DE3018985C2 - Verfahren zum Verarbeiten von natürlich gewachsenen, sich konisch verjüngenden Baumstämmen - Google Patents
Verfahren zum Verarbeiten von natürlich gewachsenen, sich konisch verjüngenden BaumstämmenInfo
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Classifications
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- B27B—SAWS FOR WOOD OR SIMILAR MATERIAL; COMPONENTS OR ACCESSORIES THEREFOR
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-
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verarbeiten von natürlich gewachsenen, sich konisch
verjüngenden Baumstämmen zu länglichen quaderförmigen Gegenständen, insbesondere Eisenbahnschwellen,
wobei mindestens zwei parallele, auf die geometrische Längsachse des Baumstammes ausgerichtete
Schnitte ausgeführt werden und die Schnitte in einem Abstand geführt werden, der einem Querschnittsmaß
des quaderförmigen Gegenstandes entspricht.
Im Zusammenhang mit der Herstellung von Brettern
aus Rundholz ist durch DE-OS 27 20 762 ein solches Verfahren beschrieben worden. Es handelt sich hier um
die bekannte Art, aus Rundholz durch parallele Schnitte
Bretter herzustellen. Uni den beim Besäumen der Bretter entstehenden Abfall gering zu halten, kann dabei
vorgesehen sein, den Besäumungsschnitt schräg zu führen und die Bretter mit gegensinniger Schrägung zusammenzulegen
und miteinander zu verleimen. Da sich hierbei Schwierigkeiten ergaben, sofern der Schrägungswinkel
nicht sehr klein ist, wurde als Abhilfe vorgeschlagen, eine quer zur schrägen Hauptrichtung der
besäumten Fläche verlaufende, mit ihrer Stirn zu der weiter ausladenden Seite der besäumten Fläche weisende
Stufe zu bilden.
Werden demgegenüber natürlich gewachsene, also sich zur Spitze hin verjungende Baumstamme nicht zu
Brettern zerschnitten, sondern in quaderförmige Zuschnitte, wie z. B. Balken, Schwellen, Bohlen mit einem
vorgegebenen, über die gesamte Länge des Zuschnitts konstanten Querschnitt, so ist die erzielte Ausbeute im
Vergleich zum Ausgangsvolumen des Baumstamms relativ gering. Dies liegt einerseits an Unregelmäßigkeilen
im Wachstum des Baumstamms und andererseits an der
jo natürlichen Kegelförmigkeit de>
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. Vielfach paßt nur ein einziger
Querschnitt des Endprodukts in die runde Querschnittsfläche des Baumstamms.
Aufgabe der Erfindung ist es. ein Verfahren und eine nach diesem Verfahren arbeitende Vorrichtung zum Aufteilen von natürlich gewachsenen, also sich zur Spitze hin konisch verjüngenden Baumstämmen zu schaffen, mit denen eine möglichst hohe Ausbeute an quaderförmigen Zuschnitten aus den Baumstämmen erzielt
Aufgabe der Erfindung ist es. ein Verfahren und eine nach diesem Verfahren arbeitende Vorrichtung zum Aufteilen von natürlich gewachsenen, also sich zur Spitze hin konisch verjüngenden Baumstämmen zu schaffen, mit denen eine möglichst hohe Ausbeute an quaderförmigen Zuschnitten aus den Baumstämmen erzielt
41) werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die durch die
Schnitte erhaltenen unbesäumten Bohlen nacheinander in die gewünschten quaderförmigen Zuschnitte und in
V) keilstumpfförmige Körper zersägt werden, die zwei gegenüberliegende,
trapezförmig* Seitenflächen haben und die an ihren anderen Längsflächen so miteinander
vei bunden werden, daß ein Körper ausreichender Breite
gebildet wird, der in die gewünschten Zuschnitte zersägt wird.
Hinsichtlich weiterer bevorzugter Merkmale und Ausführungsformen der Erfindung wird auf die Unteranspruche
und die nachfolgende Beschreibung Bezug genommen.
Die Erfindung ermöglicht es, einen zur Spitze hin schlanker werdenden Baumstamm optimal in cinhcilli*
ehe, genormte, quaderförmige Zuschnitte zu zerteilen, die einen konstanten rechteckigen Querschnitt Λ χ /haben.
