DE2928949C2 - Verfahren und Vorrichtung zur spanenden Zerlegung von Baumstämmen in allseitig bearbeitete Holzerzeugnisse - Google Patents

Description

a) die vier Baumkanten (le; if, ig, IA) teilweise herausgefräst werden fJTeilausfräsungen In, ίο, Ip, 1<7),

b) an zwei gegenüberliegenden Seiten (lc, Id) des Baumstammes (1) mindestens je ein durch zwei Baumkanten-Teilausfräsungen (In, lo, bzw. Ip, iq) seitlich begrenztes Seitenbrett (1/; IJt) durch mindestens einen Sägeschnitt abgetrennt wird,

c) die Reste der vier Baumkanten (le, if, ig, IA) vollständig ausgefräst werden (Restausfräsungen Ir, Ii, Ii, Iu) und

d) an den zu den Trennflächen der ersten Seitenbretter (1/; ik) senkrechten Seiten (la, ib) des Baumstammes (1) mindestens je ein weiteres Seitenbrett (1/; l/n) durch mindestens einen Sägeschnitt abgetrennt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilausfräsungen (In, lo, Ip, iq) und die Restausfräsungen (Ir, Is, It, Iu) der Baumkanten (la if, \g l/r) jeweils als einfache, rechtwinklige Eckmisfräsungen (Fig.4) ausgeführt werden und an jeder Sr'te (la, ib, lc, id) des Baumstammes (1) nur ein Seitenbrett (1/, IA; 1/, im) abgetrennt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilausfräsungen (In', 10', Ip', iq) und die Restausfräsunger, (ir¹, is', it', Iu¹) jeweils als zweistufig rechtwinklige Ausfräsungen (Fig.5) ausgeführt und an jeder Seite (la, ib, ic, id) des Baumstammes (1) jeweils zwei durch die zweistufigen Ausfräsungen begrenzte Seitenbretter (W₁ ii"; ik', Xk"; 1/', 1/" bzw. im', im") unterschiedlicher Breite abgetrennt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenbretter (Ia ik, 1/, im) durch jeweils senkrechte Sägeschnitte abgetrennt werden und der Baumstamm (1) so zwischen den Verfahrensschritten b) und c) um 90° um seine Längsachse gewendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1—4, dadurch gekennzeichnet, daß vor Verfahrensschritt

a) oder vor Verfahrensschritt b) und vor Verfahrensschritt c) jeweils die gegenüberliegenden Seitenflächen {ic, id bzw. la, ib) vermessen werden und in Abhängigkeit von diesen Meßergebnissen Lage und Größe der Kantenausfräsungen (In-Iu) bestimmt werden. μ

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4 mit einer den Baumstamm aufnehmenden Transporteinrichtung und einer in einem Maschinengestell gelagerten Wendevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendevor- richtung (4, 14) zwei an gegenüberliegende Seitenflächen des Baumstammes (1) andrückbare Greifarme (21, 22) aufweist und daß die Greifarme (21, 22) schwenkbar an einem im Maschinengestell (25) um die Stammlängsachse drehbar gelagerten Drehrahmen (2) angebracht sind,

7, Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifarme (2t, 22) mit antreibbaren Walzen (23,24) versehen sind,

8, Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Greif arme (21, 22) durch mindestens eine druckmittelbetätigte Kolben-Zylinder-Einheit (28) gelenkig miteinander verbunden sind.

9, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6—8, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehrahmen ein in mindestens drei Führungsrollen (26) im Maschinengestell (25) gelagerter Drehkranz (27) ist

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur spanenden Zerlegung von Baumstämmen in allseitig bearbeitete Holzerzeugnisse, wie Bretter und Kantholz, bei dem die Baumstämme vierseitig angeflacht und die Baumkanten rechtwinklig herausgefräst werden, um an gegenüberliegenden Seiten Seitenbretter durch Sägeschnitte abzutrennen.

Eine weitgehende Anpassung an den runden Ausgangsquerschnitt des Baumstammes, d. h. eine möglichst große Holzausnutzung, kann erreicht werden, indem ein Baumstamm durch senkrechte Sägeschnitte in baumkantige Bretter unterschiedlicher Breite zerlegt wird, die anschließend besäumt werden. Hierbei ist es jedoch erforderlich, jedes einzelne Brett zu besäumen, was mit verhältnismäßig großem Aufwand verbunden ist, insbesondere auch, wenn eine weitgehende Automatisierung des Besäumvorganges angestrebt wird.

