DE2322881A1

DE2322881A1 - Vorrichtung und verfahren zum bearbeiten und insbesondere zum schneiden von holz

Info

Publication number: DE2322881A1
Application number: DE2322881A
Authority: DE
Inventors: Howard Carl Mason
Original assignee: H C Mason & Associates Inc
Current assignee: H C Mason & Associates Inc
Priority date: 1972-06-26
Filing date: 1973-05-07
Publication date: 1974-01-10
Also published as: JPS4943298A; DE7317046U; US3788371A; CA968668A

Description

DR. KARL TH. HEGEL · DIPL.-ING. KLAUS DICKEL

PATENTANWÄLTE

~l 2000 Hamburg BO

Große Bergstraße 223 Postfach BO 06 62 Telefons (O411) 396295

Telegramm-Adresse: Doellnerpatent

Unser Zeichen: Datum

H 2117 Di/Mü

H. C. Mason & Associates, Inc. No. 15 82nd Avenue,
Gladstone, Oregon, V. St. A.

Vorrichtung und Verfahren zum Bearbeiten und insbesondere zum Schneiden von Holz

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bearbeitung und insbesondere zum Schneiden von Holz. Dabei handelt es sich im einzelnen um eine Vorrichtung der Art, die man verwendet, um Holzstämme in Längsrichtung zu schneiden und eine Mehrzahl von Brettern geringerer Breite und Dicke herzustellen oder das Holz entlang der Kante zu besäumen. Zu dieser Gattung gehören auch die herkömmlichen Längsschneidesägen, Abkantmaschinen und ähnliche.

Beim Sägen von Holz in der oben angedeuteten Weise erreicht man eine optimale Produktion, wenn die durch die Säge hergestellten Schnitte genau geradlinig verlaufen und sich in einer exakt parallelen Weise entlang einer vorgeschriebenen Linie über die ge-

309882/0495

2322S81

samte Länge des Stammes erstrecken. Bei einem derartig genauen Schneiden sind die Ausmaße des geschnittenen Holzes im wesentlichen über die ganze Länge des Stammes gleich, wobei die Maßabweichungen auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden. Anderenfalls wäre noch ein besonderer Arbeitsgang erforderlich, wenn die Breite und Dicke des Holzes eine spezifizierte Maßabweichung nicht überschreiten darf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung, insbesondere zum Schneiden von Holz zu schaffen, die mit einer erheblich höheren !Präzision zu schneiden vermag, als dies mit den herkömmlichen Maschinen möglich ist.

Außerdem soll die Maschine so beschaffen sein, daß sie einen verhältnismäßig einfachen Aufbau besitzt und geringe Unterhaltungskosten verursacht.

Dabei soll nach der Erfindung eine Säge geschaffen werden, die ein Scheibenbett zur Stützung des zu schneidenden Holzes aufweist, wobei mehrere Reihen Jeweils einer Anzahl von Scheiben in einem solchen Bett vorgesehen sind, während ein Stück Holz,nachdem es entsprechend ausgerichtet ist, vor und während des Schneidvorganges auf das Bett gedrückt wird. Wenn ein entsprechender Druck aufgebracht wird, drücken sich die Umfangskanten der Scheiben leicht in die Unterseite des Holzes ein, wodurch sich das Holz über die Scheiben bewegt und nur eine äußerst geringe Neigung zeigt, sich zu drehen oder sich zu wenden.

Schließlich soll sich die erfindungsgemäße Maschine auch zum Bearbeiten im besonderen von stark harzhaltigem Holz eignen. In

309882/0495

23228B1

diesem Zusammenhang ist zu erwälmen, daß Holz wie z.B. die Douglas-Fichte erhebliche Harzmengen enthält, die "bei einem geschnittenen Stück HpIz als offene Harztasche oder sonstige Harzansammlung zutage treten. Wenn Holz dieser Art auf einem herkömmlichen Transportsystem herangeführt wird, sammelt sieh das Harz auf den Transportwegen des Systems, wobei diese Ansammlungen eine Anzahl von ,Problemen schaffen können. So kann beispielsweise die Erzeugung eines akkuraten Schnittes verhindert werden, indem eine LagenverSchiebung des transportierten Holzes bewirkt wird. Nach der vorliegenden Erfindung wird durch den Einsatz eines nachfolgend im einzelnen beschriebenen Scheibenbettes eine derartige Harz ans ammlung stark vermindert, "«ienn nicht gar ausgeschlossen. Das liegt daran, daß der Kantenbereich einer jeden Scheibe, die mit dem Holz in Berührung kommt, so schmal ist, daß dem Harz eine für ein dauerndes Anhaften nicht hinreichend große Fläche entgegengehalten wird. Während sich die Scheiben drehen und das Holz forttransportieren, "bleiben sie sauber und erfüllen die sehr wichtige Funktion der führung des Holzes auf einem geradlinigen Weg durch den Sägebereich der Vorrichtung.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Holz nach unten auf das Scheibenbett unter Verwendung einer Andrückvorrichtung, wie beispielsweise Druckwalzen, angedrückt» Diese sind vorzugsweise so angeordnet, daß, während das HoIa durlch die Vorrichtung geführt und geschnitten wird, mindestens eine, bevorzugt aber zwei Eollen diesen Druckausüben. Die *Eolten bewirken,dadurch, daß sie angetrieben sind, auch die Fortbewegung des Holzes durch die Anlage. Zweckmäßigerweise werden die Eollen oder Walzen während des Durchlaufs des vorderen oder

