed of the penetrating test tube so to increase that at Pipe penetration into the wood carbonization or gasification of the test material primarily in the area of the outer diameter of the pipe head and on the pipe head face. in this connection will mainly the wall of the hole is seared and thus sterilized. The vote the speed of rotation is such that in the best case the core wall is not even burned. Because no chips can arise also the drill head outer wall just like the inside dimension is only a tenth of a millimeter deviate from the actual pipe dimensions.
Damit ist auch die Voraussetzung dafür geschaffen, daß die Aufzeichnung der elektrischen Stromaufnahme des Rotationsantriebes beim Eindringen nicht durch Spannklemmung verfälscht werden kann. Der gleichzeitig gewonnene Bohrkern stammt damit erstmalig in einem Verfahren aus dem Meßbereich, in welchem auch die Meßwertaufzeichnung für den Eindringwiderstand entstanden sind.This is also the prerequisite created for that the Recording the electrical current consumption of the rotary drive cannot be falsified by tension clamping when penetrating. The one at the same time Drilled core thus obtained comes from a process for the first time the measuring range, in which also the measured value recording for the Penetration resistance have arisen.
Des weiteren wird zur gleichzeitigen Prüfung der inneren Strukturen von Bäumen und Holzwerkstoffen und dem Ziehen von Bohrkernen die Tatsache berücksichtigt, daß die Bohrkerne möglichst frisch einer mechanischen Prüfung unterworfen werden sollen. Dafür ist es erforderlich, das Ausstechen des Kernes möglichst unter Vermeidung einer zu großen Wärmeentwicklung und Austrocknung vorzunehmen. Das wird am einfachsten dadurch erreicht, daß die entstehende Reibungswärme am Rohrkopf auf kleinem Raum begrenz wird und für das weitere Verkohlen und Vergasen des Holzwerkstoffes verbraucht wird. Die Wärmeleitung nach hinten ist das Stanzrohr muß weitge hend verhindert werden, was in der aufgezeigten Lösung dadurch erreicht wird, daß zwischen Rohrkopf und dem eigentlichen Rohr die Wärmeleitung durch BOhrungen, Schlitze oder Isolierung behindert wird, womit auch die Beeinflussung des Bohrkernes durch eine zu heiße Rohrwandung verhindert werden kann. Furthermore it becomes the simultaneous Examination of inner structures of trees and wood-based materials and the drawing of drill cores takes into account the fact that the Drill cores if possible fresh from a mechanical test to be subjected. Therefore it is necessary to cut out the core while avoiding a too much heat and dehydration. The easiest way to do this is that the emerging frictional heat is limited at the pipe head in a small space and for further charring and Gasification of the wood material is consumed. The heat conduction to the rear the punching tube must be largely prevented what in the solution shown is achieved in that between Pipe head and the actual pipe the heat conduction through holes, Slits or insulation is obstructed, which also affects of the drill core can be prevented by a too hot pipe wall can.
Aus den praktischen Erfahrungen mit den bisher vorgestellten bohrenden Prüfverfahren ist bekannt, daß sich in noch lebenden Bäumen aufgrund der inneren Spannungen nach einem zügigen Aufbohren mit zusätzlicher elastischer Verformung der Bohrlochwandung die Bohrung wieder verengt. Dieses gilt insbesonders bei zusätzlichem Einfluß durch thermische Vorgänge mit dem Wiederanfeuchten ausgetrockneter Werkstoffteile. Hierdurch besteht nunmehr die Möglichkeit, bei einer Meßbohrung nicht nur gleichzeitig den Bohrkern zu gewinnen, sondern auch zwei Meßkurven zu erhalten, welche sich gegenseitig bestätigen oder erklären können und durch die Betrachtung oder weiterer Prüfung des Bohrkernes eindeutige Aussagen zur inneren Struktur des Holzprüflings zulassen.From practical experience with The drilling test methods presented so far are known that in trees still alive due to the internal tensions after rapid drilling with additional elastic deformation of the borehole wall narrowed the bore again. This applies especially to additional Influence by thermal operations with rewetting of dried material parts. hereby there is now the possibility with a measuring hole not only winning the drill core at the same time, but also two traces to receive which can confirm or explain each other and clear by examining or further testing the drill core Allow statements on the internal structure of the wood test specimen.
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