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"Verfahren und Vorrichtung zum Abfräsen von
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Wurzelanläufen an Rundholz" Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Abfräsen von Wurzelanläufen an Rundholz, wobei das rotierende Fräswerkzeug zur
Anlage an den zu bearbeitenden Stamm gebracht und dann der Wurzelanlauf durch relative
Umlaufbewegung zwischen Stamm und Fräswerkzeug auf den gewünschten Stammdurchmesser
abgefräst werden.
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Die Erfindung b-etrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung eines
derartigen Verfahrens, bestehend aus ein zumindest angenähert horizontales Bett
zur Aufnahme des Stammes bildenden Auflagern und aus einer Fräswelle, die über eine
Zustelleinrichtung in eine etwa achsparallele Lage zum Bett und in Anlage gegen
den Stamm verschieb- oder verschwenkbar ist.
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Wurzelanläufe stören bei der Verarbeitung von Rundholz. Das gilt z.B.
für den Transport auf Längsförderanlagen, wo sich die Wurzelanläufe verhaken und
dadurch den Transport blockieren können. Das gilt für die Rundholzlagerung in Sortierboxen,
wo aufgepolterte Stämme schräg liegen und häufig so weit rutschen, daß sie sich
mit den Stämmen der Nachbarbox verzahnen; hierdurch wird die Boxentleerung mit Stapler
oder Kran sehr erschwert. Weitere Störungen sind Schwartenschlag am Gatter,
festlaufende
Kreissägen, erschwerte Schnittführung bei Blockbandsägen u.dgl..
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Das Zurichten der Stämme kostet wertvolle Zeit und zwar besonders
dann, wenn sich ein Wurzelanlauf bereits verklemmt hat und mühsam mit Handsäge und
Brecheisen wieder freigemacht werden muß Es sind daher automatisch arbeitende Wurzelreduzierer
im Einsatz die die Wurzelanläufe bis zu dem vom Stamm selbst vorgegebenen Schaftdurchmesser
abfräsen. Die bisher bekanntgewordenen Vorrich+ tungen arbeiten weitgehend nach
dem gleichen Prinzip: Der zu bearbeitende Stamm wird auf z.B. V-förmig ausgebildete
Böcke gelegt, die mit angetriebenen Rollenketten ausgerüstet sind. Außerdem wird
der Stamm von einem Niederhalter von oben be aufschlagt, der zur Unterstützung der
Rotation des Stammes ebenfalls mit einer angetriebenen Rollenkette oder aber mit
eine angetriebenen Andruckrad gegen die Stammoberfläche gedrückt wirdt Während der
Stamm um seine Längsachse gedreht wird, wird seitlich von unten eine achsparallel
zum Stamm angeordnete Fräswelle gegen den Stamm gefahren und fräst den Wurzel anlauf
fort.
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Die Fräswelle kann in einer Wiege montiert sein, die hydraulisch anheb-
bzw. absenkbar ist. Dabei läßt sich die Frästiefe verändern und nach Bedarf einstellen.
Dabei gewährleisten die Anordnung der Fräswelle sowie die Lage der Unterstützungsböcke,
daß alle Stämme unabhängig von ihrem Wurzeldurchmesser parallel zur Fluchtlinie
ihrer Mantelfläche reduziert werden.
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Allen vorbekannten Vorrichtungen gemeinsam ist somit das Prinzip die
relative Umlaufbewegung zwischen Stamm und Fräswerkzeug allein durch Drehung des
Stammes um seine Längsachse zu erzeugen während das Fräswerkzeug während des Fräsvorganges
stationär gehalten wird. Nachteilig bei diesem Prinzip ist der insbesondere für
lange Stämme erforderliche konstruktive Aufwand, um die Stämme in Rotation zu versetzen.
Nachteilig ist ferner, daß die
seitlich von unten angreifende Fräswelle
während des Fräsvorganges auf den Stamm Kräfte ausübt, die diesen nach oben zu drücken
versuchen. Dadurch ergibt sich eine unruhige Auflage des Stammes verbunden mit einer
Verringerung der Standzeit der Fräswelle.