309882/(U9S

hinteren Endes des Holzstückes angehoben, damit das Holz frei darunter hindurchlaufen kann. Auf diese Weise wird ein Wegdrükken des Holzes vermieden, das dadurch auftreten kann, daß ein Ende plötzlich gegen eine Andrückwalze stößt oder eine unter Druck stehende Walze verläßt.

Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bearbeiten und insbesondere zum Schneiden von Holz zu schaffen, das die Erzeugung eines geraden Schnittes genau parallel zu einer vorgegebenen Bezugsebene ermöglicht. -

Die Erfindung soll im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigt bzw. zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine etwas vereinfachte Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1, Fig. 3 eine vergrößerte Teilansicht des Scheibenbettes,

Fig. 4

und 5 Teile der Andruckwalzen der Anlage und

Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung der Wirkung, die eine Scheibe auf das Holz ausübt, wenn dieses darüber hinwegläuft.

Der Sägebereich 10 der Vorrichtung ist in den Figuren 1 und 2 in einer etwa vereinfachten Form dargestellt. Die Zuführung zum Sägebereich geschieht in den Figuren von der linken Seite, wo das Holz aufgebracht wird, bevor es das Gerät durchläuft, während es nach der rechten Seite abtransportiert wird.

309882/0495

Das Holz durchläuft also den Schneidebereich 10 von der Beschickungsseite 12 aus zur Entnahmeseite der Vorrichtung. Während des Durchlaufes wird das Holz von einem Scheibenbett 13 getragen, das aus einer Vielzahl von Scheiben "besteht und eine Stützebene für das Holz bildet, wie nachfolgend noch im einzelnen beschrieben wird.

lach einer besonderen erfindungsgemäßen Ausführungsform besteht das Scheibenbett aus mehreren Reihen von Scheiben, wobei in jeder Reihe eine Vielzahl von Scheiben nebeneinander angeordnet ist, während die einzelnen Reihen in einem Abstand voneinander angeordnet sind und vom Beschickungs- bis zum Entnahmeende nebeneinander liegen. In den Figuren 1 und 2 sind die Reihen von Scheiben jeweils mit den Bezugsziffern 14a und 14b bezeichnet, wobei die Reihe 14b mit der Reihe 14a jeweils abwechselnd vom Beschickungs- bis zum Entnahme ende der Vorrichtung angeordnet ist.

In Fig. 3 wird der Aufbau einer Scheibenreihe im einzelnen näher erläutert. Die dargestellte Scheibenreihe 14a besitzt eine Welle 16, die an ihren Enden und dazwischenliegenden Punkten durch Halteblöcke 18 getragen wird. Auf der Welle sind Scheibenanordnungen 20, eine neben der anderen, vorgesehen. Jede dieser Scheibenanordnungen kann aus einer Scheibe 22 bestehen, die mittels eines Lagers 24 auf der Welle gelagert ist, wobei das Lager von einer Bundmanschette 26 auf der Welle gehalten wird.

Die Scheiben 22 der einzelnen Reihen haben alle den gleichen Durchmesser. Die die Scheiben tragenden Wellen sLnd parallel zueinander und senkrecht zur Transportrichtung des Holzes ange-

309882/0495

232288]

-G-

ordnet und befinden sich, alle auf der gleichen Hone. Dementsprechend "bilden die Oberkanten aller Scheiben eine gemeinsame, im allgemeinen horizontale Ebene.

