DE3018985A1

DE3018985A1 - Verfahren und vorrichtung zum zersaegen von baumstaemmen in quaderfoermige zuschnitte

Info

Publication number: DE3018985A1
Application number: DE19803018985
Authority: DE
Inventors: Giovanni Franciosi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-06-05
Filing date: 1980-05-17
Publication date: 1980-12-11
Also published as: IT1116595B; CH645837A5; FR2458365A1; DE3018985C2; IT7949314A0; FR2458365B1; ATA297080A; AT382547B

Description

Bezeichnung:

Verfahren und Vorrichtung zum Zersägen von Baumstämmen in quaderförmige Zuschnitte.
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Beschreibung;

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Zersägen von natürlich gewachsenen, sich konisch verjüngenden Baumstämmen zu länglichen, im wesentlichen quaderförmigen Zuschnitten, insbesondere Eisenbahnschwellen, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Werden natürlich gewachsene, also sich zur Spitze hin verjüngende Baumstämme in quaderförmige Zuschnitte, wie z.B. Balken, Schwellen, Bohlen mit einem vorgegebenen, über die gesamte Länge des Zuschnitts konstanten Querschnitt zersägt, so ist bekanntlich die erzielte Ausbeute im Vergleich zum Ausgangsvolumen des Baumstamms relativ gering. Dies liegt einerseits an ünregelmäßig-

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keiten im Wachstum des Baumstamms und andererseits an der natürlichen Kegelförmigkeit des Stamms, der sich konisch zur Spitze hin verjüngt, während das gewünschte Endprodukt, der Zuschnitt, einen konstanten Querschnitt besitzt.

Schließlich ist die kleine Ausbeute auch dadurch bedingt, daß die Querschnittsfläche der Zuschnitte häufig recht groß ist gegenüber der Grundfläche des Baumstamms. Häufig paßt nur ein Querschnitt des Endprodukts in die runde Querschnittsfläche des Baumstamms.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine nach diesem Verfahren arbeitende Vorrichtung zum Zersägen von natürlich gewachsenen, also sich zur Spitze hin konisch verjüngenden Baumstämmen zu schaffen, mit denen eine mögliehst hohe Ausbeute an quaderförmigen Zuschnitten aus den Baumstämmen erzielt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß mindestens zwei parallele, auf die geometrische Längsachse des Baumstamms ausgerichtete Schnitte ausgeführt werden, sowie durch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie Mittel zum Positionieren des Stamms und eine Säge aufweist, mit der mindestens

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zwei parallele Schnitte ausführbar sind, so daß Bohlen mit einer, der Breite des gewünschten Querschnittsmaßes des Zuschnitts entsprechenden Dicke erhalten werden.

Die Erfindung ermöglicht es, einen zur Spitze hin schlanker werdenden Baumstamm optimal in einheitliche, genormte, quaderförmige Zuschnitte zu zerteilen, die einen konstanten rechteckigen Querschnitt h χ 1 haben. Die Erfindung ermöglicht eine methodische Ausnutzung der zulässigen Toleranzen des genormten Endprodukts, insbesondere der Toleranzen hinsichtlich Kantenrundung, Seitenabschrägung usw.. Insgesamt wird eine wesentlich bessere volumenmäßige Ausbeute erzielt.

Für die Beschreibung der Erfindung wird im folgenden auf Eisenbahnschwellen Bezug genommen. Dieses Produkt ist in Aufbau und Abmessungen genormt, die Normen erlauben bestimmte Toleranzen hinsichtlich Abschrägung, Kantenrundung usw.. Das erfindungsgemäße Verfahren und die nach diesem Verfahren arbeitende Vorrichtung sind jedoch auch auf andere, im wesentlichen quaderförmige Zuschnitte wie Balken, Bohlen, Bretter usw. anwendbar.

Der Querschnitt einer typischen Eisenbahnschwelle liegt bei 24 χ 14 cm, die Länge beträgt 2,6o m. Dieser relativ

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große Querschnitt erlaubt bei Baumstämmen mit einem Durchmesser von 3o - 7o cm nur geringe Ausbeuten. Normalerweise haben die Baumstämme, die von der Holzindustrie zu Eisenbahnschwellen zersägt werden, keinen größeren Durchmesser. Der angegebene Schwellenquerschnitt 24 χ 14 cm schließt praktisch alle Baumstämme aus, deren Durchmesser unter 3o cm liegt.

Mit dem erfindungsgemäßen Schnittverfahren wird eine erheblich verbesserte Ausbeute bei allen Stammdurchmessern erreicht. Es können auch Stämme mit einem Durchmesser von weniger als 3o cm verarbeitet werden, die untere Durchmessergrenze liegt bei etwa 16 - 18 cm.

