DE3623237A1 - Verfahren und vorrichtung zum spanlosen zerlegen eines baumstammes in holzerzeugnisse - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum spanlosen zerlegen eines baumstammes in holzerzeugnisseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum spanlosen Zerlegen eines Baumstammes in Holzerzeugnisse,
bei dem der Baumstamm in axialer Richtung an mindestens
einem Messer vorbeigeführt wird, das seitlich ein Holzer
zeugnis, vorzugsweise ein Seitenbrett, von dem Baumstamm
abspaltet, wobei, in Vorschubrichtung des Baumstammes gese
hen, vor dem Messer mittels eines Andrückwerkzeuges eine
radiale Kraft auf die Oberfläche des Baumstammes ausgeübt
wird.
Aus der DE-PS 8 56 052 ist eine Spanabnahme von Werkstücken
aus Holz bekannt, bei der mittels in der Höhe gestaffelter,
in Vorschubrichtung eines Holzwerkstückes hintereinander
angeordneter Messer Späne von den Seiten des Holzwerkstückes
abgeschält werden. Das Abschälen der Späne erfolgt in der
Weise, daß der von der Maschine gebildete Span als fertige
Rolle abgenommen werden kann.
Aus der DE-OS 19 38 237 sind ein Verfahren und eine Vorrich
tung zum Schneiden von Holz und Holzwerkstoffen bekannt. Bei
diesem bekannten Verfahren werden von einem Holz-Rohling
spanlos Seitenteile abgeschnitten, die die Stärke von Klein
parkett-Lamellen aufweisen. Hierzu wird der Holz-Rohling
mittels einer mechanischen Schwalbenschwanzführung axial
geführt und ein in Vibrationsbewegungen versetztes Schneid
messer schneidet einen seitlichen Bereich des Holz-Rohlings
ab. Um zu verhindern, daß sich der Holz-Rohling zu weit vor
der Schneidstelle zu spalten beginnt, ist ein in radialer
Richtung angeordneter seitlicher Druckbalken vorgesehen, der
in radialer Richtung einstellbar ist und vor der Vorderkante
des Schneidmessers auf den dort noch ungespaltenen Holz-Roh
ling drückt.
Aus der DE-PS 25 14 901 ist ein ähnliches Verfahren bekannt,
mit dem Rundholzstämme spanlos in Bretter zerlegt werden
sollen. Bei diesem bekannten Verfahren werden ebenfalls
schwingende Messer verwendet, die in radialer Richtung
gestaffelt und in Vorschubrichtung des Rundholzes hinterein
ander angeordnet sind, um aufeinanderfolgend Seitenbretter
vom Rohholz abzuspalten. Auch hierbei wird wiederum eine
Druckleiste verwendet, die auf der Rückseite jedes der
Messer angeordnet ist und kurz vor der Schnittstelle des
nachfolgenden Messers seitlich auf das Rohholz drückt. Der
Anpreßdruck der Druckleiste ist damit genauso groß wie der
Schnittdruck der Messer und damit nicht variabel.
Aus der DE-PS 32 07 548 ist ein weiteres Verfahren dieser
Art bekannt, bei dem vorgesehen ist, das zwischen einem
Andrückwerkzeug und einem Messer austretende Seitenbrett,
das dort in gekrümmter Form anfällt, durch eine nachfolgende
Biegevorrichtung wieder gerade zu biegen.
Den bekannten Verfahren und Vorrichtungen ist gemein, daß
die jeweiligen Andrückwerkzeuge, Druckbalken oder derglei
chen die unmittelbar vor der Messerschneide seitlich auf das
Rundholz drücken, dort mit im wesentlichen konstantem Druck
sowie in konstanter Position zum Messer anliegen, der allen
falls mehr oder weniger nach Augenmaß zu Beginn des Bearbei
tungsvorganges eingestellt wird. Die bekannten Verfahren und
Vorrichtungen nehmen teilweise ausdrücklich in Kauf, daß
durch das Abspalten und die damit einhergehende radiale
Verformung der Seitenbretter makroskopische und mikroskopi
sche Beschädigungen an den Brettern auftreten, die allen
falls im Hinblick auf die Maßhaltigkeit der Bretter durch
nachfolgende Biegevorrichtungen wieder ausgeglichen werden.