Der Aufbau der Scheibenreihe 14b ist im wesentlichen der gleiche wie der der beschriebenen Scheibenreihe 14a mit dem Unterschied, daß die Scheiben 22 der Reihe 14b zu den Scheiben der Reihe 14a versetzt angeordnet sind. Mit anderen Worten befinden sich die Scheiben der einen Reihe zwischen den Scheiben der anderen Reihe. Hierdurch wird eine maximale Stabilität auf der Unterseite des Holzes erreicht, wenn dieses über das Scheibenbett transportiert wird. Jede dieser Scheiben besitzt zwei umlaufende Flanschteile, deren Stirnflächen 30a und 30b zum Umfang hin aufeinander zulaufen. Nach außen hin wird eine jede Scheibe durch eine umlaufende Kante 32 begrenzt.

Nach der Erfindung wird die Dicke der umlaufenden Kante 32 so ausgewählt, daß bei einem mäßigen Druck, der nach unten auf das über die Scheiben laufende Holz ausgeübt wird, diese sich nur leicht in die untere Fläche des Holzes eindrücken, ohne daß dabei merkliche und dauerhafte Eindrucklinien im Holz entstehen. Bei der Bestimmung der Breite dieser Kante soll sowohl die Härte der speziellen Holzart berücksichtigt werden alsoauch das Gewicht des zu verarbeitenden Holzes (das allein durch sein Gewicht eine auf das Scheibenbett gerichtete Kraft ausübt). Bei dem gewöhnlichen Weichholz, wie den Koniferen, zu denen beispeilsweise die Douglas-Fichte gehört, liegt der Härte- oder Kompressionsindex etwa zwischen 280 bis 850. Bei einem solchen Holz und bei dem normalen Feuchtigkeitsgehalt vor dem Trocknen wurde herausgefunden, daß die Vorrichtung so ausgelegt werden

309882/049S

sollte, daß etwa 6,8 bis 11,5 kg von jeder Scheibe getragen wird, während das Holz transportiert wird. Bei einer derartigen Belastung einer jeden Scheibe beträgt vorzugsweise die Breite der umlaufenden Kante, wenn z.B. Douglas-dichte bearbeitet wird, im Bereich zwischen 2 bis 2,5 mm. Hartholz hat einen etwas höher liegenden Kompressionsindex, und zwar üblicherweise zwischen 1000 und 2000. Bei einem solchen Material ist, um ein entsprechendes Eindringen zu erreichen, die umlaufende Kante etwas breiter als oben erwähnt. Sie liegt dementsprechend bei Hartholz normalerweise zwischen 1 bis 1,5 nun· Bei diesen Abmessungen und wenn mittels der noch zu beschreibenden Anordnung ein entsprechender Druck aufgebracht wird, wird das über die Scheiben transportierte Holz von den umlaufenden Kanten eingedrückt. Das Eindrücken ist jedoch nicht so stark, daß die Elastizitätsgrenze des Holzes überschritten wird. Dementsprechend wild; wenn das Holz über eine Scheibe läuft, ein Verkanten oder Schräglegen verhindert, wobei jedoch der Eindruck, den eine Scheibe hinterläßt, nicht so stark ist, daß eine dauerhafte Einne in dem Holz entsteht, wenn dieses die Vorrichtung verläßt. Die Wirkung einer Scheibe ist in einer etwas übertriebenen Form in Pig. 6 dargestellt.

Der Härte- oder Kompressionaindex, der hier verwendet wird, bezeiht sich auf die Belastung in Pfund, die erforderlich ist, um eine 0,444· Zoll-Kugel um die Hälfte ihres Durchmessers einzudrücken, wie dies in dem XJSDA Wood Handbook, veröffentlicht als Agriculture Handbook Er. 72 von 1955 erläutert ist.

Der Sägebereich 12 ist bereits kurz erläutert worden. Er kann jedoch unterschiedlich ausgebildet sein. Zum Zwecke der Erläuterung ist der Sägebereich dargestellt und besitzt eine Säge-

309882/0495

232288]

welle 40, die sich horizontal quer zur Transportrichtung des Holzes und im allgemeinen parallel zu d.en Wellen 16 erstreckt. Die Sägewelle wird mittels eines Motors 42 angetrieben. Auf der Welle ist eine Kreissäge 44 befestigt. In der Ausführungsform gemäß Fig. 2 dreht sich das Sägeblatt gegen den Uhrzeigersinn. Dadurch greifen Sägezähne in einer abwärtigen Richtung in das Holz ein, wobei sich die Unterkante der Säge unterhalb der durch die Scheiben gebildeten Stütz ebene befindet. Durch die abwärts auf die Scheiben gerichtete Kraft der Säge wird die Stabilität gefördert.