Erfindungsgemäß wird der Baumstamm durch parallele Schnit te der Länge nach in unbesäumte Bohlen mit einer der Höhe h entsprechenden Dicke zerschnitten. Bei Eisenbahnschwellen beträgt diese Höhe h - 14 cm. Die Schnitte können nacheinander oder gleichzeitig (z.B. mit Gatter-Sägen) durchgeführt werden.

Die parallelen Schnitte haben voneinander einen Abstand H, es gilt H - h + s, s - die Stärke des Sägeblatts. Die parallelen Schnittflächen liegen symmetrisch zur geometrischen Längsachse des Baumstamms, die durch die

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■ S-

Mittelpunkte der beiden im wesentlichen kreisförmigen Endflächen des Stammholzes verläuft, oder diese Längsachse liegt in der Schnittfläche.

Das bereits erwähnte Ausführungsbeispiel des erfindungsrgemäßen Verfahrens sowie die zur Durchführung dieses Verfahrens dienende Vorrichtung werden im folgenden näher erläutert und unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In dieser zeigen:
Io

Fig. 1: In den Einzelfiguren a - d Draufsichten auf einen Baumstamm, und zwar auf die kleinere Stirnfläche eines Baumstamms mit eingezeichnetem Schnittplan,

Fig. 2: In den Teilfiguren a - d perspektivische Darstellungen unbesäumter, entsprechend den Schnittplänen in Fig. 1 erhaltener Bohlen mit eingezeichneten Schnittflächen,

Fig. 3 A: Eine Stirnansicht auf drei unterschiedlich große, randseitige Schwarten, wie sie beim Schnittverfahren entsprechend Fig. 1 erhalten werden,

Fig. 3 B: Eine perspektivische Ansicht einer Schwarte

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entsprechend Fig. 3 A,

Fig. 4: Eine perspektivische Darstellung einer Schwarte entsprechend Fig. 3 B mit eingezeichneter Schnittebene für den Säumschnitt (oben) und nach erfolg

tem Säumschnitt (unten),

Fig.5a: Eine Draufsicht auf einen aus mehreren Keilstümpfen zusammengesetzten Block,

Fig.5b: Eine Stirnansicht des Blocks gem. Fig. 5a,

Fig.5c und d: Stirnansichten auf einen geschnittenen

Block entsprechend Fig. 5a,
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Fig.6a: Eine Stirnansicht auf den rechten Rand einer unbesäumten Bohle zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig.6b: Eine Darstellung entsprechend Fig. 6a mit zusätzlich eingezeichneter, hydraulischer Abtastvorrichtung,

Fig.6c: Ein Längsschnitt durch eine hydraulische Zylin-

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der-/Kolbeneinheit für das Abtasten gemäß Fig.

6b,

Fig.6d: Eine Darstellung entsprechend Fig. 6b, Jedoch mit elektrischer Abtastvorrichtung,

Fig. 7: Eine perspektivische Darstellung einer Abtastvorrichtung entsprechend Fig. 6b und 6d,

Fig. 8: Prinzipdarstellungen des Verlaufs des Randes

F 1 und F 2 zweier unbesäumter Bohlen zur Erläuterung einer Abtastvorrichtung mit drei-Abtaststellen.

Die beiden oben erwähnten Schnittpläne, also symmetrischer Schnitt oder Schnitt entlang der Längsachse, sind in Fig. 1 dargestellt. Der innere, mit Jahresringen versehene Kreis begrenzt den kleineren, oberen Durchmesser des Stamms, der äußere Kreis begrenzt den größeren Durchmesser. Man könnte die Schnittflächen anstatt, wie gezeigt, parallel zur Längsachse des Baumstamms auch parallel zu einer Außenkante des Stamms legen. Bei dieser Lösung haben die geschnittenen Stücke jedoch mehr Unregelmäßigkeiten als bei dem bevorzugten, in Fig. 1 dargestellten Verfahren.

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Bei Baumstämmen, deren kleinerer Durchmesser hinreichend größer ist als der Abstand H der Schnittflächen, wird ein symmetrischer Schnitt mit zwei Schnittflächen ausgeführt. Dadurch erhält man entsprechend Fig. la eine unbesäumte Bohle mit der Dicke h. Bei Stämmen, deren kleinerer Durchmesser hinreichend größer ist als 2 H, wird ein Mittelschnitt mit drei Schnittflächen entsprechend Fig. Ib ausgeführt, hierdurch erhält man zwei unbesäumte Bohlen. Bei Baumstämmen, bei denen der kleinere Durchmesser hinreichend größer ist als 3 H, wird wiederum ein symmetrischer Schnitt mit 4 Schnittflächen ausgeführt. Man erhält entsprechend Fig. Ic drei unbesäumte Bohlen. Bei Stämmen, bei denen der kleinere Querschnittsdurchmesser hinreichend größer ist als 4 H, wird ein Mittelschnitt mit 5 Schnittflächen durchgeführt. Man erhält entsprechend Fig. Id vier unbesäumte Bohlen. Bei Stämmen größeren Durchmessers wird entsprechend verfahren.