Die Erfindung ermöglicht dabei eine methodische Ausnutzung der zulässigen Toleranzen des genormten
Endprodukts, insbesondere der Toleranzen hinsichtlich Kantenrundung, Scilenabschrügung 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 2,60 m. Dieser relativ große Querschnitt erlaubt bei Baumstämmen mit
einem Durchmesser von 30—70 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 30 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 30 cm verarbeitet werden, die untere Durchmessergrenze liegt oei etwa
16—18 cm.
Erfindungsgemäß wird der Baumstamm durch parallele Schnitte der Länge nach in unbesäumte Bohlen nvt
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
//, es gill Il = h + λ, s = die Stärke des Sägeblatts.
Die parallelen Schnittflächen liegen symmetrisch zur geometrischen Längsachse des Baumstamms, die
durch die Mittelpunkte der beiden im wesentlichen kreisförmigen Endflächen des Stammholzes verläuft,
oder diese Längsachse liegt in der Schnittfläche.
Das bereits erwähnte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemär.en
Verfahrens sowie die zur Durchführung dieses Verfahrens dienende Vorrichtung \a erden im folgenden
näher erläutert und unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt
F i g. 1 in den Einzelfiguren a—d Draufsichten auf einen
Baumstamm, und zwar auf die kleinere Stirnfläche eines Baur.stamms mit eingezeichnt em Schnittplan,
Fig. 2 in den Teilfiguren a —d perspektivische Darstellungen
unbesäumter, entsprechend den Schnittplänen in Fig. 1 erhaltener Bohlen mit einge?eichneten
Schnittflächen,
F ι g. 3A eine Stirnansicht auf drei unterschiedlich
große, ranjseitige Schwarten, wie sie beim Schnittverfahren
entsprechend I i g. 1 erhallen werden.
I i g. 5B eine perspektivische Ansicht einer Schwarte
einsprechend fig. 3Λ.
I-i g. 4 eine perspektivische Darstellung einer
Schwarte entsprechend I-ι g. 3B mit eingezeichneter
Schnittebene für den Saumsehnitt (oben) und nach erfolgtem
Säumschnitt (unten),
F i g. 5a eine Draufsicht auf einen aus mehreren Keilstümpfen zusammengesetzten Block,
F i g. 5b eine Stirnansicht des Blocks gem. F i g. 5a,
F i g. 5c und d Stirnansichten auf einen geschnittenen
Block entsprechend F i g. 5a,
F i g. 6a eine S'jrnansicht auf den rechten Rand einer
unbesäumten Bohle zur Erläuterung des Verfahrens,
Fig.6b eine Darstellung entsprechend Fig.6a mit
zusätzlich eingezeichneter, hydraulischer Abtastvorrichtung,
Fig.6c einen Längsschnitt durch eine hydraulische Zylinder-/Kolbeneinheit für das Abtasten gemäß
F i g. 6b,
F i g. 6d eine Darstellung entsprechend F i g. 6b, jedoch mit elektrischer Abtastvorrichtung,
F i g. 7 eine perspektivische Darstellung einer Abtastvorrichtung entsprechend F i g. 6b und 6d,
F i g. 8 Prinzipdarstellungen des Verlaufs des Randes
ίο Fl und F2 zweier unbesäumter Bohlen/ur 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 Stükke
jedoch mehr Unregelmäßigke..:n als bei dem in F i g. 1 dargestellten Verfahren.
Bei Baumstämmen, deren kleinerer Durchmesser hinreichend größer ist als der Abstand H der Schnittflächen,
wird ein symmetrischer Schnitt mit zwei Schnittfläche!, 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 ausgefünrt, hierdurch erhält man zwei unbesäumte Bohlen. Bei Baumstämmen,
bei denen der kleinere Durchmeser hinreichend größer ist als 3 II. 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.
1 Inabhängig 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.
In F i g. 2 sind unbesäumte Bohlen dargestellt, wie sie
entsprechend den vier Schnittplänen in Fig. 1 erhalten werden.
Bei L-nbesaumten Bohlen, die nicht breit genug si.id.
um d;\s gewünschte Standardprodukt. also im Beispiel
nie F.iscnbahnschwclle. zu erhalten (siehe F- i g. la), wcr-
Vi den Regulierung'- und Abvierschniuc durchgeführt
Diese verlaufen entsprechend Fig. la im wesentlichen
senkrecht /u den Stirnflächen, sie liegen soweit wie
möglich auseinander. Durch diese Schnitte wird ein Holzstück konsti .lter Höhe h. jedoch mit linear wachsendem
Q-jerschnitt 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
F i g. 2b—d die unbesäumten Bohlen schneidet.