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Schließlich ist es nicht möglich, mit der ortsfest gehaltenen Fräswelle
beim Abfräsen eine Anpassung an stark gebogene, also aus der Längsachse des Stammes
herausführende Stammenden vorzunehmen. Dies führt zu einem ungleichmäßigen Abfräsvorgang.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs erläuterte
Verfahren zum Abfräsen von Wurzelanläufen sowie die eingangs zitierte Vorrichtung
zur Durchführung dieses Verfahrens so zu verbessern, daß eine individuelle Anpassung
an die jeweilige Form des zu bearbeitenden Stammendes möglich ist.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch folgende Merkmale gelöst:
a) Der Stamm wird ortsfest und drehfest eingespannt; die die Stammoberfläche wird
an einer Stelle abgetastet; c) das zur Anlage an den Stamm gebrachte Fräswerkzeug
fräst im Anlagebereich in den Wurzelanlauf bis auf eine durch die genannte Abtastung
ermittelte und festgelegte Radialtiefe; und d) ausgehend von dieser erreichten Radialtiefe
wird anschließend das weiterhin rotierende Fräswerkzeug einmal um den ruhenden Stamm
Stamm herumgeführt und dabei in seiner jeweiligen Radialtiefe durch die gleichzeitig
herumgeführte Abtastung der jeweiligen Oberflächenkontur des Stammes gesteuert.
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Erfindungsgemäß bleibt also der zu bearbeitende Stamm in Ruhe, während
das Fräswerkzeug um den Stamm herumläuft und dabei hinsichtlich
seines
Radialabstandes von der Längsachse des Stammes von einem ebenfalls um den Stamm
herumlaufenden Taster o.dergl.
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gesteuert wird. Bezugsgröße für die Steuerung des Fräswerkzeuges ist
somit nicht die Stammachse sondern die Stammoberfläche. Dadurch ist eine individuelle
Anpassung der jeweiligen Abfräsung auch bei z.B. stark abgebogenen Stammenden gewährleistet.
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Vorteilhaft ist ferner, daß bei dem neuen Verfahren der Stamm in Ruhe
verbleiben kann; der Aufwand für eine Rotation des unter Umständen sehr langen Stammes
entfällt völlig.
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Da ein Zerspanungswerkzeug eine bestimmte Zerspanungsleistung bei
einem bestimmten Vorschub erbringen kann, ist es vorteilhaft zur Ausnutzung der
jeweils optimalen Zerspanungsleistung die Winkelgeschindigkeit, mit der das Fräswerkzeug
um den Stamm herumgeführt wird, bei kleinerem Stammdurchmesser zunehmen zu lassen.
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Die vorstehend genannte Aufgabe wird ausgehend von der eingangs zitierten
Vorrichtung dadurch gelöst, daß der Stamm durch eine Einspanneinrichtung drehfest
in seinem ortsfesten Bett gehalten ist, um dessen Längsachse bzw. die Mittelachse
des Stammes eine Dreheinrichtung um 360" drehbar ist, an der die Fräswelle mit ihrer
Zustelleinrichtung gelagert ist, die von einem zur Anlage an die Stammoberfläche
verschwenk- oder verschiebbaren Taster gesteuert ist.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Dreheinrichtung aus einem in einer
lotrechten und senkrecht zum Bett liegenden Ebene drehbar gelagerten Drehkranz besteht,
dessen*Durchmesser größer ist als der größtmögliche Durchmesser des eingespannten
Stammes und dessen Drehachse zumindest angenähert mit der Mittelachse des eingespannten
Stammes fluchtet.
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*Innen-
Die Zustelleinrichtung für die Fräswelle
ist zweckmäßig dadurch gekennzeichnet, daß die Fräswelle zwischen zwei Schwenkarmen
lagert ist, die über einen Antrieb um eine Schwenkachse verschwenkbar sind, die
exzentrisch und fliegend am Drehkranz achsparallel zu desseh Drehachse festgelegt
ist.
