DE3635716C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Spannen (Festhalten) von Werkstücken aus Holzmaterial, wie Baumstamm, Holzbalken od. dgl., während der Bearbeitung, welche insbesondere in eine Sägeanlage integriert ist, wobei diese Spannvorrichtung aus einer Vakuumsaugplatte besteht, die mehrere Saugöffnungen aufweist, die entsprechend ein- und ausschaltbar sind, abhängig davon, ob sie von dem Werkstück bedeckt oder nicht bedeckt sind.

Bisher werden die in einer Sägeanlage in Bretter, kleine Balken od. dgl. aufzuteilenden großen Baumstämme, Holzbalken u. dgl. durch von oben und unten auf das Holzmaterial einwirkende Spannkeile festgehalten.

Hierbei entsteht der Nachteil, daß die Spannkeile in das Holz eindringen und somit dessen Oberfläche beschädigen. Da die Baumstämme nach jedem Sägeschnitt um ihre Längsachse um ein Viertel ihres Umfanges gedreht werden, erfolgt bei jedem neuen Spannvorgang wiederum das Eindringen der Spannkeile in das Holz und somit die Beschädigung der Oberfläche der geschnittenen Bretter od. dgl.

Weiterhin von Nachteil sind die Spannkeile in der Schnitt­ ausnutzung, denn das Holz kann im Querschnitt von der Säge nur soweit zerschnitten werden, bis die Säge an die Spannkeile herankommt und dann bleibt immer ein Holzverlust zurück und gerade in der heutigen Zeit soll das wertvolle Holz voll ausgenutzt werden.

Auch sind verschiedene Vakuumsaugplatten (z. B. aus der CH-PS 5 14 395, der US-PS 33 07 816, der DE-PS 23 53 006, der DE-PS 10 16 094 und der DE-PS 36 52 075) zum Festhalten von Werkstücken der verschiedenen Art bekannt geworden; hierbei werden die Saugöffnungen in der Vakuumsaugplatte durch das sie bedeckende oder nicht bedeckende Werkstück ein- und ausgeschaltet.

Da jedoch alle Saugöffnungen an ein gemeinsames Saugkanalsystem angeschlossen sind, ist einerseits eine hohe Saugleistung erforderlich und sind andererseits in den Saugöffnungen Steuerventile zur Aufrechterhaltung der Saugkraft (des Vakuums) bei durch das Werkstück abgedeckten Saugöffnungen und zum Absperren der freiliegenden Saugöffnungen notwendig.

Diese Steuerung erfolgt nur durch das Werkstück und dessen Lage, ist also nicht kontrolliert und kann deshalb bei Verschmutzungen in den Saugöffnungen zu Störungen führen, so daß durch ungezielte Saugwirkung ein unnötiger Energieverlust entsteht.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine nach der eingangs genannten Art aufgebaute Spannvorrichtung für Werkstücke aus Holzmaterial dahingehend zu verbessern, daß durch Registrieren der jeweiligen Werkstückgröße in einfacher, sicherer und automatischer Weise immer nur die im Bereich des Werkstückes liegenden Saugöffnungen (-zonen) einer Saugwirkung unterliegen und somit nur eine auf das Werkstück abgestellte Energieleistung erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wobei noch die in den Unteransprüchen aufgeführten Gestaltungsmerkmale vorteilhafte Weiterbildungen der Aufgabenlösung darstellen.

Der Gegenstand der Erfindung erstreckt sich nicht nur auf die Merkmale der einzelnen Ansprüche, sondern auch auf deren Kombination.

Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung arbeitet mit einer senkrecht stehenden Vakuum-Saugplatte, welche zu bearbeitendes, insbesondere zu sägendes Holzmaterial fest gegen zwei Anschläge zieht, und dadurch einerseits ein oberflächenschonendes, keine Beschädigungen der Holzoberfläche ergebendes Spannen gewährleistet und andererseits ein Zersägen des gesamten Holzmaterialquerschnittes ohne Reststücke ermöglicht. Die Saugplatte ist in einzelne Saugzonen aufgeteilt, die durch Taster gesteuert werden, welche mit dem Holzmaterial zusammenwirken und den beim Sägen immer kleiner werdenden Holzquerschnitt genau registrieren und dementsprechend die Saugzonen ein- bzw. ausschalten, so daß immer eine gezielte, energiesparende Saugleistung erfolgt.