Daß dies zu systemimmanenten Nachteilen der Verfahren zum
spanlosen Zerlegen von Baumstämmen führt - im Gegensatz zu
den zahlreichen bekannten spanenden Zerlegeverfahren, insbe
sondere Sägeverfahren - wird bei den bekannten Verfahren
teilweise ausdrücklich eingeräumt, mit der Einsicht, daß
diese systemimmanenten Nachteile einer weiten Verbreitung
der Verfahren zum spanlosen Zerlegen von Baumstämmen bislang
entgegenstanden.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art
dahingehend weiterzubilden, daß Beschädigungen der Seiten
bretter beim spanlosen Abspalten von einem Baumstamm weitge
hend vermieden werden.
Diese Aufgabe wird gemäß dem eingangs genannten Verfahren
dadurch gelöst, daß die vom Andrückwerkzeug ausgeübte Kraft
und/oder dessen Position am Baumstamm während des Abspaltens
einstellbar ist. Gemäß der eingangs genannten Vorrichtung
wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein im wesentlichen
radial zum Baumstamm gerichteter Druckbalken mit einer
einstellbaren Verstelleinrichtung versehen ist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auf diese
Weise vollkommen gelöst, weil es erstmalig möglich geworden
ist, durch eine genau dosierte Anpreßkraft und Lageeinstel
lung der Druckbalken sicherzustellen, daß die besonderen
Gegebenheiten des jeweils verarbeiteten Holzes unter Berück
sichtigung der eingestellten Verfahrensparameter berücksich
tigt werden. Dies hat im wesentlichen den Vorteil, daß im
Inneren von waldfrischem oder auch trockenerem Holz hydrody
namische Prozesse in den Kapillaren des Holzes vorteilhaft so
gesteuert werden können, daß der Effekt der Vorspaltung und
der Schädigung des Holzverbundes durch Umlenken an der
Schnittstelle minimiert werden kann. Auf die genannte Weise
kann nämlich ein optimaler Kompromiß zwischen den einander
widerstreitenden Forderungen gefunden werden, den Anpreß
druck des Druckbalkens möglichst hoch bzw. möglichst gering
einzustellen. Einen möglichst hohen Druck und Nähe zum
Messer strebt man deswegen an, um zu verhindern, daß der von
dem Messer erzeugte Keilspalt zu weit vor der Messerkante
vorausläuft und einen Einriß im Holz erzeugt, während man
andererseits eine große Entfernung vom Messer wünscht, um
einen geringen Anpreßdruck zu erreichen und um das Abbiegen
des Seitenbrettes in der Höhe der Schneidkante des Messers
so schonend wie möglich zu gestalten. Stellt man nun, wie
erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Druck und die Position
des Druckbalkens gezielt im Hinblick auf den jeweiligen
Anwendungsfall optimal und auch während des Durchlaufens
eines Baumstammes variabel ein, so lassen sich diese beiden
einander widerstrebenden Randbedingungen zu einem optimalen
Kompromiß vereinen.
Bei bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung ist die Kraft
dem Betrag, dem axialen oder radialen Angriffspunkt oder der
Richtung nach einstellbar.
Diese Eingriffsmöglichkeiten, die auch kumuliert eingesetzt
werden können, gestatten es, den jeweiligen Anforderungen
besonders feinfühlig zu entsprechen.
Besonders vorteilhaft ist eine oszillierende Bewegung des
Andrückwerkzeuges in radialer und/oder axialer Richtung.
Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung erfolgt die Einstel
lung der Kraft entlang einem vorgegebenen Verlauf.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß man von vornherein
entsprechend der vorliegenden Holzart, dem Alter, den Abmes
sungen und dergleichen des Baumstammes ein vorgegebenes
Kraftprofil entlang der Baumstammachse an den Druckbalken
einstellen kann. Diese Einstellung kann entweder in Abhän
gigkeit von der Zeit oder in Abhängigkeit von der axialen
Position der Messer am Baumstamm erfolgen, je nachdem, was
zweckmäßiger ist.