Es ist bekannt, Baumstämme vor dem Zersägen in Breiter und/oder Kantholz derart vorzubearbeiten, daß zunächst die vier Seiten des Baumstammes angeflacht und aus den verbleibenden Bahnkanten rechtwinklige Ausfräsungen herausgefräst werden. An zwei gegenüberliegenden Seiten des Baumstammes werden dann durch jeweils einen senkrechten Sägeschnitt Seitenbretter abgetrennt Der verbleibende, im Querschnitt rechteckige Teil des Baumstammes, der möglichst keine Waldkanten mehr aufweisen soll, kann anschließend in Bretter und/oder Kantholz zersägt werden (siehe vorveröffentlichten Prospekt der Firma Hawker Siddeley Canada Ltd, Canadian Car (Pacific) Division über Sägewerksanlagen, dort insbesondere eine Anlage mit der Bezeichnung CHIP-N-SAW MK HI).

Dieses bekannte Verfahren ermöglicht zwar einen weitgehend automatisierten Arbeitsablauf, jedoch ist die Holzausnutzung nicht optimal, da sich bei gleichem Anflachen aller vier Stammseiten und bei Abtrennen von zwei sich gegenüberliegenden Seitenbrettern nach dem Eckausfräsen der baumrandigen Kanten immer nur ein rechteckiger Querschnitt für das als Hauptware angestrebte Kantholz ergibt Wird ein quadratisches Kantholz als Hauptware angestrebt, so muß der Stamm an zwei gegenüberliegenden Seiten stärker angeflacht werden, wodurch sich ein erhöhter Abfall und somit wiederum eine verringerte Gesamtausnutzurig ergibt.

Es ist zwar nach amerikanischer Praxis auch bekannt (siehe Zeitschrift »HOB die Holzbearbeitung« 1967, Heft 1, Artikel von H. Dieu mit dem Titel »Späne statt Sägemehl — Neue Zerspanungsverfahren im Sägewerk«, insbesondere dort Abb. 6) einen Stamm von

beiden Seiten her anzuflaehen und von oben und. unten her mit einem sog, Profilzerspaner zu bearbeiten, der die Ober- und Unterseite sowohl anflacht als auch eine Reihe von Eckausfräsungen aus den baumrandigen Kanten vornimmt, insofern hierbei mehrere Eckausfräsungen vorgenommen werden, um den Stammquerschnitt besser auszunutzen, insoweit mehr als eine Ausfräsung an jeder baumrandigen Kante vorgenommen wird, wird die Hauptware jedoch entsprechend der Anzahl dieser Kantenausfräsungen durch senkrechte Sägeschnitte in Bretter unterschiedlicher Breite zerteilt Der durch die seitlichen Ansehungen entstehende Abfall kann auch hierbei erheblich sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, welches auch bei Stämmen kleineren Durchmessers zu einer optimalen Stammausnutzung führt, indem nämlich für das die. Hauptware darstellende Kantholz ein den Stammquerschnitt optimal ausnutzender, möglichst quadratischer Querschnitt und gleichzeitig für die dadurch bedingten Randabschnitte zusätzlich eine optimale Ausnutzung angestrebt wird. Das Verfahren soll darüber hinaus mit wenigen und einfachen, sich möglichst wiederholenden, gleichen Bearbeitungsschritten durchführbar sein. Zur Aufgabenstellung gehören ferner Teile einer Vorrichtung, die zur A usführung eines solchen Verfahrens geeignet sind.

Verfahrensmäßig wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nach dem vierseitigen Anflachen des Baumstammes

a) die vier Baumkanten teilweise herausgefräst werden,

b I an zwei gegenüberliegenden Seiten des Baumstammes mindestens je ein durch zwei Baumkanten-Teilausfräsungen seitlich begrenztes Seitenbrett durch mindestens einen Sägeschnitt abgetrennt wird,

c) die Reste der vier Baumkanten vollständig ausgefräst werden, und

d) an den zu den Trennflächen der ersten Seitenbretter senkrechten Seiten des Baumstammes mindestens je ein weiteres Seitenbrett durch mindestens einen Sägeschnitt abgetrennt wird.