Auf vom Werkstück nicht bedeckte Saugzonen wird auch keine Saugwirkung ausgeübt, da die Zonen einzeln gesteuert werden.

Die Saugplatte ist des weiteren zur Vermeidung von Beschädigungen an ihrer Saugseite gegenüber den Anschlägen für das Holzmaterial verfahrbar und fährt erst gegen das Holzmaterial und saugt dieses an, wenn es bereits vor den Anschlägen liegt. Da beim Aufteilen des Holzmaterialquerschnittes dieses ständig um seine Längsachse gedreht wird, wird nach jeder Drehung von den Tastern der Querschnitt abgetastet und dann werden die entsprechenden Saugzonen gesteuert.

Die Vakuum-Saugplatte ist einfach aufgebaut und hat eine sichere Wirkungsweise sowie läßt sich günstig in eine Sägeanlage integrieren.

Anhand der Zeichnungen wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Spannvorrichtung für Holzmaterial, die eine zwischen zwei Auflageflä­ chen für das Holzmaterial verfahrbare, aufrechte Vakuum-Saugplatte aufweist und in eine Säge integriert ist;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Spannvorrichtung mit Saugplatte, Vakuumspeicher, Vakuumverteiler, Luftfilter und Saug­ plattenaufhängung;

Fig. 3 eine Draufsicht auf dieselbe Spannvorrichtung;

Fig. 4 eine Vorderansicht der Saugplatte mit Saugöffnungen und diesen zugeordneten Tastern;

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Spannvorrichtung mit Vakuumpumpe, Vakuumspeicher, Ventilen, Vakuum­ verteiler, Vakuum-Saugplatte und zwischen Saugplatte und Vakuumverteiler verlaufenden Saugleitungen mit eingesetzten Ventilen;

Fig. 6 eine schematische Draufsicht auf die gegenüber den Anlageflächen zurückgefahrene Saugplatte bei Zufüh­ ren des Holzmaterials gegen die Anlagefläche;

Fig. 7 eine schematische Draufsicht auf die vorgefahrene und das Holzmaterial gegen die Anlagefläche spannen­ de Saugplatte.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Spannen (Festhalten) von Holzmaterial 1, wie Baumstamm, Holzbalken od. dgl., während der Bearbeitung, insbesondere während des Sägens, weist eine aufrechtstehende Vakuum-Saugplatte 2 auf, welche gegenüber Anlageflächen (Anschlägen) 3 für das Holzmaterial 1 quer zu ihrer senkrechten Standebene verfahrbar ist und mehre­ re Saugöffnungen 4 bis 8 aufweist, die von das Holzmaterial 1 berührungslos abtastenden Tastern 9 bis 13 in ihrer Saugwirkung steuerbar, d. h., ein- und abschaltbar, sind, so daß sie saugen oder nicht saugen.

Die Saugplatte 2 hat in bevorzugter Weise eine rechteckige Grund­ form und verläuft mit ihrer längeren Rechteckseite (Längsrichtung) in Längsrichtung des Holzmaterials, verläuft also in horizontaler Richtung.

Die Saugplatte 2 hat mehrere parallel übereinander verlaufende Saugöffnungsreihen (Saugzonen) A bis E und jede Saugöffnungsreihe setzt sich aus mindestens zwei Saugöffnungen 4 bis 8 zusammen, wo­ bei die beiden Saugöffnungen 4 bis 8 jeder Reihe A bis E in einem großen Abstand und die ebenfalls in zwei Reihen senkrecht überein­ ander angeordneten Saugöffnungen 4 bis 8 in einem kleinen Abstand zueinander angeordnet sind. Die beiden Saugöffnungen 4 bis 8 jeder in Längsrichtung der Saugplatte 2 verlaufenden Reihe A bis E haben einen mehrfach größeren Abstand zueinander als die senkrecht über­ einander angeordneten Saugöffnungen 4 bis 8 (vergl. Fig. 4).

Jeder Saugöffnungsreihe A bis E ist ein Taster 9 bis 13 in Form einer Lichtschranke, einer Fotozelle, eines Laserlichtauges od. dgl. zugeordnet und dabei liegen diese Taster 9-13 ebenfalls senkrecht übereinander und seitlich neben einer senkrecht verlaufenden Saug­ öffnungsreihe (vergl. Fig. 4).