Bei weiteren Ausgestaltungen der Erfindung ist hingegen
alternativ oder komplementär vorgesehen, die Einstellung der
Kraft bzw. Lage in Abhängigkeit von am Baumstamm oder am
fertigen Holzerzeugnis ermittelten Meßwerten folgen zu
lassen.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß auch solche Baumstämme
feinfühlig und individuell bearbeitet werden können, bei
denen interessierende Parameter entlang der axialen Länge
des Baumstammes variieren. Man muß hierzu an der jeweils in
Eingriff befindlichen Stelle des Baumstammes bzw. mit kurzer
Voreilung davor interessierende Meßwerte, beispielsweise
Temperatur, Feuchtigkeit oder Farbe des Holzes ermitteln und
danach individuell die Anpreßkraft der Druckbalken einstel
len. Man kann die Meßwerte aber auch am fertigen oder noch
unfertigen Holzerzeugnis, z. B. Seitenbrett, messen. Toleran
zen, die sich in das Holzerzeugnis eingeschlichen haben,
können dann in die Einstellung der Weg/Kraft-Charakteristik
des Druckbalkens einbezogen werden.
Um die vorstehend geschilderten Ausführungsformen der Ver
fahren durchzuführen, sind jeweils geeignete Vorrichtungs
maßnahmen erforderlich. Hierzu gehören insbesondere axial
oder radial gerichtete Kolben-Zylinder-Einheiten, die zum
Verstellen der Druckbalken und zum Einstellen einer bestimm
ten Kraft dienen.
Zum Ansteuern derartiger Verstelleinrichtungen können Funk
tionsspeicher mit vorgegebenen Kraftprofilen und/oder Senso
ren verwendet werden, mit denen Abmessungen, Betriebsparame
tervorrichtung oder Werkstoffeigenschaften des zu bearbei
tenden Baumstammes kontinuierlich erfaßt werden, um in
Abhängigkeit davon den Betrag, die Richtung und die Lage der
Druckbalken einzustellen.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der
Zeichnung.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die
nachstehend noch erläuterten Merkmale nicht nur in der
jeweils angegebenen Kombination sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Die einzige Figur zeigt eine schematisierte
Draufsicht eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In der Figur ist 10 ein teilweise unbearbeiteter, teilweise
bearbeiteter Baumstamm, der spanlos in Holzerzeugnisse,
insbesondere Seitenbretter, zerlegt werden soll.
Hierzu durchläuft der Baumstamm 10 zunächst ein Paar erster
Vorschubwalzen 11, die am noch unbearbeiteten Äußeren des
Baumstammes 10 angreifen. Hinter den ersten Vorschubwalzen
11, die aufgrund der unregelmäßigen Kontur des Baumstammes
10 in radialer Richtung elastisch aufgehängt sein können,
wie mit Pfeilen 12 angedeutet, befinden sich Anflach-Fräs
köpfe 13, die sich um radiale Achsen 14 in Richtung der
eingezeichneten Pfeile 15 drehen. In Fig. 1 ist, auch für
die nachfolgenden Schritte, der Fall eingezeichnet, daß die
Bearbeitung des Baumstammes 10 an zwei gegenüberliegenden
Seiten erfolgt. Es versteht sich jedoch, daß auch alle vier
Seiten des Baumstammes 10 gleichzeitig bearbeitet werden
können, ebenso wie es möglich ist, den Baumstamm 10 nur an
einer oder an drei Seiten zu bearbeiten, wenn dies im Ein
zelfall gewünscht sein sollte.
Mittels der Anflach-Fräsköpfe 13 wird an den beiden Seiten
des Baumstammes 10 eine glatte Oberfläche 18 erzeugt, so daß
radiale Führungen 19, 20 für eine präzise axiale Ausrichtung
des Baumstammes 10 sorgen können. Zwischen den radialen
Führungen 19, 20 befinden sich zweite Vorschubwalzen 21 . Die
zweiten Vorschubwalzen 21 sind, ebenso wie die Anflach-Fräs
köpfe 13, radial feststehend.