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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die Teilausfräsungen derart vorgenommen, daß sie zwei senkrechte Seitenbretter begrenzen, die in der gleichen Bearbeitungsstation unmittelbar nach dem Teilausfräsen der baumrandigen Kanten durch senk- so rechte Sägeschnitte abgetrennt werden. Daraufhin wird der Stamm dann um 90" um seine Längsachse gedreht und der gleiche Vorgang nochmals vorgenommen. In jedem der beiden Verfahrensschritte in gleicher Weise so vorzugehen, daß jeweils zwei Seitenbretter durch senkrechte Sägeschnitte abgetrennt werden, hat den Vorteil, daß sich diese Seitenbretter seitlich aus der Anlage abführen lassen. Zweckmäßig ist es, in den Vcrfahrensablauf an geeigneter Stelle Vermessungsschritte einzuführen, aufgrund deren Meßergebnissen die Fräsköpfe auf das günstigste Abspanungsmaß eingestellt werden können.

je nach Stammdurchmesser können die Teilausfräsungen wie auch die Restausfräsungen jeweils entweder aus einer einzigen rechtwinkligen Ausfräsung bestehen, die dann zum Abtrennen jeweils eines Seitenbrettes führt, oder aus Stufenausfräsungen, die dann jeweils an einer Stammseite zwei oder mehrere Seitenbretter unterschiedlicher Breite für das Abtrennen vorbereiten, In jedem Fall ergibt sich eine maximale Stammausnutzung für d-e Hauptware jedoch dann, wenn das nach Abtrennen der Seitenbretter erhaltene Kantholz einen quadratischen Querschnitt aufweist, dessen Ecken möglichst nahe am Stammumfang liegen. Die Teilausfräsungen bzw. Restausfräsungen der Baumkanten liegen dann jeweils zu beiden Seiten der Ecken des quadratischen Querschnittes,

Eine bevorzugte Anlage zur Durchführung des beanspruchten Verfahrens ist erfindungsgemäß mit einer Wendevorrichtung versehen, die das Wenden des Stammes um seine Längsachse zwischen den Verfahrensschritten b) und c) vornimmt Diese Wendevorrichtung ist in den Vorrichtungsansprüchen 6 bis 9 beansprucht Das Vorsehen einer solchen Wendevorrichtung macht es einerseits möglich, die abzutrennenden Seitenbretter immer seitlich vom Stamm abzuführen, andererseits läßt sich dadurch sehr einfach eine Anlage zur Ausübung des beanspruchten Verfahren durchführen, da hinter der Wendevorrichtung lediglich nochmals eine identische Bearbeitungsstetion vorgesehen zu werden braucht

Auch beim vierseitigen Anflachen des Stammes wird zweckmäßigerweise so verfahren, daß der Stamm zuerst z>i. zwei Seiten angeflacht dann mit einer entsprechenden Wendevorrichtung um 90° um seine Längsachse gedreht und mit identischen Anflachwerkzeugen dann an den beiden anderen Seiten angeflacht wird.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert das in der Zeichnung dargestellt ist Es zeigt:

F i g. 1 in vereinfachter Darstellungsweise in einer Draufsicht eine Anlage zur vollautomatischen allseitigen Bearbeitung eines Holzstammes,

F i g. 2 in einer vereinfachten Seitenansicht eine in der Anlage nach F i g. 1 verwendete Wendevorrichtung,

F i g. 3 die Wendevorrichtung nach F i g. 2 in Sttmansicht,

F i g. 3a eine Teilansicht gemäß der F i g. 3 in einer Stellung während des Wendevorganges,

F i g. 4 einen Baumstamm im Querschnitt zur Erläuterung der beim erfindungsgemäßen Verfahren aufeinanderfolgenden Bearbeitungsvorgänge, und

F i g. 5 einen Baumstamm im Querschnitt ähnlich der F i g. 4, wobei jedoch an jeder Seite zwei Seitenbretter abgetrennt werden.

Ein Holzstamm 1 durchläuft in gerader Linie die links in F i g. 1 gezeigte Anlage in Richtung des Pfeiles P, d. h. von unten nach oben in der Zeichnung. Die in den einzelnen Stationen der Anlage erfolgenden Bearbeitungsvorgänge und die sich dabei ergebenden Baumstamm Querschnitte sind jeweils daneben dargestellt.