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Der Antrieb für die Schwenkarme kann ein hydraulisch oder pneumatisch
beaufschlagbarer Kolben sein, dessen Steuerung von dem Taster beaufschlagt wird.
Dabei ist der Taster vorzugsweise ein Tastarm, dessen freies Ende die Anlagefläche
für die Stammober-1fläche bildet, während das andere Armende drehfest auf einer
Kopierwelle sitzt, die die Steuerung für die Zustelleinrichtung der Fräswelle beaufschlagt.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche
und werden zusammen mit weiteren Vorteilen anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert.
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Der eingangs erläuterte Stand der Technik ergibt sich aus Firmen*
prospekten und zum Teil auch aus der deutschen Offenlegungsschrift 28 47 353.
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Die deutsche Offenlegungsschrift 30 26 580 offenbart eine Maschine
zum Anfasen von Stammholz an den Stirnflächen. Maschinen dieser Art werden eingesetzt,
wenn bei der Herstellung von Pfählen, Stützhölzern, Masten o.dergl. Anfasungen der
Kanten an den Stirnflächen erfolgen sollen. Bei dieser vorbekannten Vorrichtung
wird der Stamm ortsfest eingespannt. Ein Kantenfräser für die Herstellung der Anfasung
ist zusammen mit seinem motorischen Antrieb an einem Schwenkarm angeordnet, der
mit einer quer zur Achse des Stammes liegenden Schwenkachse an einer Welle; angelenkt
ist, die koaxial zur hypothetischen Achse des Stammes drehbar gelagert ist und einen
motorischen Antrieb aufweist. Dadurch
ist der Kantenfräser um
die genannte Schwenkachse radial zur Achse des Stammholzes und durch die Achse der
genannten Welle um den Stamm herum beweglich. Die genannte Welle ist außer dem axial
verschiebbar. Der genannte Schwenkarm stützt sich an seinem freien Ende über eine
Rolle an der Stammoberfläche ab, wobei der Schwenkarm mit seiner Stützrolle unter
Wirkung einer Feder gegen die Stammoberfläche gezogen wird. Dadurch folgt der Kantenfräser
exakt der Umfangskontur des Stammes an der Stirnfläche und kann somit eine gleichbleibend
breite Anfasung ausführen. Diese Konstruktion läßt sich jedoch nicht ohne weiteres
aus einem vorbekannten Wurzelreduzierer übertragen, da sich der Kantenfräser nicht
ohne weiteres durch eine Fräswelle ersetzen läßt. Außerdem würde bei diesem kinematischen
Prinzip beim Verschwenken des genannten Schwenkarmes gegen den Stamm zuerst das
Fräswerkzeug zur Anlage an den Wurzelanlauf gelangen, ohne daß das Stützrad Kontakt
mit der Stammoberfläche haben könnte.
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Erfindungsgemäß kann der Niederhalter mittig zwischen zwei das Bett
und eine Verdrehsicherung bildenden Auflagern für den Stamml liegen. Insbesondere
bei dünnen Stämmen ist es aber vorteilhafter, wenn der Niederhalter dichter an dem
der Dreheinrichtung benachbarten Auflager angreift, um ein Durch- bzw. Hochbiegen
des Stammes zu verhindern.
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Ist erfindungsgemäß der Innendurchmesser des Drehkranzes größer als
der größtmögliche Durchmesser des eingespannten Stammes, so kann der Zu- und/oder
Abtransport des Stammes durch den Drehkranz hindurch erfolgen.
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In der Zeichnung ist eine als Beispiel dienende Ausführungsform der
Erfindung dargestellt. Es zeigen: Figur 1 in schematischer Darstellung in Seitenansicht
einen Wurzelreduzierer mit eingespanntem Baumstamm; Figur 2 in vergrößertem Maßstab
einen Ausschnitt der Figur 1 , zum Teil im Schnitt und Figur 3 eine Stirnansicht
der Darstellung gemäß Figur 2.