Unabhängig vom Durchmesser des Stamms fallen zwei äußere Schwarten ab. Das Profil dieser Schwarten ist ein Kreisabschnitt, die Fläche dieses Kreisabschnitts nimmt von vorn nach hinten in Fig. 1 in Höhe und Länge zu. Der Grund hierfür ist die Kegelform des Stammes. Die Schwarten und die unbesäumten Bohlen werden im folgenden unterschiedlichen Bearbeitungen unterzogen.

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In Fig. 2 sind unbesäumte Bohlen dargestellt, wie sie entsprechend den vier Schnittplänen in Fig. 1 erhalten werden.

Bei unbesäumten Bohlen, die nicht breit genug sind, um das gewünschte Standardprodukt, also im Beispiel die " Eisenbahnschwelle, zu erhalten (siehe Fig. la), werden Regulierungs- und Abvierschnitte durchgeführt. Diese verlaufen entsprechend Fig. la im wesentlichen senkrecht zu den Stirnflächen, sie liegen soweit wie möglich auseinander. Durch diese Schnitte wird ein Holzstück konstanter Höhe h, jedoch mit linear wachsendem Querschnitt erhalten, Die beiden Stirnflächen sind Rechtecke unterschiedlicher Länge, die oberen und unteren Flächen haben aufgrund der Kegelform des Stammes Trapezform. Der so erhaltene Holzzuschnitt wird im folgenden "Keilstumpf" genannt. Jeweils ein Keilstumpf wird erhalten, wenn man entsprechend den Fig. 2b - d die unbesäumten Bohlen schneidet.

In Fig. 2a ist eine unbesäumte Bohle gezeigt, deren Breite unterhalb der Breite 1 - 24 cm für Eisenbahnschwellen liegt, die also nicht zur Herstellung des genormten Produktes ausreicht. Durch die beiden, eingezeichneten Regulierungsschnitte wird ein Keilstumpf erhalten. Abb. 2b zeigt eine unbesäumte Bohle mit einer Breite, die die

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Herstellung einer Schwelle ermöglicht. Wie die Figur zeigt, wird die Schwelle dabei so aus der Bohle geschnitten, daß die größtmögliche, noch innerhalb der Toleranzgrenze liegende Kantenabschragung erhalten wird. Der entsprechende, in Fig. 2b rechts liegende vertikale Schnitt wurde also soweit außen wie möglich vorgenommen. Dabei muß jedoch die Krümmung des Baumstamms berücksichtigt werden. Die Ausrichtung der Bohle vor dem Schnitt wird manuell oder mittels einer später beschriebenen Vorrichtung vorgenommen. Diese Vorrichtung ermöglicht eine optimale Ausrichtung der Bohle, so daß der Abfall möglichst gering ist.

Aus dem verbleibenden, links in Fig. 2b dargestellten Rest gewinnt man einen Kegelstumpf. Hierzu wird der in Fig. 2b links eingezeichnete Vertikalschnitt ausgeführt, der senkrecht zur Basisfläche verläuft. Dieser Schnitt soll scharfe Kanten ergeben und soweit wie möglich von der mittleren Schnittfläche entfernt sein. 2o

In Abb. 2c ist eine Bohle gezeigt, die breit genug ist, um zwei Eisenbahnschwellen und einen Kegelstumpf zu gewinnen. Wie die Figur zeigt, sind die beiden Schwellen soweit außen wie möglich, bis an die zulässige Schwartengrenze, gelegt worden.

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In Abb. 2d ist eine Bohle gezeigt, die breit genug ist, um drei Schwellen und einen Keilstumpf zu erhalten. Auch hier sind die Schwellen soweit außen wie möglich, bis an die zulässige Schwartengrenze, gelegt worden.

Das Sägeverfahren nach der Erfindung erlaubt es also, aus jeder unbesäumten Bohle 0-2 Schwellen mit Schwarte, eine vom Durchmesser des Baums abhängige Anzahl von vierkantigen Schwellen und schließlich einen Keilstumpf mit einer Länge L, einer Dicke h und einer Breite zwischen 0 und 1 zu gewinnen.

Bei den Sägeplänen entsprechend Fig. 1 bleiben jeweils zwei Schwartenbretter übrig. Ihr Querschnitt entspricht, wie bereits gesagt, einem Kreisabschnitt. Entsprechend der Kegelform des Stammes wächst die Fläche dieses Kreisabschnittes. Weiterhin haben diese Schwartenbretter eine gewölbte Außenfläche mit im wesentlichen kegelförmiger Krümmung und eine ebene Seite, die durch den äußeren Schnitt entsprechend Fig. 1 entstanden ist. Die Schwartenbretter werden nun durch parallele, rechtwinklig zur genannten, ebenen Schnittfläche liegende Schnitte in Längsrichtung verteilt. Dies geschieht mit normalen Sägen, beispielsweise mit Kreis- oder mit Gattersägen.