Die Sägevorrichtung besitzt auch eine Anordnung, um von oben einen Druck auf das von dem Scheibenbett getragene Holz auszuüben. In der dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind vier Druckwal ζenanordnungen 46, 48, 50 und 52 vorgesehen. Jede dieser Druckwalzenanordnungen weist eine Walze 54 auf, die einen Überzug aus Gummi oder einem anderen elastischen Material zur Erhöhung der Traktion versehen ist. Ein Paar derartiger Druckrollen sind auf jeder Seite des Sägebereiches angeordnet, wie in den Zeichnungen dargestellt ist. Die Druckwalzen sind in der Weise verteilt, daß, wenn das Holz die Vorrichtung durchläuft, vorzugsweise mindestenl^Sormalerweise aber zwei Druckwalzen immer mit dem Holz im Eingriff stehen.

Für die verschieben Walzen ist ein Antrieb vorgesehen, wodurch das Holz durch die Vorrichtung gefördert wird. Die Halterung der Druckwalzen ist so ausgebildet, daß sie unabhängig voneinander angehoben werden können.

309882/0495

Die Aufhängung der Walzen ist in den Figuren 1 und 2 zum Zwecke der Vereinfachung weggelassen worden. Teile einer geeigneten Aufhängung sind in den Figuren 4 und 5 im einzelnen dargestellt Dort wird gezeigt, daß die Walze 54· an beiden Enden in Halterungen 60 und 62 drehbar gelagert ist, die durch eine Drehung der Welle 64 angehoben und abgesenkt werden, indem die Ritzel 66 in an den Halterungen 60 und 62 befestigte. Zahnstangen 68 eingreifen. Die Welle kann beispielsweise durch einen nicht dargestellten Flüssigkeitsmotor angetrieben werden. Die Walze wird über die angetriebene Welle 70, das Kegelrad 72, das die Welle 74- antreibt, und das Kegelrad 76 in Drehung versetzt. Die Welle 74- ist als Keilwelle ausgebildet, die teleskopartig von der angetriebenen Manschette 78 aufgenommen wird, um eine senkrechte Bewegung der Walze zu ermöglichen.

Das Holz wird am Beschickungsende mit Hilfe von in Fig. 1 dargestellten Transportketten 80 auf das Scheibenbett aufgelegt. Die Aufhängung der Ketten ist so ausgebildet, daß ihre Oberseite unterhalb die durch die Scheiben gebildete Ebene abgesenkt werden kann, wobei das von den Ketten getragene Holz auf die Scheiben aufgelegt wird. Das auf die Vorrichtung aufgelegte Holz kann durch die Halteglieder 82 ausgerichtet werden, um eine Bezugsebene für eine Kante des Holzes zu schaffen, die sich senkrecht zu den Wellen 16 und der Sägewelle erstreckt.

Beim Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Verwendung des Verfahrens nach der Erfindung wird das Holz am Beschickungsende auf das Scheibenbett aufgelegt, wobei die Walzenanordnung 46 angehoben ist, um ein Auflegen des Holzes auf das-Bett unter die Walze zu ermöglichen. Wenn sich kein ande-

309882/0495

res Holz in der Bearbeiiningsvorrichtung befindet, werden natürlich auch die anderen Druckwalzen angehoben. Wenn das Holz am Beschickungsende auf das Scheibenbett aufgelegt ist,wie durch. das Holzstück 84 angedeutet, wird die Druckwalze 46 abgesenkt, um das Holz fest auf die Scheiben des Bettes aufzudrücken.

Sobald die Druckwalze oben auf das Holz drückt, beginnt es sich durch die Bearbeitungsvorrichtung zu bewegen. Die Druckwalze bleibt angehoben, bis das Vorderende des Holzes unter der Rolle sich hindurchbewegt hat. Auf diese Weise wird ein Verklemmen des Holzes verhindert, was dadurch eintreten kann, daß das Ende (das äußerst selten gerade ist) gegen die abgesenkte EoTIe stößt. Wenn das Holz unter der Druckwalze 48 hindurch- und bis in eine Iiage fortbewegt worden ist, in welcher es von der Scheibenreihe direkt vor dem Beschickungsende der Säge unterstützt wird, wird die Bolle 48 abgesenkt, wodurch das Holz gemeinsam von den Walzen 46 und 48 gegen die Scheiben gepreßt wird. Während das Holz nun weiterbewegt wird, wird es geschnitten und durch die Wirkung der Scheiben, die sich leicht in die untere Fläche des Holzes eindrücken, in einer ausgerichteten Lage gehalten. Wenn sich das rückwärtige Ende des Holzes der Walze 46 nähert, jedoch bevor es sich direkt unterhalb dieser befindet, wird sie angehoben, um ein Verschieben des Holzes infolge des Abgleitens der Druckwalze von einem ungeraden Ende zu verhindern. Dieses aufeinanderfolgende Auf- und Abwärtsbewegen wird von jeder der Druckwalzen 48, 50 und 52» die der Walze 46 folgen, wiederholt, während sich das Holz weiter fortbewegt.