!n Fig.2a ist eine unbesäumte Bohle gezeigt, deren
Breite unterhalb der Breite / = 24 cm für Eisenbahn-
schwellen liegt, die also nicht zur Herstellung des genormten
Produktes ausreicht. Durch die beiden, eingezeichneten Regulierungsschnitte wird ein Keilstumpf
erhalten. A bb. 2b zeigt eine unbesäumte Bohle mit einer Breite, die die 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 Kantenabschrägung erhalten wird. Der entsprechende, in Fig.2b
rechts liegende vertikale Schnitt wurde also soweit au-Oen 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.
Aus dem verbleibenden, links in F i g. 2b dargestellten
Rest gewinnt man einen Kegelstumpf. Hierzu wird der in F ι g. 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.
In A b b. 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.
In A b b. 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 Sägeverfahi. η nach der Erfindung erlaubt es also,
aus jeder unbesaumten 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 jeweiis
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
F ι g 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.
In F ι g. 3A 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, unbesaumten Bohlen entspricht. Wie in F ι g. 3A dargestellt, werden auch diese Längsschnitte
entweder symmetrisch zur Stamrnittelachse (obere und
untere Teiit'igur in Fig. 3A) oder entlang der Stammitteiachse
(mittlere Teilfigur) ausgeführt. Entsprechend F ι g 1 ist in F i g. 3A die kleinere der beiden Stirnseiten
dargestellt Die Längsschnitte werden so ausgeführt,
daß man Körper mit der Lange L erhält, deren ebene
Lmerseite die Form eines Rechtecks L χ h hat. deren
zv^e! gegenüberliegende Längsseiten die Form eines
Trapezes (aufy-und der Kegelforrn des Stammes) haben,
die recntv. nkhg zum Rechteck stehen und das eine
vierte, unregelmäßige Längsfläche besitzt, die der Baumkrümmung entspricht F.in derartiger Körper ist in
F ι e 3B zwischen zwei randseiligen 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 Säge abgetrennt oder durch einen
Fräser abgehoben wird, siehe Fig.4. Hierdurch wird eine ebene Fläche erhalten, die rechtwinklig zu den bciden
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 Hol/körpern
zerlegt. Es sind dies die nach dem Säumschniti der
Bohlen und der Schwartenbreiter abfallenden Außcnabschnittc. 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 Kcilstümpfe 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 Höh» Λ entsprechen jedoch den geforderten Normabmessungen.
Beim Schneiden von Holz muß man soweil wie möglich die Schnitte in Faserrichtung legen, da sonst das
mechanische Verhalten, insbesondere der Widerstand, lokal unterschiedlich 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 F i g. 5a dargestellt, ein im wesentlichen quade· :-5rmiger
großer Block erhalten wird. Dadurch wird vermieden, daß sich Abweichungen der Faserrichfung aufsummieren
können. In Fig. 5b ist eine Stirnansicht des in Fig. 5a gezeigten 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 /, 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 F i g. 5a leimt und an der anderen Seite bereits Trennschnitte ausführt
Andererseits kann man jedoch auch eine große Anzahl von Keilstümpfen gleichzeitig verleimen, indem man auf
die Endflächen Druck ausübt und in einem späteren Arbeitsgang den fcrhaltenen 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
d.)/-Trennschnitte in Abweichung von senkrechten
Trennscnnitten gem. Fig.5b auch schräg ausgeführt
werden, wie in Fig.5c und d gezeigt, um eine höhere
Stückzahl erhalten zu können. In F i g. 5c \s\ 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, sind im jiiigciviciiion Kunionruridunpcn zugelassen. Die Höchst
grenzen 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 /, können aus den in F i g. 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 Basis,lache verläuft, jedoch soweit außen wie mit der
entstehenden Kantenschrägung vereinbar liegt. So ist z. B. in A b b. 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 /der Schwelle gemessen und
eine Schwelle abgesägt.