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In Fig. 3 A sind vier zueinander parallele Sägeflächen gezeigt, die voneinander einen Abstand H haben. Zwischen den einzelnen Sägeblättern bleibt somit ein lichter Abstand h, der der geforderten Höhe h der bereits zugeschnittenen, unbesäumten Bohlen entspricht. Wie in Fig.

3 A dargestellt, werden auch diese Längsschnitte nach der Lehre der Erfindung, also entweder symmetrisch zur Stammmittelachse (obere und untere Teilfigur in Fig. 3 A) oder entlang der Stammittelachse (mittlere Teilfigur) ausgeführt. Entsprechend Fig. 1 ist in Fig. 3 A die kleinere der beiden Stirnseiten dargestellt. Die Längsschnitte werden so ausgeführt, daß man Körper mit der Länge L erhält, deren ebene Unterseite die Form eines Rechtecks L χ h hat, deren zwei gegenüberliegende Längsseiten die Form eines Trapezes (aufgrund der Kegelform des Stammes) haben, die rechtwinklig zum Rechteck stehen und das eine vierte, unregelmäßige Längsfläche besitzt, die der Baumkrümmung entspricht. Ein derartiger Körper ist in Fig. 3 B zwischen zwei randseitigen Abschnitten dargestellt.

Diese Körper werden im folgenden als "geschnittene Schwarten" bezeichnet und zu Keilstümpfen geschnitten, wie sie oben beschrieben wurden und in Fig. 2 dargestellt sind. Dabei wird die gekrümmte, der Stammoberfläche folgende Seite begradigt, indem die Krümmung mittels einer

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Säge abgetrennt oder durch einen Fräser abgehoben wird, siehe Fig. 4. Hierdurch wird eine ebene Fläche erhalten, die rechtwinklig zu den beiden Seitenflächen steht. Die Schnittfläche ist, wie in Abb. 4 dargestellt, möglichst weit von der ebenen Rechteckfläche entfernt.

Bei dem beschriebenen Sägeverfahren wurde der Baumstamm in fünf verschiedene Arten von Holzkörpern zerlegt. Es sind dies die nach dem Säumschnitt der Bohlen und der Schwartenbretter abfallenden Außenabschnitte, Material, das bei der Begradigung der Schwartenbretter abfällt, Keilstümpfe und Schwellen.

Während die ersten drei Produkte Abfall sind und z.B. als Brennmaterial oder anderweitig benutzt werden können, stellen die beiden letzteren Arten hochwertige Erzeugnisse dar, die in Normabmessungen gefertigt werden.

Die Keilstümpfe unterscheiden sich vom gewünschten Standardprodukt, also von einer Eisenbahnschwelle, dadurch, daß sie keinen konstanten Querschnitt haben, sondern eine Schrägfläche aufweisen. Die Länge L und die Höhe h entsprechen jedoch den geforderten Normabmessungen.

Beim Schneiden von Holz muß man soweit wie möglich die

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Schnitte in Faserrichtung legen, da sonst das mechanische Verhalten, insbesondere der Widerstand, lokal unterschied lich ist und auch Verleimungen nicht ausreichend halten.

Mit dem beschriebenen Verfahren erhält man Abweichungen von der Faserlängsrichtung, die nicht größer sind als die nach den bekannten Bearbeitungsverfahren erhaltenen Abweichungen. Man kann daher die einzelnen Keilstümpfe an ihren beiden großen Flächen miteinander verbinden, wodurch man einen Holzblock der Breite L erhält, die der ursprünglichen Länge des Baumstamms entspricht. Die Höhe h ist gleich der Höhe des Standardproduktes, also der Eisenbahnschwelle, die Breite B kann beliebig groß sein, da man beliebig viele Keilstümpfe miteinander verbinden kann.

Die Richtung der Holzfaser verläuft in Richtung der Längenabmessung L und bleibt auch beim Zusammenfügen der Keilstümpfe erhalten. Hierzu werden.die Keilstümpfe jeweils aneinander gesetzt, daß jeweils Flächen gleicher Neigung aneinandergrenzen, so daß, wie in Fig. 5a dargestellt, ein im wesentlichen quaderförmiger großer Block erhalten wird. Dadurch wird vermieden, daß sich Abweichungen der Faserrichtung aufsummieren können.

In Fig. 5b ist eine Stirnansicht des in Fig. 5a gezeigten

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zusammengesetzten Körpers dargestellt. Wie in Fig. 5a entsprechen die durchgezogenen Linien den Anschlußstellen, gestrichelt sind die Schnittlinien dargestellt, deren Abstand ausreichend groß ist, um Produkte der Breite 1, der Länge L und der Höhe h zu erhalten.