An der Saugseite zeigt die Saugplatte 2 eine randseitig umlaufende Dichtung 14 und zwischen jeder in horizontaler Richtung verlaufenden Saugöffnungsreihe A bis E ist eben­ falls eine in Saugplatten-Längsrichtung verlaufende Dich­ tung 15 vorgesehen, so daß jede Saugzone A bis E gegenüber den anderen Saugzonen A bis E abgeteilt (abgeschlossen) ist.

Die Saugplatte 2 ist mittels einer mittigen Gelenkaufhängung 16 an einem Traggestell 17 gelagert und mit diesem Traggestell 17 auf horizontalen Führungen 18 wagen- od. schlittenartig quer zu ihrer senkrechten Standebene und somit auch quer (recht­ winklig) zur Längsrichtung des Holzmaterials 1 hin- und herfahrbar (in Pfeilrichtung F und G stufenlos verschiebbar).

Die Saugplatte 2 steht zwischen zwei aufrechten Anschlägen 3, welche die Anlageflächen für das zu bearbeitende Holzmaterial 1 ergeben und welche Teile einer Sägeanlage 36 sind, in die die erfindungsgemäße Spannvorrichtung integriert ist.

Auf bzw. an dem Traggestell 17 ist ein Vakuumspeicher 19 und ein Vakuumverteiler 20 angeordnet, die von geschlossenen Behältern, Kammern, Gehäusen od. dgl. gebildet sind. Der Vakuumspeicher 19 steht über zwei Luftleitungen 21 mit jeweils einem darin angeord­ neten Ventil 22 mit vom Vakuumverteiler 20 in Verbindung, wobei diese beiden Luftleitungen 21 von zwei sich gegenüberliegenden Seiten seitlich in den Vakuumverteiler 20 einmünden. Der Vakuum­ speicher 19 wird über eine Luftleitung 23 mit darin eingesetztem Luft­ filter 24 von einer Vakuumpumpe 25 mit Vakuum versorgt.

Von dem Vakuumverteiler 20 geht zu jeder Saugöffnung 4 bis 8 in der Saugplatte 2 eine Luftleitung 26 mit darin angeordne­ tem Ventil 27 sowie Luftfilter 28 ab. Dabei ist in die beiden Luftleitungen 26, die zu den beiden untersten Saugöffnungen 4 führen, kein Ventil 27 eingesetzt, jedoch in alle anderen Luft­ leitungen 26.

Die Taster 9 bis 13 sind über elektrische Leitungen 29 mit einer elektrischen und elektronischen Schalt- und Steuereinrichtung 30 verbunden, von der aus die Ventile 27, 22 und ggf. auch die Vaku­ umpumpe 25 , gesteuert werden.

Das Festspannen des Holzmaterials 1 mittels der Saugplatte 2 und der Anschläge 3 geschieht folgendermaßen:

Das Holzmaterial 1, ein Baumstamm oder ein Balken, wird quer zu seiner Längsrichtung in Pfeilrichtung H auf Führungen 31 durch geeignete Zubringer, wie Ketten mit Mitnehmern, Wurfschaufeln od. dgl. gegen die Anschläge 3 gefördert. Hierbei ist die Saug­ platte 2 in Pfeilrichtung F gegenüber den Anschlägen 3 zurückge­ fahren worden (vergl. Fig. 6), so daß das mit Wucht und hoher Druckkraft gegen die Anschläge 3 laufende Holzmaterial 1 die Saugplatte 2 nicht beschädigen kann.

Wenn das Holzmaterial 1 an den Anschlägen 3 anliegt, fährt die Saugplatte 2 in Pfeilrichtung G auf das Holzmaterial 1 zu und saugt dieses an und zieht es fest in Pfeilrichtung K gegen die Anschläge 3, so daß es durch das Vakuum der Saugplatte 2 an die­ se angesaugt und von dieser an den Anschlägen 3 gespannt festge­ halten wird.