In Vorschubrichtung hinter den radialen Führungen 20 befin
den sich im wesentlichen radial ausgerichtete Druckbalken
30, die mit ihrem vorderen freien Ende gegen die Seiten des
Baumstammes 10 drücken. Am hinteren Ende des Druckbalkens 30
befindet sich ein erster Kolben 31, der an einem ersten
Zylinder 32 läuft. Der erste Zylinder 32 kann an der vom
Druckbalken 30 abgewandten Seite über eine erste Drucklei
tung 33 beaufschlagt werden, in der sich ein erstes Dosier
ventil 34 befindet. Das erste Dosierventil 34 wird von einem
Steuergerät 35 betätigt, das einerseits mit Eingängen 36 für
externe Meßsignale versehen ist, andererseits aber auch mit
einem Funktionsspeicher 37 in Verbindung steht, in dem
Kennlinien oder Kennfelder abgespeichert sind.
Der Druckbalken 30 ist ferner mit einem Flansch 38 versehen,
an dem eine Kolbenstange 39 in einer zur Vorschubrichtung
des Baumstammes 10 im wesentlichen parallelen Richtung
angreift. Die Kolbenstange 39 trägt an ihrem vom Flansch 38
abgewandten Ende einen zweiten Kolben 40, der in einem
zweiten Zylinder 41 läuft. Der zweite Zylinder 41 ist mit
tels einer zweiten Druckleitung 42 beaufschlagbar, in der
sich ein zweites Dosierventil 43 befindet. Auch das zweite
Dosierventil 43 wird vom Steuergerät 35 betätigt. Die beiden
Dosierventile 34, 43 können im übrigen an eine gemeinsame
Druckversorgungsleitung 44 angeschlossen sein.
Kurz hinter dem oder den Druckbalken 30, in Vorschubrichtung
des Baumstammes 10 gesehen, befindet sich ein oder mehrere
Messer 50 im Eingriff, um schräg seitlich Seitenbretter 51
abzuspalten. Hinter den Messern 50 befinden sich dritte
Vorschubwalzen 52, die ähnlich wie die zweiten Vorschubwal
zen 21 ausgebildet sind, jedoch radial etwas mehr zugestellt
sind, und zwar um so viel, wie dies der Breite der Seiten
bretter 51 entspricht.
Hinter den dritten Vorschubwalzen 52 können sich weitere
Druckbalken 30 a und Messer 50 a befinden, um weitere Seiten
bretter 51 a abzuspalten.
Zum Erfassen der jeweiligen Lage der Druckbalken 30 bzw. der
Kolbenstangen 39 dienen Lagesensoren 60, 61. Ein Antriebs
sensor 62 ist beispielsweise mit den zweiten Vorschubwalzen
21 verbunden. Ein Zustandssensor 63 ist in der Nähe der
Position angeordnet, in der der Druckbalken 30 seitlich auf
den Baumstamm 10 drückt. Der Zustandssensor 63 kann dort
beispielsweise die Feuchtigkeit, die Temperatur, die Farbe
oder dgl. des Holzes des Baumstammes 10 erfassen. Der Zu
standssensor kann sich auch am Seitenbrett 51 befinden, wie
mit 63′ angedeutet.
Weiterhin ist ein Messerkraftsensor 64 vorgesehen, der die
Betätigungskraft der Messer 50 mißt, ebenso wie Drucksenso
ren 65, 66 vorgesehen sein können, um die Betätigungskraft
der Druckbalken 30 bzw. der Kolbenstangen 39 zu erfassen.
Die Ausgangssignale der Sensoren 60 bis 66 werden den Ein
gängen 36 des Steuergeräts 35 zugeführt.
Mit der vorstehend geschilderten Vorrichtung läßt sich das
folgende Verfahren durchführen:
Die rohen, noch unbearbeiteten Baumstämme 10 werden mittels
der Vorschubwalzen 11, 21, 52 in axialer Richtung bewegt.
Gleichzeitig werden die Betriebsdaten der Vorrichtung,
insbesondere also die Vorschubgeschwindigkeit, die Abmessun
gen des zu bearbeitenden Baumstammes 10, die Betätigungs
kraft der Messer 50 und dergleichen dem Steuergerät 35 über
die Eingänge 36 mitgeteilt. Entsprechendes gilt für Zu
standsgrößen des Baumstammes 10, beispielsweise seine Tempe
ratur oder seine Feuchtigkeit. Auch die Zustandsgrößen der
Verstelleinrichtung des Druckbalkens 30 in radialer und
axialer Richtung werden dem Steuergerät 35 mitgeteilt.