Die Keilstümpfe werden unter Verwendung der üblichen Techniken, insbesondere durch Verleimen, miteinander verbunden. Dabei erfolgt der mechanische Druck über geeignete Vorrichtungen, beispielsweise Zwingen. Die Verleimung kann fortlaufend, d.h. ein Keilstumpf nach dem anderen, ausgeführt werden, indem man an der einen Seite des Blocks entsprechend Fig. 5a leimt und an der anderen Seite bereits Trennschnitte ausführt. Andererseits kann man jedoch auch eine große Anzahl von Keilstümpfen gleich zeitig verleimen, indem man auf die Endflächen Druck ausübt und in einem späteren Arbeitsgang den erhaltenen Block zertrennt.

Ist bei einem genormten Produkt eine Vollabschrägung einer oder beider Seitenflächen zulässig, wie es z.B. bei einigen Eisenbahnschwellen der Fall ist, so können die Trennschnitte in Abweichung von senkrechten Trennschnitten gem. Fig. 5b auch schräg ausgeführt werden, wie in Fig. 5c und d gezeigt, um eine höhere Stückzahl erhalten

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zu können. In Fig. 5c ist ein Schnittschema zur Herstellung von Schwellen mit zweiseitigen Schrägungen gezeigt. In Fig. 5d haben die Schwellen einseitige Schrägung. Die doppelten, im wesentlichen vertikalen Striche zeigen die Schnittflächen an, die einfachen, vertikalen durchgezogenen Striche deuten die Verbindungsstellen an.

Bei der Herstellung von Eisenbahnschwellen, auf die im folgenden Bezug genommen wird, auch wenn das erfindungsgemäße Verfahren für andere Standardprodukte mit im wesentlichen rechteckigen Querschnitten ausführbar ist, sind im allgemeinen Kantenrundungen zugelassen. Die Höchstgrenzen für diese Kantenrundung ("waldkantig") werden durch zwei Höchstwerte der Abweichung von der geometrischen, scharfen Kante definiert. Dabei wird bei einer Eisenbahnschwelle einerseits die horizontale Abweichung und andererseits die vertikale Abweichung gemessen.

Schwellen mit den Normmaßen, also einer Höhe h und einer Breite 1, können aus den in Fig. 2b - d gezeigten, unbesäumten Bohlen geschnitten werden. Die Bohle wird dabei zunächst an der rohen Seite geschnitten, und zwar mit einem Schnitt, der im rechten Winkel zur Basisfläche verläuft, jedoch soweit außen wie mit der entstehenden Kan-

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tenschrägung vereinbar liegt. So ist z.B. in Abb. 2c der vertikale Schnitt der rechten und linken Außenseite soweit wie innerhalb der Toleranzen zulässig außen angesetzt. Hierdurch wird die größtmögliche Ausbeute erzielt.

Erst wenn diese Schnitte ausgeführt sind, wird die Breite 1 der Schwelle gemessen und eine Schwelle abgesägt.

Entsprechend ist auf der linken Seite der unbesäumten Bohle gem. Fig. 2c verfahren worden. Übrig bleibt der mittlere Keilstumpf. Analog geht man bei der breitesten der gezeigten Scheiben in Fig. 2d vor. Aus dieser kann eine innere, dritte Schwelle herausgetrennt werden, bei der keine Kantenschrägung auftritt, sie ist scharfkantig. Ebenso geht man bei einer Bohle vor, die so schmal ist, daß nur eine einzige Schwelle herausgeschnitten werden kann, wie in Fig. 2b dargestellt. An der rechten Seite der Bohle gem. Fig. 2b wird der vertikale Schnitt soweit rechts wie innerhalb der Toleranzgrenzen der Kantenabschrägung zulässig angesetzt. Anschließend wird die Schwelle, wie gezeichnet, geschnitten. Auf der linken Seite der Bohle wird ein dritter Schnitt durchgeführt, der soweit wie möglich links liegt, wobei jedoch die Schnittkanten scharfkantig sind. Dies ist notwendig, da die Keilstümpfe scharfkantig sein müssen.

Diese letzte, beschriebene Schnittart wird auch auf

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beiden Seiten einer Bohle ausgeführt, wie sie in Fig. 2a dargestellt ist. Die Ausrichtung dieser Schnittflächen kann man nach Augenmaß vornehmen, indem das zu schneidende Holzstück in bezug auf die Schnittfläche der Säge ausgerichtet wird oder indem eine bewegliche Säge auf die gewünschte Schnittfläche eingestellt wird. Zur Ausrichtung helfen Steuerstriche , die auf das zu sägende Holzstück projiziert werden.

Die Bestimmung der Schnittflächen kann jedoch auch mit Hilfe der im folgenden beschriebenen Vorrichtung durchgeführt werden.

In Fig. 6a verläuft die vertikale Schnittfläche der Säge entlang der gestrichelten Linie 0-B-C. Die beiden horizontalen, gestrichelten Parallelen fl und f2 entsprechen den ebenen Schnittflächen der Bohle, sie haben einen Abstand OC, der der Höhe h entspricht. Der Abstand AO gibt die höchste zulässige horizontale Abweichung an, ebenso gibt der Abstand OB die höchste zulässige vertikale Abweichung an. Links ist in Fig. 6a der natürlich gewachsene, unbesäumte Rand einer Bohle F dargestellt.