Entsprechend ist auf der linken Seite der unbesäumten Bohle gem. Fi g. 2c verfahren worden. Übrig bleibt
der mittlere Keilstumpf. Analog geht man bei der breitesten
der gezeigten Scheiben in F i g. 2d vor. Aus dieser kann eine innere, dritte Schwelle herausgclrennt 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. F i g. 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 beiden Seiten einer Bohle ausgeführt, wie sie in F i g. 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 F i g. 6a verläuft die vertikale Schnittfläche der Säge entlang der gestrichelten Linie O—B—C. Die beiden
horizontalen, gestrichelten Parallelen f\ und /2 entsprechen den ebenen Schnittflächen der Bohle, sie haben
einen Absland OC, der der Höhe h entspricht. Der
Abstand AO gibt die höchste zulässige horizontale Abweichung an, ebenso gibl der Abstand OB die höchste
zulässige vertikale Abweichung an. Links ist in Fig.6a
der natürlich gewachsene, unbesäumte Rand einer Bohle Fdargestellt.
ίο Die Bohle F wird entsprechend der Richtung des
Keils zur Schnittlinie OBC bewegt, bis beide Abweichungen innerhalb 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 V erreicht, in
diesem Kali ist die horizontale und die vertikale Abweichung
/u hoch. Es genüg! a:;ch nicht, daß die Bohle Fdie
Position Y (gestrichelt dargestellt) erreicht, in der zwar die horizontale1 Abweichung innerhalb der Toleranz
liegt, die vertikale Abweichung jedoch noch /u 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
Fin einer geeigneten Schnittposition. Die Position Zist
die optimale Schnittposition. Es geht also darum, die Bohle Fsenkrecht 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 vertikal übereinander angeordnet sind, sind Abtastspitzen
von Kolbenstangen dreier hydraulischer Zy-Hnder-/Knlbeneinheilen
angeordnet. Diese Zylinder-/ Kolbeneinheiten sind entsprechend F i g. 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 Rückflächc 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. F i g. 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
M sich dann in bezug auf die ortsfeste Schnittfläche in der
bestmöglichen Position, um nach dem Begradigungsschnitt
die höchstzulässige Kantenrundung zu ergeben. Falls sich die vertikale Abweichung über die gesamte
vertikale Seitenfläche erstrecken darf, fallen Punkt B
tft und C zusammen. Es bleiben nur zwei Zyünder/Kolbcneinheiten
übrig, die untere und die obere.
In Fig. 6d ist ein anderes Ausführungsbeispiel einer
Abtastvorrichtung gezeigt. Dabei werden die einzelnen
Abtastorgane A, B und Cdiirch 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 Fgeschlossen.
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 Schallvorgang 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.
Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach F i g. 6b blockiert 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 Fin 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 Fwird manuell in Pfeilrichtung gegen zwei hydraulische Abtastvorrichtungen
6 geschoben, die jeweils in Nähe der Stirnflächen der Bohle Fangeordnet sind. Die beiden Abtastvorrichiungcn
6 halten dis Bohle F in dsr 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 Fkann jedoch auch, ohne bewegt zu werden, von einer Kreissäge 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. F i g. 7 erfolgt die Ausrichtung, indem zwei Randbereiche der unbesäumten Bohle
Fabgetastet 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. Die Punkte A, B und C können so angeordnet werden,
daß ein Sicherheitsspielraum erhalten wird.
Will man dagegen mehr als zwei Randbereiche untersuchen,
können die hierzu verwendeten elektrischen oder hydraulischen Abtastvorrichtungen nicht, wie bei
der Vorrichtung nach F i g. 7 der Fall, unabhängig voneinander arbeiten.
Bei zwei Abtastvorrichtungen wird die Bohle F soweit in Pfeilrichtung bewegt, bis ein Randbereich abgetastet
ist und in der geeigneten Position festgehalten wird. Die Bewegung der Bohle Fwird fortgesetzt, wobei
die erste Abtasivorrichtung 6 als Gelenk wirkt, bis auch
der Rand an der zweiten Abtastvorrichtung 6 die optimale Position erreicht hat. Will man dagegen mehr als
zwei Randabschnitte abtasten, so muß man vermeiden, daß die beiden zuerst blockierenden Ablaslvorriehlungen
einen weiteren Vorschub der Bohle Fvcrhindern.