Nun kann die Bearbeitung des Holzmaterials 1 durch eine Säge 32, die beispielsweise in Längsrichtung des Holzma­ terials 1 hin- und herfährt, erfolgen und das Holzmaterial 1 wird in schmale Bretter oder kleine Bal­ ken aufgeteilt.

Sobald das Holzmaterial 1 an der Saugplatte 2 zur Anlage kommt, stellen die Taster 9 bis 13, die vom Holzmaterial 1 abgedeckt werden, fest, daß Holzmaterial 1 vorhanden ist und steuern dann die Saugöffnungen 4 bis 8, indem diese durch Öffnen der Ventile 27 vom Vakuumverteiler 30 ihr Vakuum erhalten, d. h., es wird Luft angesaugt und dadurch werden die Vakuumzonen A bis E unter Vakuum versetzt und durch dieses Vakuum wird das Holzmaterial 1 so lange festgehalten, bis der Sägevorgang beendet worden ist. Dann erfolgt über die Schalt- und Steuereinrichtung 30 ein Schlie­ ßen der Ventile 5 bis 8 und das Vakuum ist aufgehoben.

In die beiden Luftleitungen 26 zu den beiden untersten Saugöff­ nungen 4 ist kein Ventil 27 eingesetzt, so daß diese ständig sau­ gen, und zwar so lange wie sich Holzmaterial im Bereich ihres Ta­ sters 9 liegt, egal ob direkt an der Saugplatte 2 oder mit Abstand davor.

Das Holzmaterial 1 wird während des Sägens auf Bretter oder Balken mehrfach um seine Längsachse gedreht, was durch schwenkbare Hubgabeln 33 der Sägeanlage bewirkt wird.

Dadurch wird der Querschnitt des Holzmaterials 1 nach jedem Sägevorgang kleiner und dadurch werden dann nicht mehr alle, sondern nur einzelne Saugöffnungen 4 bis 8 wirksam, und zwar immer die, deren Tasten 10 bis 13 noch Holzmaterial feststellt.

Die Saugöffnungen 8 werden vom Taster 13, die Saugöffnungen 7 vom Taster 12, die Saugöffnungen 6 vom Taster 11 und die Saug­ öffnungen 5 vom Taster 10 gesteuert, ein- und ausgeschaltet. Da bei der Querschnittsverringerung des Holzmaterials 1 dessen Höhe allmählich abnimmt, denn es liegt immer unten auf den Füh­ rungen 31 als Bezugsfläche auf, werden die Saugöffnungen 8 bis 5 von oben nach unten ausgeschaltet. Die beiden untersten, vom Ta­ ster 9 gesteuerten Saugöffnungen 4 saugen immer und werden erst ausgeschaltet, wenn kein Holzmaterial 1 mehr vorhanden ist. Das Ein- und Ausschalten der Saugöffnungen 4 bis 8 ist also von der Querschnittsgröße und somit von der Höhe des Holzmaterials 1 ab­ hängig und dieses wird von den Tastern 9 bis 13 registriert und gesteuert.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, kann die Saugplatte 2 auch beheizbar ausgebildet sein, indem auf ihre Rückseite eine Zusatzplatte 34 mit darin angeordneten Heizelementen 35 aufgebracht ist, die ihre Wärme auf die Saugplatte 2 überträgt. Dieses ist insbesondere bei der kalten Jahreszeit von Vorteil, da dann ein Zufrieren der Saug­ öffnungen 4 bis 8 verhindert wird, zumal auch das Holzmaterial 1 oft mit Feuchtigkeit, Schnee und Eis behaftet ist.

Durch die Schwenkaufhängung 16 kann sich die Saugplatte 2 in günstiger Weise an die Längsform des Holzmaterials 1 anpassen, wodurch immer eine sichere Anlage erreicht wird.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, diese Spannvorrichtung mit senkrecht arbeitender Saugplatte 2 auch zum Spannen und Fest­ halten anderer Werkstücke in anderen Industriezweigen einzu­ setzen.

Die Saugöffnungen 4 bis 8 sind von Senklochbohrungen gebildet und die Taster 9 bis 13 in der Saugplatte 2 gelagert. Die Luft­ leitungen 21, 23, 26 sind in bevorzugter Weise von flexiblen Schlauchleitungen gebildet. Es können aber auch teilweise metal­ lische Leitungen eingesetzt sein.