In einem Profilzerspaner 2 werden zunächst zwei Seitenflächen la und Ib des Holzstammes durch Messerköpfe 3 abgefräst. Anschließend wird der Holzstamm 1 in einer Wendevorrichtung 4 von Greiferwalzen 5 erfaßt und um seine Längsachse um 90° gewendet.

Auf einer durch die gesamte Anlage geführten, in F i g. 1 nicht dargestellten Transporteinrichtung gelangt der Baumstamm 1 dann in einen zweiten Profilzerspaner 6 mit Messerköpfen 7, wo auch die beiden anderen gegenüberliegenden Seiten lcund Iddes Baumstammes 1 angeflacht werden. Jeweils zwischen den Seitenflächen la, id, Ii)und lcverbleiben Baumkanten le, if, Xg bzw. lh.

Der vierseitig angeflachte Baumstamm 1 gelangt dann in eine Meßstation 8, in der seine beiden Seitenflächen Ic und Xd vermessen werden. Die Meßeinrichtungen 9 sind in F i g. 1 ebenfalls nur angedeutet; dabei kann es sich beispielsweise um Rasterkameras handeln.

In einer nachfolgenden Bearbeitungsstation 10 sind Messerköpfe 11 mit senkrechter Drehachse angeordnet, die die Baumkanten le, Xf, Xg und 1Λ teilweise herausfräsen. Die Teilausfräsungen sind in den F i g. 1 und 4 mit In, Xo, Xp und Xq bezeichnet. Die Höheneinstellung dieser Messerköpfe Il erfolgt in Abhängigkeit des von den Meßeinrichtungen 9 gelieferten Meßergebnisses derart, daß an den Seitenflächen Xd und Ic keine Reste von Waldkanten mehr verbleiben. Unmittelbar danach werden durch in der Bearbeitungsstation 10 mit horizontalen Drehachsen angeordnete Doppelkreissägen 12,13 an beiden Seitenflächen Ic/und Ic Seitenbretter 1; und Xk abgetrennt. Anschließend wird der Baumstamm 1 in einer Wendevorrichtung 14, die in ihrem Aufbau der Wendevorrichtung 4 entspricht, um seine Längsachse um 90° gewendet. In dieser Lage erfolgt in einer Meßstation 15, die in ihrem Aufbau der Meßstation 8 gleicht, das Vermessen der Seitenflächen 1 a und 1 b. Das so gewonnene Meßergebnis dient wieder zur Höheneinstellung von Messerköpfen 16 zum Herausfräsen der noch verbliebenen Reste der Waldkanten le, Xf, l^und 1Λin einer Bearbeitungsstation 17. Diese Restausfräsungen sind in den F i g. 1 und 4 mit Ir, Is, If, Iu, bezeichnet. Die Bearbeitungsstation 17 ist ebenso aufgebaut wie die Bearbeitungsstation 10 und weist ebenfalls zwei Paare von Kreissägen 18, 19 mit horizontaler Drehachse auf, mit denen an den Seitenflächen Xa und Xb Seitenbretter Xl und Xm abgetrennt werden.

Die Meßstation 15 kann auch entfallen, wobei dann in der Meßstation 8 die vollständige Vermessung aller Seitenflächen vorgenommen wird. In diesem Fall dient das in der Meßstation 8 gewonnene Meßergebnis nicht nur wie beschrieben zur Höheneinstellung der Messerköpfe 11, sondern auch der Messerköpfe 16.

In den F i g. 2. 3 und 3a ist die Wendevorrichtung 14 dargestellt, die in ihrem Aufbau der V/cnücvui rn.mung 4 entspricht.

Der Baumstamm 1 wird auf einem angetriebenen Rollenbett 20 transportiert. Sobald der Baumstamm 1 in den Bereich der Wendevorrichtung 14 gelangt, wird er an zwei gegenüberliegenden Seitenflächen durch an Greiferarmen 21, 22 angebrachte antreibbare Walzen 23, 24 erfaßt. Die Greiferarme 21, 22 sind schwenkbar an einem in einem Maschinengestell 25 mittels Führungsrollen 26 drehbar gelagerten Drehkranz 27 schwenkbar angebracht. Die beiden Greiferarme 21, 22 sind durch eine druckmittelbetätigte Kolben-Zylinder-Einheit 28 gelenkig miteinander verbunden. Die Kolben-Zylinder-Einheit 28 drückt die beiden Walzen 23, 24 gegen den Baumstamm 1. während ein (nicht dargestellter) Wendeantrieb den Drehkranz 27 soweit dreht, daß der Baumstamm 1 um seine Längsachse um 90° gewendet wird. Anschließend wird der Baumstamm 1 durch die Walzen 23,24 wieder freigegeben.