Die Bohle F wird entsprechend der Richtung des Keils zur Schnittlinie OBC bewegt, bis beide Abweichungen innerhalb

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der Toleranzgrenze liegen, d.h., daß die horizontale Abweichung kleiner oder gleich AO ist und gleichzeitig die vertikale Abweichung entsprechend im Maß OB liegt. Es genügt also nicht, daß die Bohle F bei ihrer Verschiebung nach rechts in bezug auf die Schnittfläche beispielsweise die Position X erreicht, in diesem Fall ist die horizontale und die vertikale Abweichung zu hoch. Es genügt auch nicht, daß die Bohle F die Position Y (gestrichelt dargestellt) erreicht, in der zwar die horizontale Abweichung innerhalb der Toleranz liegt, die vertikale Abweichung jedoch noch zu hoch ist. Lediglich in der Position Z (ausgezogene Linie) und in allen weiteren, rechts liegenden Positionen, bei denen jedoch Material vergeudet wird, befindet sich die Bohle F in einer geeigneten Schnittposition. Die Position Z ist die optimale Schnittposition. Es geht also darum, die Bohle F senkrecht zur Schnittebene so zu bewegen, bis alle drei Punkte A, B und C entsprechend der obigen Darstellung zumindest erreicht sind.

In Fig. 6b ist eine hydraulische Abtastvorrichtung gezeigt, mit der die Ausrichtung der Bohle F bezüglich der Schnittfläche erfolgen kann. Auf den Punkten A, B und C, die in günstiger Ausführung entsprechend Fig. 6a vertikai übereinander angeordnet sind, sind Abtastspitzen

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von Kolbenstangen dreier hydraulischer Zylinder-/Kolbeneinheiten angeordnet. Diese Zylinder-/Kolbeneinheiten sind entsprechend Fig. 6b so befestigt, daß sie ihre Stellung nicht verändern können. In Fig. 6c ist eine Zylinder-/Kolbeneinheit im Schnitt dargestellt. Die Kolbenstange 1 wird von einer Feder 2 in der gezeigten Position gehalten. Eine Auslaßöffnung 3 befindet sich unmittelbar hinter der Rückfläche des Kolbens, so daß bei einer kleinen Rückwärtsbewegung gegen die Kraft der Feder 2 die Auslaßöffnung 3 versperrt wird. Eine weitere Öffnung 4 ist auf der rückwärtigen Wand des Zylinders vorgesehen. Fig. 6b zeigt die Verbindungsleitungen zwischen den Auslaßöffnungen 3 und einem Hydraulikbehälter 5. Die Auslaßöffnungen 3 sind parallel geschaltet, die Öffnungen 4 sind untereinander verbunden. Die Kolbenstange einer jeden Zylinder-/Kolbeneinheit kann sich frei zurückbewegen, wobei der Kolben die Einlaßöffnung 3 versperrt und das Öl durch die untere Öffnung 4 in einen anderen, mit dem Hydraulikbehälter 5 in Verbindung stehenden Zylinder gedrückt wird. Dies geschieht durch eine noch geöffnete Auslaßöffnung 3. Ist jedoch die letzte Auslaßöffnung 3 versperrt, blockiert das System und die Bohle F kann nicht weiter nach rechts geschoben werden. Sie befindet sich dann in bezug auf die ortsfeste Schnittfläche in der bestmöglichen Position, um nach dem

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Begradigungsschnitt die höchstzulässige Kantenrundung zu ergeben. Falls sich die vertikale Abweichung über die gesamte vertikale Seitenfläche erstrecken darf, fallen Punkt B und C zusammen. Es bleiben nur zwei Zylinder-/Kolbeneinheiten übrig, die untere und die obere.

In Fig. 6d ist ein anderes Ausführungsbeispiel einer Abtastvorrichtung gezeigt. Dabei werden die einzelnen Abtastorgane A, B und C durch elektrische Fühler, insbesondere Schalter, gebildet. Die Arbeitsrichtung dieser Schalter ist mit der Bewegungsrichtung der Bohle F abgestimmt. Der Schalter A wird durch den oberen Rand der oberen, glatten Fläche der Bohle F geschlossen. Ebenso wird der Schalter C vom unteren Rand der unteren, ebenen Fläche der Bohle F betätigt. Das Abtastorgan B wird in Richtung der Vorwärtsbewegung der Bohle F bewegt, bis ein Schaltvorgang erfolgt, die Schaltstange kann in diesem Zustand noch weiter nach rechts geschoben werden, wobei jedoch der elektrische Kontakt geschlossen bleibt. Anstelle mechanischer Schalter kann man auch Lichtschranken usw. vorsehen, entscheidend ist nur, daß ein elektrischer Kontakt geschlossen wird.