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Gemäß Figur 1 besteht der dargestellte Wurzelreduzierer im wesentlichen
aus einem Gestell 1 mit einer Fräswelle 2 sowie aus einem zur Aufnahme eines Baumstammes
3 bestimmten Bett, das schematisch in Form zweier Auflager 4 dargestellt ist. Dabei
wird der Stamm 3 so in das Bett eingelegt, daß sein Wurzelanlauf 3a neben dem Gestell
1 und im Bereich der Fräswelle 2 liegt.
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In dem Gestell 1 ist ein Drehkranz 5 in einer lotrechten und senkrecht
zum Bett liegenden Ebene drehbar gelagert. Der*Surch- t messer des Drehkranzes 5
ist erheblich größer als der größtmögliche Durchmesser der zur Bearbeitung kommenden
Stämme-. Die Drehachse 6 soll mit der Mittelachse des Stammes 3 fluchten. Um dies
für jeden Stammdurchmesser sicherzustellen, sind die beiden Auflager 4 höhenverstellbar.
In Figur 3 ist für den Drehkranz 5 ein Antrieb 7 angedeutet, der z.B. über eine
Kette 8 dem Drehkranz 5 abwechselnd eine volle Umdrehung in der einen und dann in
der anderen Umdrehungsrichtung verleiht, wie es die Pfeile 9 in den Figuren 1 und
3 andeuten.
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Auf dem Gestell 1 ist ein in Figur 1 lediglich strichpunktiert dargestellter
Ausleger 10 verschwenkbar gelagert, der an seinem *Innenfreien,
die
Fräswelle 2 überragenden Ende mit einem den eingespannten Stamm 3 von oben beaufschlagenden
Niederhalter 11 bestückt ist, der mittig zwischen den beiden Auflagern 4 angreift.
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Die Verschwenkung des Auslegers 10 erfolgt über einen Kolbenantrieb
12.
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Die Fräswelle 2 ist zwischen zwei Schwenkarmen 13,18 gelagert, die
über einen Kolbenantrieb 14 (siehe Figur 3) um eine Schwenkachse 15 verschwenkbar
sind, die exzentrisch und fliegend am Drehkranz 5 achsparallel zu dessen Drehachse
6 festgelegt ist.
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An der Fräseinheit ist im Bereich des Schwenkarmes 18 ein Antriebsmotor
16 für die Fräswelle 2 angeflanscht, wobei die Motor+ welle mit der Schwenkachse
15 der Schwenkarme 13 fluchtet. Die Kraftübertragungsmittel 17 zwischen Motorwelle
und Fräswelle 2 sind in dem inneren, hohl ausgebildeten Schwenkarm 18 angeordnet.
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Für den die Fräswelle 2 zur Anlage gegen den Stamm 3 schwenkenden
Kolbenantrieb 14 ist eine Steuerung 19 vorgesehen, die von einem Taster 20 beaufschlagt
wird. Dieser Taster ist als Tastarm ausgebildet, dessen freies Ende eine Anlagefläche
für die Stammoberfläche bildet, während das andere Armende drehfest auf einer Kopierwelle
21 sitzt, die konzentrisch zur Schwenkachse 151 angeordnet ist und an ihrem inneren
Ende drehfest einen Steuerhebel 22 trägt, der die Steuerung 19 betätigt. Der Taster
20 liegt unmittelbar neben dem äußeren Schwenkarm 13.
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Der Drehkranz 5 ist mit einem das Gewicht seiner Anbauten ausgleichenden
Gegengewicht 23 ausgerüstet.