F i g. 3a zeigt gegenüber der F i g. 3 eine Zwischenstellung bei der Wendebewegung.

Aus der Querschnittsdarstellung der Fig.4 ist deutlich zu erkennen, daß nach Abtrennen von vier im wesentlichen identischen Seitenbrettern 1/; Xk, l/und Xm ein quadratischer Kantholzquerschnitt als Hauptware

to verbleibt, durch welchen der Stammquerschnitt optimal ausgenutzt wird, und daß gleichzeitig dabei auch die vier Randabschnitte durch das jeweils aus ihnen erzeugte Seitenbrett bestmöglich genutzt werden. Es ist an dem Querschnittsbild deutlich zu erkennen, daß die zuerst vorgenommenen Teilausfräsungen Xn, Xo, Xp, Xq der baumrandigen Kanten le, Xf, Xg, Xh nicht in gleichem Abstand über den Stammquerschnitt verteilt sind, sondern jeweils seitlich der Ecken des zu erzeugenden Kantholzes liegen und die beiden Seitenbretter Ii 1 λ seitlich begrenzen, weiche dann anschließend ohne Anteil an baumrandiger Kante abgetrennt werden können. Die Restausfräsungen Ir, Is, 1 f, Iu, durch die die Reste der baumrandigen Kanten le, Xf, Xg, Xh entfernt werden, begrenzen dann jeweils die andere Seite jeder Ecke des quadratischen Querschnittes und die Seitenbretter l/und Im.

In ähnlicher Darstellungsweise wie in Fig.4 ist in Fig.5 gezeigt, daß beispielsweise bei einem Stamm größeren Durchmessers durch stufenweise vorgenommene Teilausfräsungen Xn', Xo', Xp' und Xq' sowie entsprethmd stufenweise vorgenommene Restausfräsungen Xr', Xs', Xi', Iu'an zwei parallele Seitenbretter unterschiedlicher Breite, nämlich die Bretter 1/71/", Xk'IXk", l/71/"und 1/n71m"an jeder Seite des Stammes abgetrennt werden können. Die Messerköpfe 11 bzw. 16 nehmen in diesem FaIi nicht nur einfache, rechtwinklige Eckausfräsungen an den Baumkanten vor, sondern jeweils zweistufige Ausfräsungen, da das äußerste Seitenbrett schmaler ist als das nächste, weiter innenliegende Seitenbrett.

Man erkennt aus Fig.5 weiter, daß mit dieser stärkeren Abstufung im Bereich der Waldkanten eine

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1 IVSVl I l/CMVi S. * luituuon« u*u..q ...v^·. —·· ...-* —■ --- ----- .._ -.-stärkere Annäherung des ausgenutzten Holzquerschnittes an den runden Gesamtquerschnitt des Baumstammes insbesondere bei Stämmen größeren Durchmessers.

Diese Aufteilung des Baumstammes nach F i g. 5 bietet sich insbesondere für dickere Baumstämme mit einem Durchmesser von über 25 cm bis ca. 40 cm an. Zum Ausfräsen der Ecken können die Messerköpfe 11, 16 als Stufenfräser ausgeführt sein oder es können zwei hintereinander und versetzt zueinander angeordnete Fräser benutzt werden. Das äußere Seitenbrett wird jeweils mit den Kreissägen 12,13 bzw. 18,19 abgetrennt, während sich für das Abtrennen des inneren Seitenbretts wegen der größeren Schnitthöhe Bandsägen als besonders geeignet erwiesen haben.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche;

1. Verfahren zur spanenden Zerlegung von Baumstämmen in allseitig bearbeitete Holzerzeugnisse, wie Bretter und Kantholz, bei dem die Baumstämme vierseitig angeflacht und die Baumkanten rechtwinklig herausgefräst werden, um an gegenüberliegenden Seiten Seitenbretter durch Sägeschnitte abzutrennen, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem vierseitigen Anflachen