Die Vakuumpumpe 25 läßt sich ebenfalls am Traggestell 17 lagern oder im Abstand dazu in der Sägeanlage 36 anordnen.

In Fig. 2 ist in strich-punktierten Linien das Holzmaterial 1 gezeigt, welches von den Saugreihen A, B und C an der Saugplat­ te 2 festgesaugt und somit gespannt gehalten wird. Die beiden anderen darüberliegenden Saugreihen sind wirkungslos, da ihre Taster nicht von Holzmaterial 1 abgedeckt werden.

Claims (9)

1. Spannvorrichtung für Werkstücke aus Holzmaterial während der Bearbeitung, die aus einer Vakuumsaugplatte besteht die mehrere Saugöffnungen aufweist, die entsprechend ein- und ausschaltbar sind, abhängig davor, ob sie von dem Werkstück bedeckt oder nicht bedeckt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugöffnungen (4 bis 8) von das Werkstück (1) berührungslos erfassenden Tastern (9 bis 13) in ihrer Saugwirkung ein- und ausschaltbar sind.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufrechtstehende Saugplatte (2) in bekannter Weise mehrere parallel übereinander verlaufende, gegeneinander durch Dichtungen (14, 15) abgeteilte Saugzonen bildende Saugöffnungsreihen (A bis E) aus jeweils mindestens zwei Saugöffnungen (4 bis 8) aufweist und jeder Saugöffnungsreihe (A bis E) ein Taster (9 bis 13) in Form einer Lichtschranke, einer Fotozelle, eines Laser-Lichtauges od. dgl., zugeordnet ist.

3. Spannvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugplatte (2) in bekannter Weise eine rechteckige Grundform hat und mit ihrer größeren Rechteckausdehnung in Horizontalrichtung und in Längsrichtung des Holzmaterials (1) verläuft und die beiden Saugöffnungen (4 bis 8) jeder Reihe (A bis E) in einem in Platten-Längsrichtung verlaufenden mehrfach größeren Abstand zueinander angeordnet sind als die ebenfalls in zwei senkrechten Reihen angeordneten, übereinanderliegenden Saugöffnungen (4 bis 8).

4. Spannvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Taster (9 bis 13) in einer senkrechten Reihe seitlich neben einer senkrechten Saugöffnungsreihe in der Saugplatte (2) angeordnet sind und dabei der Taster (9) für die unterste Saugöffnungsreihe (A) innerhalb dieser Reihe (A) liegt und der Taster (10 bis 13) für jede weitere Reihe (B bis E) um eine Reihe nach oben versetzt angeordnet ist.

5. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Taster (9 bis 13) jeweils über eine elektrische Leitung (29) mit einer elektrischen und/oder elektronischen Schalt- und Steuereinrichtung (30) zum Öffnen und Schließen der den Saugöffnungen (4 bis 8) zugeordneten Ventilen (27) verbunden sind.

6. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugplatte (2) durch eine mittige Schwenkauf­ hängung (16) an einem Traggestell (17) gelagert und mit dieser auf Führungen (18) wagen- oder schlittenartig in horizontaler Ebene quer zu ihrer Längsrichtung und zu ihrer Standebene gegenüber Anlageflächen (3) für die Werkstücke (1) verfahrbar ist.

7. Spannvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Traggestell (17) ein Vakuumspeicher (19) und ein Vakuumverteiler (20) gelagert und der Vakuumspeicher (19) über eine Luftleitung (23) mit einer Vakuumpumpe (25) und über zwei Luftleitungen (21) mit darin eingesetzten Ventilen (22) mit dem Vakuumverteiler (20) verbunden ist, wobei diese beiden Luftleitungen (21) an sich gegenüberliegenden Seiten seitlich in den Vakuumverteiler (20) einmünden.

8. Spannvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Saugöffnung (4 bis 8) über eine Luftleitung (26) mit dem Vakuumverteiler (20) verbunden ist und dabei in alle Luftleitungen (26) bis auf die beiden Luftleitungen (26) für die unterste Saugöffnungsreihe (A) je ein Ventil (27) eingesetzt ist.

9. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugplatte (2) an ihrer Rückseite mit einer Zusatzplatte (34) mit darin eingesetzten Heizelementen (35) ausgestattet ist.