In Fig.8 wird anhand einer schcmalischcn Darstellung
erläutert, wie drei entlang der Schnittlinie 14 angcordnete Abtastvorrichtungen zur Untersuchung dreier
Randbereiche eingesetzt werden. Die Bohlen Fwerden dabei in Pfeilrichtung nach rechts vorgeschoben, Fi 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 Fi und Fi sich, wie im
Mittelbereich der F i g. 8 dargestellt, einstellen. Dabei ;5t
bei der Randlinie Fi der Rand im Punkt 10 und bei der
Randlinie F2 der Rand im Punkt 20 nicht abgetastet worden. Die sich aus der Linie 14 ergebende Begradigung
wäre also falsch. Erforderlich ist bei einer derartigen Vorrichtung gemäß Fig.8 also, daß die zuerst ansprechenden
Abtastvorrichtungen 6 die Bohle F nicht blockieren, sondern daß eine randseitige Abtastvorrichtung.
beispielsweise die Abtastvorrichtung im Abtastpunkt 30 die Bohle Flokal blockiert und eine Fortbewegung
mit Schwenkbewegung um diesen Punkt 30 so lange ermöglicht, bis alle anderen Abtastvorrichtungen,
in diesem Fall in den Punkten 10 und 20, betätigt worden sind.
Erst die letzte, betätigte Abtastvorrichtung 6 darf bewirken, daß die Bohle Fblockiert wird, denn nur dann ist
ein Schnitt innerhalb der Toleranzgrenzen gewährleistet. Dies ist rechts in F i g. 8 dargestellt.
Um eine derartige Abtastung in einem System zu erreichen, in dem /3+ 1 Querschnitte untersucht werden
sollen, genügt es, eine der beiden randseitigen Abtastvoffichiungen
6 von den anderen Äbtastvorrichtungen zu trennen, um einen ersten Anschlag zu haben. Die
weiteren n-Vorrichtungen werden untereinander so verbunden, daß keine dieser n-Vorrichtungen allein den
endgültigen Halt der Bohle Fbewirken kann, dies ist nur möglich, wenn auch die letzte Abtastvorrichtung 6 angesprochen
hat. In einer Abtastvorrichtung entsprechend Fi g. 6b genügt es, daß die n-Vorrichtungen mittels
einer gemeinsamen Leitung, die die Öffnungen 4 parallel schaltet, miteinander verbunden sind. Bis alle
n-Vorrichtungen 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 F i g. 6b die n-Vorrichtungen untereinander in Reihe zu schalten. Bis alle Kontakte A. B und Cder n-Vorrichtungen
geschlossen sind, bleibt der Kreis unterbrochen, eine endgültige Blockierung der Position der Bohle
Ffindet nicht statt.
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Verfahren zum Verarbeiten von natürlich gewachsenen,
sich konisch verjüngenden Baumstämmen zu länglichen, quaderförmigen Gegenständen,
insbesondere Eisenbahnschwellen, wobei mindestens zwei parallele, auf die geometrische Längsachse
des Baumstammes ausgerichtete Schnitte ausgeführt werden und die Schnitte in einem Abstand geführt
werden, der einem Querschnittsmaß des quaderförmigen Gegenstandes entspricht 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 i.t-TSägt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet,
daß die keilstumpfförmigen Körper zunächst zur Bildung eines im wesentlichen quaderförmigen
großen Blockes von der Höhe des Standardproduktes und einer Breite, die der ursprünglichen
Länge des Baumstammes entspricht, an ihren anderen Längsflächen so aneinander gesetzt und insbesondere
durch Verleimen miteinander verbunden werden, daß jeweils Längsflächen von sich entsprechender
Neigung aneinandergrenzen. worauf der Block in die g. wünschten Zuschnitte zersägt wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
nach den Ansprüchen 1 und 2 mit einer Positioniereinrichtung für einen Stamm und lit Sägen zur Ausführung
von mindestens zwei parallelen Schnitten, wobei Bohlen mit einer der Breite des gewünschten
Querschnittsmaßes des Zuschnittes entsprechenden Dicke erhalten werden, dadurch gekennzeichnet,
daß die Positioniereinrichtung (6) je mindestens zwei Abtastorgane (z. B. bei A. B und C) aufweist, die an
einen gemeinsamen hydraulischen Kreis angeschlossen sind, in Anlage an den unbesäumten Rand dei
Bohle (F) kommen und blockieren, wenn der Rand der Bohle (F)eine Position erreicht hat. die innerhalb
der hochstzulässigen Abschrägung liegt
4. Vorrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet,
daß die Abtastorgane als Zylindcr/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.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet,
daß die Abtastorgane 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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