Die elektrische Schaltung ist in Fig. 6d gezeigt. Die einzelnen Schalter sind in Serie hintereinander angeordnet.

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Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 6b blokkiert diese Abtastvorrichtung die Vorwärtsbewegung der Bohle F nicht. Man hat jedoch einen elektrischen Schalter, der eine gesonderte Blockiervorrichtung, z.B. eine Zwinge, einschalten kann. Diese hält die Bohle F in der erreichten, optimalen Position fest, wenn die Bohle F manuell vorgeschoben wird; wird die Bohle F mechanisch nach rechts geschoben, so wird zugleich auch die Fördervorrichtung ausgeschaltet.

Die beschriebenen Vorrichtungen positionieren die Schnittlinie nur auf einer Stirnfläche der Bohle F, beispielsweise auf die in Fig. 1 vornliegende, kleinere Stirnfläche. Eine zweite Abtastvorrichtung ermöglicht es, den Schnitt auch am entgegengesetzten Ende optimal auszurichten. In Fig. 7 ist prinzipiell eine derartige Abtastvorrichtung gezeigt. Die Bohle F wird manuell in Pfeilrichtung gegen zwei hydraulische Abtastvorrichtungen 6 geschoben, die jeweils in Nähe der Stirnflächen der Bohle F angeordnet sind. Die beiden Abtastvorrichtungen 6 halten die Bohle F in der optimalen Schnittposition. Arbeitet man mit einer feststehenden Säge, muß die Bohle F anschließend in Richtung PT geschoben werden, die in der Schnittebene liegt. Die Bohle F kann jedoch auch, ohne bewegt zu werden, von einer Kreissäge

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geschnitten werden, die in die Tischfläche 7 eingelassen ist oder aber oberhalb dieser Tischfläche in Richtung PT verschiebbar angeordnet ist. Dabei werden zuvor die Abtastvorrichtungen 6 an Scharnieren 7 abgeklappt, um nicht beschädigt zu werden.

Bei der Vorrichtung gem. Fig. 7 erfolgt die Ausrichtung, indem zwei Randbereiche der unbesäumten Bohle F abgetastet werden. Bei diesem Verfahren kann jedoch nicht gewährleistet werden, daß nach dem Schnitt die Seitenfläche auf ihrer gesamten Länge innerhalb der zugelassenen Toleranz liegt. Beispielsweise kann die Toleranz im mittleren Teil der Bohle F überschritten werden. Häufig genügt jedoch die Ausmessung, in zwei beschränkten Bereichen, wie im Fall von Eisenbahnschienen, die insbesondere im Bereich der Schienenbefestigung vorgegebene Normmaße aufweisen müssen. Vorteilhafterweise können die Punkte A, B und C jedoch so angeordnet werden, daß ein Sicherheitsspielraum erhalten wird. 2o

Will man dagegen mehr als zwei Randbereiche untersuchen., können die hierzu verwendeten elektrischen oder hydräulichen Abtastvorrichtungen nicht, wie bei der Vorrichtung nach Fig. 7 der Fall, unabhängig voneinander arbeiten.

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Bei zwei Abtastvorrichtungen wird die Bohle F soweit in Pfeilrichtung bewegt, bis ein Randbereich abgetastet ist und in der geeigneten Position festgehalten wird. Die Be wegung der Bohle F wird fortgesetzt, wobei die erste Abtastvorrichtung 6 als Gelenk wirkt, bis auch der Rand an der zweiten Abtastvorrichtung 6 die optimale Position er reicht hat. Will man dagegen mehr als zwei Randabschnitte abtasten, so muß man vermeiden, daß die beiden zuerst blockierenden Abtastvorrichtungen einen weiteren Vorschub der Bohle F verhindern.

In Fig. 8 wird anhand einer schematischen Darstellung erläutert, wie drei entlang der Schnittlinie 14 angeordnete Abtastvorrichtungen zur Untersuchung dreier Randbereiche eingesetzt werden. Die Bohlen F werden dabei in Pfeilrichtung nach rechts vorgeschoben, F₁ und F₂ sind die Randlinien von zwei abzutastenden, unbesäumten Bohlen F. Wenn die drei Abtastvorrichtungen unabhängig voneinander arbeiten würden, kann der Fall eintreten, daß die Randlinien F₁ und F_n sich, wie im Mittelbereich der Fig. 8 dargestellt, einstellen. Dabei ist bei der Randlinie F₁ der Rand im Punkt Io und bei der Randlinie F₂ der Rand im Punkt 2o nicht abgetastet worden. Die sich aus der Linie 14 ergebende Begradigung wäre also falsch.

Erforderlich ist bei einer derartigen Vorrichtung gemäß

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Fig. 8 also, daß die zuerst ansprechenden Abtastvorrichtungen 6 die Bohle F nicht blockieren, sondern daß eine randseitige Abtastvorrichtung, beispielsweise die Abtastvorrichtung im Abtastpunkt 3o die Bohle F lokal blockiert und eine Fortbewegung mit Schwenkbewegung um diesen Punkt 3o so lange ermöglicht, bis alle anderen Abtastvorrichtungen, in diesem Fall in den Punkten Io und 2o, betätigt worden sind.

