DE4400600A1 - Verfahren zum Zerlegen eines Baumstammes in allseitig bearbeitete Holzerzeugnisse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zerlegen eines konisch geformten und mit axialen Fasern versehenen Baumstammes in allseitig bearbeitete Holzerzeugnisse.

Ein Verfahren der vorstehend genannten Art ist aus der DE-PS 31 14 843 bekannt.

Bei dem bekannten Verfahren wird der konisch geformte Baumstamm auf einen in einer Horizontalebene laufenden Förderer aufgelegt. Mittels Zerspanerwerkzeugen wird der Baumstamm zunächst beid­ seitig angeflacht. In einem darauffolgenden Arbeitsschritt werden mit Eckenfräsern längs verlaufende Ecken am Baumstamm angebracht. Die Eckenfräser sind dabei in der Höhe verfahrbar und werden so eingestellt, daß sie in einer Richtung parallel zur Längsmit­ telachse am Baumstamm entlanglaufen. Das so erzeugte Model wird dann mittels Kreissägen zerlegt, indem zunächst entlang der Innenseiten der Ecken Sägeschnitte geführt werden, um Seiten­ bretter von der Hauptware abzutrennen.

Bei diesem und anderen bekannten Profilierverfahren ist von Nachteil, daß das Model entlang der Längsmittelachse des Baumstammes erzeugt wird. Wegen der Konizität des Baumstammes muß dieser daher an seinem Umfang abgespant werden, und zwar mit zunehmender Eingriffstiefe in Richtung des dickeren Stamm­ endes. Es ist auch bekannt, bei sehr langen und stark konischen Baumstämmen zunächst im Bereich des dicken Stammendes axiale Sägeschnitte im Bereich des Baumumfanges zu führen, damit nicht das gesamte wegzunehmende Holz zerspant wird, sondern zumindest kürzere Bretter erzeugt werden.

Diesen bekannten Verfahren ist damit der Nachteil gemeinsam, daß das verbleibende Holz des Models im Zentrum des Baumstammes liegt. Es ist jedoch andererseits bekannt, daß das Holz im Zentrum eines Baumstammes das qualitativ schlechteste Holz ist, während sich das höherwertige Holz im Bereich des Umfanges befindet. Man muß daher bei Anwendung der bekannten Verfahren mitunter beim Zerlegen des Models im Zentrum desselben einen Bereich herausschneiden, der nur für Verwendungen mit geringen Qualitätsanforderungen an das Holz brauchbar ist oder sogar anderweitig entsorgt wird.

Die vorstehend genannten Nachteile werden noch gravierender, wenn Baumstämme zerlegt werden, die zusätzlich zu ihrer Konizität noch gebogen sind. Üblicherweise verläuft die Biegung oder Krümmung dabei in einer Vorzugsebene. Bei derartigen Baumstämmen ist es bekannt, den Baumstamm ein- oder beidseitig an einer Seite abzusägen, damit der Baumstamm dann mit vertikal stehender Krümmungsebene in einer Sägewerksanlage verarbeitet werden kann. Man macht sich dabei die Tatsache zunutze, daß ein gekrümmter Baumstamm wenigstens in Ebenen parallel zur Krümmungsebene mit herkömmlichen, vertikal laufenden Sägen zerlegt werden kann, also in herkömmlichen Sägewerksanlagen verarbeitbar ist.

Wenn jedoch so verfahren wird, dann liegt das Model derart im Baumstamm, daß die axial verlaufenden Fasern bogenförmig durch das Model laufen. Die Oberfläche des Models schneidet daher die bogenförmig verlaufenden Fasern in weiten Bereichen, so daß Holzerzeugnisse von verminderter Festigkeit entstehen.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß Holzerzeugnisse mit der besten Holzqualität im Baumstamm erzeugt werden. Ferner sollen die Fasern möglichst parallel zur Längsrichtung des fertigen Holzerzeugnisses verlaufen.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Holzerzeugnisse im wesentlichen gleichgerichtet zu den Fasern und gleichgerichtet zu Mantellinien des Baumstammes erzeugt werden.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.

Das der Erfindung zugrunde liegende Verfahren löst sich nämlich grundsätzlich von herkömmlichen Zerlegungsverfahren, insbesondere Profilierverfahren für Baumstämme. Bei herkömmlichen Verfahren ging man nämlich wie selbstverständlich davon aus, daß das Model, d. h. die Gesamtheit der zu erzeugenden Holzerzeugnisse einstückig ist und im Zentrum des Baumstammes liegt. Von dieser Vorstellung löst sich das erfindungsgemäße Verfahren grundsätzlich, weil nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Holzerzeugnisse orientiert zu Mantellinien des Baumstammes erzeugt werden. Auf diese Weise wird zunächst der Holzbereich optimaler Qualität am Baumstamm ausgenutzt, nämlich der Holzbereich am Umfange des Baumstammes und zum anderen ergibt sich dadurch beim fertigen Holzerzeugnis eine im wesentlichen faserparallele Struktur, bei der die Fasern des Holzes im wesentlichen nur noch aus den schmalen Stirnseiten der Holzerzeugnisse austreten.