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Der dargestellte Wurzelreduzierer arbeitet wie folgt: Auf die sich
nach oben z.B. V-förmig öffnenden Auflager 4 wird ein Stamm 3 so gelegt, daß sein
Wurzelanlauf 3a dicht vo-r dem Drehkranz 5 liegt. Hierbei sind die die Fräswelle
2 tragenden
Schwenkarme 13,18 bezogen auf den Dreh kranz 5 radial
nach außen geschwenkt. Durch Anheben bzw. Absenken der Auflager 4 wird der Stamm
3 so ausgerichtet, daß seine Mittelachse zumindest annähernd mit der Drehachse 6
des Drehkranzes 5 fluchtet. Durch Bet tätigen des Kolbenantriebs 12 wird dann der
Ausleger 10 so weit nach unten verschwenkt, bis sich der Niederhalter 11 auf den
Stamm 3 auflegt und diesen drehfest in seine Auflager 4 preßt.
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Daraufhin wird der Taster 20 so gegen den Stamm 3 verschwenkt, daß
er mit seinem freien Ende auf der Stammoberfläche aufliegt.
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Dies bewirkt über Verdrehung der Kopierwelle 21 und Verschwenkung
des Steuerhebels 22 eine entsprechende Beaufschlagung der Steuerung 19, die z.B.
ein Zulaufventil zum Zylinder des Kolbenantriebs 14 öffnet. Der Kolben des Kolbenantriebs
14 fährt daraufhin aus und verschwenkt über die Schwenkarme 13,18 die Fräswelle
2, die - nachdem sie durch Einstellen des Antriebsmotors 16 in Rotation versetzt
worden ist - sich dann gegen den Wurzelanlauf 3a anlegt und beginnt, sich in den
Wurzelanlauf 3a an der Anlagestelle einzufräsen. Die über den Taster 20 bewirkte
Nachlaufsteuerung der Fräswelle 2 kann dabei so erfolgen, daß die Fräswelle 2 in
ihrer Endstellung bezogen auf die Drehachse 6 immer einen etwas größeren radialen
Abstand aufweist als das freie Ende des Tastarmes 20. In diesem Fall würde sich
dann die Fräswelle 2 unter Berücksichtigung der in Figur 2 dargestellten Position
des Tasters 20 so weit in den Wurzelanlauf 3a einfräsen bis die Fräswelle 2 die
in den Figuren 1 oder 2 gezeigte Position einnimmt. Erst jetzt läuft der Antrieb
7 an und dreht den Drehkranz 5 bezogen auf Figur 3 z.B. im Uhrzeigersinn um eine
volle Drehung, bei der die über den Drehkranz 5 mitgenommene Fräswelle 2 den Wurzelanlauf
3a über den vollen Umfang des Stammes 3 abfräst. Während dieses einen Umlaufes des
Drehkranzes 5 wird der Radialabstand, den die Fräswelle 2 zu Beginn der Umdrehung
des Drehkranzes 5 von dessen Drehachse 6 einnimmt, in Abhängigkeit von der durch
den Taster 20 abgetasteten Stammoberfläche gesteuert, wobei - wie vorstehend erläutert
wurde -die
Fräswelle 2 von der Drehachse 6 immer einen etwas größeren
Radialabstand einhält als das freie Ende des Tastarmes 20. Nach Vollendung einer
vollen Umdrehung des Drehkranzes 5 schaltet der Antrieb 7 ab; der Drehkranz 5 stoppt;
die Fräswelle 2 wird lin ihre Ausgangslage radial nach außen verschwenkt; der Taster20
wird ebenfalls zurückgeschwenkt; durch Anziehen des Kolbens des Kolbenantriebs 12
wird der Niederhalter 11 angehoben; der Stamm 13 wird aus seinen Auflagern 4 herausgehoben;
ein neuer Stamm kann eingelegt werden. Bei der nachfolgenden Bearbeitung des neuen
Stammes 3 wiederholen sich die vorstehend genannten Arbeitsgänge, wobei lediglich
der Antrieb 7 den Drehkranz 5 nunmehr entgegen dem Uhrzeigersinn um eine volle Umdrehung
dreht.
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