Zur Erläuterung einer speziellen Ausführungsform wurden Douglas-Pichten-Schalbretter mit einer Dicke von etwa 10cm und einer

309882/0495

Breite von 15 cm unter Verwendung der "beschriebenen Torrichtung bearbeitet. Die Scheiben des Scheibenbettes besaßen einen Durchmesser von etwa 15 cm und waren in einem Abstand von etwa 6,4cm innerhalb einer Reihe angeordnet. Die Reihen selbst waren etwa 38 cm voneinander entfernt. Der auf das Holz aufgebrachte. Druck wurde kontrolliert, und es wurde ermittelt, daß auf jede Scheibe, die das Lager für das Holz gegenüber einer Druckwalze bildete, etwa 9»1 kg übertragen wurde. Das Holz durchlief die Vorrichtung, ohne ein merkliches Drehen im Laufe seines Transportes. Auf der Unterseite des Holzes konnten nach der Bearbeitung keine Eindruckslinien festgestellt.werden.

Die Erfindung eignet sich sowohl für die Bearbeitung von Hartais auch von Weichholz, wobei normalerweise für Hartholz die umlaufende Kante etwas schmaler ausgebildet ist, um das erforderliche Eindringen zu bewirken, ohne daß eine besonders große Kraft auf die Druckwalzen aufgebracht werden muß.

309882/0495

Claims

_₁₂_ 232288]

Patentansprüche

Vorrichtung zum Bearbeiten und insbesondere zum !längsschneiden von Holz, gekennzeichnet durch eine horizontal angeordnete, eine Säge (44·) tragende, angetriebene Welle (40) sowie ein unterhalb der Sägewelle (40) angeordnetes Mehrscheibenbett (13), dessen Scheiben (22) drehbar auf zur Sägewelle (40) parallel angeordneten Wellen (16) gelagert sind und 'deren Oberkanten eine im wesentlichen horizontale Ebene bilden, sowie eine Andrückvorrichtung (46, 48, 50, 52) für das von den Scheiben (22) unterhalb der Sägewelle (40) hindurchtransportierte Holz (84). -
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Andrückanordnung aus Anpreßwalzen (46, 48, 50» 52) besteht, wobei mindestens eine Anpreßwalze (46, 48) vor der Sägewelle (40) und mindestens eine Anpreßwalze (50, 52) hinter der Sägewelle (40) angeordnet ist.
3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwalzenanordnungen (46, 48, 50, 52) anhebbar und absenkbar sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Kante (32) der Scheiben (22) eine Breite von etwa 2,5 mm nicht übersteigt.

309882/0495
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (22) des Scheibenbettes (13) in einzelnen, in Transportrichtung hintereinanderliegenden Reihen (14a, 14b) angeordnet sind, wobei die Scheiben (22) der einzelnen Seihen (14a, 14b) gegeneinander versetzt sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwalzen (46, 48, 50, 52) jeweils um eine Achse drehbar sind, die parallel zu den Wellen (16) der Scheiben (22) verlaufen, wobei die Druckwalzen (46, 48, 50, 52) antreibbar sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwalzen (46, 48, 50, 52) unabhängig voneinander anhebbar und absenkbar sind.
8· Verfahren zur Bearbeitung und insbesondere zum Schneiden von Holz unter Verwendung der Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß man, wahrend das Holz über die Scheiben in einer zur Scheibenwelle senkrechten Richtung geführt wird, das Holz in abwärtiger Richtung gegen die Scheiben drückt, wobei die umlaufenden Kanten der Scheiben in das Holz eindringen, ohne daß die Elastizitätsgrenze des Holzes wesentlich ,. überschritten wird, während gleichzeitig das Holz in einer zur Rotationsachse der Scheiben senkrechten Ebene geschnitten wird.
9* Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Säge in abwärtiger Richtung unter Andrückung des Holzes gegen die Scheiben in das Holz einschneidet.

309882/0495

232288]
10. Verfahren nach, den Ansprüchen 8 oder 9, dadurch, gekennzeichnet, daß man die jeweiligen Druckwalzen erst dann absenkt, wenn das Vorderende des Holzes den Bereich, unterhalb der Walze bereits durchlaufen hat.

309882/0495

4S*

Leerseite