Erst die letzte, betätigte Abtastvorrichtung 6 darf bewirken, daß die Bohle F blockiert wird, denn nur dann ,, ist ein Schnitt innerhalb der Toleranzgrenzen gewährleistet. Dies ist rechts in Fig. 8 dargestellt.

Um eine derartige Abtastung in einem System zu erreichen, in dem η + 1 Querschnitte untersucht werden sollen, genügt es, eine der beiden randseitigen Abtastvorrichtungen 6 von den anderen Abtastvorrichtungen zu trennen, um einen ersten Anschlag zu haben. Die weiteren n-Vorrichtungen werden untereinander so verbunden, daß keine dieser η-Vorrichtungen allein den endgültigen Halt der Bohle F bewirken kann, dies ist nur möglich, wenn auch die letzte Abtastvorrichtung 6 angesprochen hat. In einer Abtastvorrichtung entsprechend Fig. 6b genügt es, daß die n-Vorrichtungen mittels einer

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gemeinsamen Leitung, die die Öffnungen 4 parallel schaltet, miteinander verbunden sind. Bis alle n-Vorrichtun-. gen angesprochen haben, bleibt mindestens eine Auslaßöffnung 3 offen, so daß die Hydraulikflüssigkeit in den Hydraulikbehälter 5 abströmen kann. Desgleichen genügt es, in der elektrischen Ausführung nach Fig. 6b die η-Vorrichtungen untereinander in Reihe zu schalten. Bis alle Kontakte A, B und C der η-Vorrichtungen geschlossen sind, bleibt der Kreis unterbrochen, eine endgültige Blockierung der Position der Bohle F findet nicht statt.

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Leerseite

Claims

Verfahren und Vorrichtung zum Zersägen von Baumstämmen in quaderförmige Zuschnitte. Ansprüche:

1. ) Verfahren zum Zersägen von natürlich gewachsenen, sich konisch verjüngenden Baumstämmen zu länglichen, im wesent-

Io liehen quaderförmigen Zuschnitten, insbesondere Eisenbahnschwellen,

dadurch gekennzeic h η e t, daß mindestens zwei parallele, auf die geometrische Längsachse des Baumstamms ausgerichtete Schnitte ausgeführt werden.

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Telefon: (0221) 380238 · Telegramm: Inventato, Köln · Telex: 8883555 max d f'cstscheckkonto Köln (BLZ 370 10050) Kto.-Nr. 152251 -500 ■ Deutsche Bank AG Köln (BLZ 37070060) Kto.-Nr. 123618 1

2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schnitte in einem Abstand ausgeführt werden, der einem Querschnittsmaß des Zuschnitts entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die durch diese Schnitte erhaltenen, unbesäumten Bohlen nacheinander in die gewünschten, quaderförmigen Zuschnitte und in keilstumpfförmige Körper zersägt werden, die zwei gegenüberliegende, trapezförmige Seitenflächen haben und die an ihren anderen Längsflächen so miteinander verbunden werden, daß ein Körper ausreichender Breite gebildet wird, der in die gewünschten Zuschnitte zersägt werden kann.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel zum Positionieren des Stamms (Abtastvorrichtung 6) und eine Säge aufweist, mit der mindestens zwei parallele Schnitte ausführbar sind, so daß Bohlen (F) mit einer, der Breite des gewünschten Querschnittsmaßes des Zuschnitts entsprechenden Dicke erhalten werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4,

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dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine, die Positionierung der Bohlen (F) innerhalb der festgesetzten Toleranzen für Kantenrundung, Abschrägung usw. ermöglichende Abtastvorrichtung aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastvorrichtung (6) mindestens zwei Abtastorgane (z.B. bei A, B und C) aufweist, die an einen gemeinsamen, hydraulisehen Kreis angeschlossen sind, in Anlage an den unbesäumten Rand der Bohle (F) kommen und blockieren, wenn der Rand der Bohle (F) eine Position erreicht hat, die innerhalb der höchstzulässigen Abschrägung liegt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastorgane als Zylinder/Kolbeneinheiten ausgebildet sind, deren Kolbenstangen (1) die Abtastung durchführen und die eine vom Kolben versperrbare, mit einem Hydraulikbehälter (5) verbundene Auslaßöffnung (3) und eine an eine mehreren Zylinder/Kolbeneinheiten gemeinsame Leitung angeschlossene Öffnung (4) aufweisen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abtast-

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organe elektrische Schalter (bei A, B und C) aufweisen, die von der Randfläche der bewegten Bohle (F) betätigbar sind und in Serie geschaltet sind, so daß die Betätigung des letzten Schalters die Schnittposition festlegt.

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