Aus diesen Größen wird nun entsprechend einer vorgegebenen
Beziehung oder in Abhängigkeit von fest im Funktionsspeicher
37 abgelegten Kennlinien oder Kennfeldern Steuersignale für
die Dosierventile 34, 43 erzeugt, um den Druckbalken 30 nach
Lage, Richtung und Betrag seiner Anpreßkraft einzustellen,
beispielsweise auch in oszillierender Bewegung in axialer
und/oder radialer Richtung.
Auf diese Weise läßt sich der Abspaltungsvorgang, der mit
tels der Messer 50 am Baumstamm 10 ausgeführt wird, für
jeden einzelnen Punkt des Baumstammes 10 nach den gerade
vorliegenden Gegebenheiten optimieren.
Claims (14)
1. Verfahren zum spanlosen Zerlegen eines Baumstammes
(10) in Holzerzeugnisse, bei dem der Baumstamm (10) in
axialer Richtung an mindestens einem Messer (50)
vorbeigeführt wird, das seitlich ein Holzerzeugnis,
vorzugsweise ein Seitenbrett (51), von dem Baumstamm
(10) abspaltet, wobei, in Vorschubrichtung des Baum
stammes (10) gesehen, vor dem Messer (50) mittels
eines Andrückwerkzeuges eine radiale Kraft auf die
Oberfläche des Baumstammes (10) ausgeübt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß die vom Andrückwerkzeug ausgeübte
Kraft und/oder dessen Position am Baumstamm (10)
während des Abspaltens einstellbar ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kraft dem Betrag nach eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Kraft dem axialen Angriffspunkt nach
eingestellt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kraft der Richtung nach einge
stellt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Andrückwerkzeug in radialer
und/oder axialer Richtung oszillierend ausgelenkt
wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einstellung der Kraft entlang
einem vorgegebenen Verlauf erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der Verlauf abhängig von der Zeit ist.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich
net, daß der Verlauf abhängig von der axialen Position
des Baumstammes (10) ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einstellung der Kraft in
Abhängigkeit von am Baumstamm (10) oder am Holzerzeug
nis ermittelten Meßwerten erfolgt.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß ein im wesentlichen radial zum Baumstamm (10)
gerichteter Druckbalken mit einer einstellbaren Ver
stelleinrichtung versehen ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verstelleinrichtung eine axial gerichtete
Kolben-Zylinder-Einheit (31, 32) umfaßt, die mittels
eines Steuergerätes (35) einstellbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Verstelleinrichtung eine radial
gerichtete Kolben-Zylinder-Einheit (40, 41) umfaßt,
die mittels eines Steuergerätes (35) einstellbar ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Steuergerät (35) mit einem Funk
tionsspeicher (37) verbunden ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, da
durch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (35) mit
Sensoren (60 bis 65) verbunden ist, mittels derer die
Lage der Verstelleinrichtung, Zustandsgrößen eines
Vorschubantriebes für den Baumstamm (10), die auf das
Messer (50) wirkende Kraft, Zustandsgrößen des Baum
stammes (10) usf. erfaßbar sind.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19863623237 DE3623237A1 (de) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | Verfahren und vorrichtung zum spanlosen zerlegen eines baumstammes in holzerzeugnisse |
PCT/DE1987/000306 WO1988000517A1 (en) | 1986-07-10 | 1987-07-09 | Process and device for cutting up tree trunks into wood products without shavings |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19863623237 DE3623237A1 (de) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | Verfahren und vorrichtung zum spanlosen zerlegen eines baumstammes in holzerzeugnisse |
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Publication Number | Publication Date |
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DE3623237A1 true DE3623237A1 (de) | 1988-01-21 |
DE3623237C2 DE3623237C2 (de) | 1993-01-14 |
Family
ID=6304852
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19863623237 Granted DE3623237A1 (de) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | Verfahren und vorrichtung zum spanlosen zerlegen eines baumstammes in holzerzeugnisse |
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