Infolge der Tatsache, daß die Holzerzeugnisse am Umfang des Baumstammes erzeugt werden, liegt das infolge der Konizität des Baumstammes anfallende Restholz im Zentrum des Baumstammes, also gerade dort, wo das Holz die niedrigste Qualität hat. Das auf diese Weise anfallende Restholz kann dann entweder zu Holzerzeugnissen minderer Qualität verarbeitet oder zerspant oder sonstwie entsorgt werden.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Baumstamm in einer Ebene gekrümmt, und die Holzerzeugnisse werden gleichgerichtet zu den Mantellinien maximaler Konvexität bzw. Konkavität erzeugt.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß auch bei gekrümmten Baum­ stämmen üblicher Art Holzerzeugnisse mit im wesentlichen faserparalleler Struktur erzeugt werden. Da die Holzerzeugnisse gleichgerichtet zu den Mantellinien maximaler Krümmung erzeugt werden, und die Krümmung bei derartigen Baumstämmen in der Regel auf eine einzige Ebene beschränkt ist, kann man die Baumstämme auch weitgehend in herkömmlichen Anlagen verarbeiten.

Hierzu wird gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Aus­ führungsbeispiels der Baumstamm zunächst zweiseitig parallel zu einer Bezugsebene angeflacht und dann profiliert.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß im übrigen bekannte Pro­ filierungsverfahren zur Maximierung der Holzausbeute eingesetzt werden können.

Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung dieses Ausführungs­ beispiels wird beim Anflachen eine Seitenware erzeugt, die gleichgerichtet zur Linie höchster Erhebung über der beim Anflachen erzeugten Flachseite im Baumstamm liegt.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß als Seitenware beispielsweise je ein Brett höchster Qualität erzeugt wird, wobei diese Bretter infolge der Konizität des Baumstammes unter einem spitzen Winkel zueinander im Baumstamm liegen.

Ferner ist bei der Erfindung bevorzugt, wenn die Bezugsebene parallel zur Ebene der Krümmung liegt.

Auch diese Maßnahme hat den Vorteil, daß weitgehend herkömmliche Anlagen zum Zerlegen des Baumstammes verwendet werden können.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach­ stehend noch zu erläuternden 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. Es zeigen:

Fig. 1A-1B in Seitenansicht und in Draufsicht (nicht maßstäblich) einen konischen und gekrümmten Baumstamm sowie ein aus dem Baumstamm erzeugtes Model mit angedeuteter Zerlegung in Hauptware und Seitenware, jeweils nach dem Stand der Technik;

Fig. 2A-2D eine Darstellung, ähnlich Fig. 1A-1B, zur Er­ läuterung von ersten Schritten eines Ausführungs­ beispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 3A-3D eine Darstellung, ähnlich Fig. 2A-2D, jedoch für darauffolgende Schritte des Verfahrens;

Fig. 4A-4D eine weitere Darstellung, ähnlich Fig. 2A-2D, jedoch für noch weitere Schritte des Verfahrens;

Fig. 5A-5D eine weitere Darstellung, ähnlich Fig. 2A-2D, für weitere darauffolgende Schritte des Verfahrens.

Bei dem in den Fig. 1A und 1B dargestellten Stand der Technik bezeichnet 10 einen Baumstamm, dessen Konizität und Krümmung zur besseren Veranschaulichung weit übertrieben dargestellt sind. Der Baumstamm 10 weist ein dünnes Ende 11 und ein dickes Ende 12 auf. Die dazwischenliegende Mantelfläche 13 ist kegel­ förmig.

Die Konizität des Baumstammes 10 ist in der Draufsicht gemäß Fig. 1B zu erkennen. Mit 14 ist dort eine konvexe Mantellinie und mit 15 eine konkave Mantellinie bezeichnet, wobei die Mantellinien 14, 15 jeweils den Ort der maximalen Konvexität bzw. Konkavität darstellen. Die Mittellinie 16 des Baumstammes 10 verläuft in der Darstellung der Fig. 1B ebenfalls gekrümmt.

Mit 17 sind Fasern des Baumstammes 10 bezeichnet. Diese Fasern 17 verlaufen im wesentlichen gleichgerichtet zur Mittellinie 16, haben aber im Bereich der konkaven Mantellinie 15 einen kleineren Krümmungsradius als im Bereich der konvexen Mantellinie 14. Mit d₁ und d₂ ist in Fig. 1B noch angedeutet, daß die Faserabstände bzw. Faserdicken vom dünnen Ende 11 zum dicken Ende 12 hin zunehmen.

Mit 18 ist in Fig. 1A schließlich diejenige Ebene bezeichnet, in der der Baumstamm 10 gekrümmt ist. Da der Baumstamm 10 nur in dieser einen Ebene 18 gekrümmt ist, erscheint die Mittellinie 16 in Fig. 1A als Gerade.

In Fig. 1A ist ferner ein Model eingezeichnet bzw. eine Zer­ legungsvorschrift für den Baumstamm 10. Mit 20 ist dabei eine sogenannte Hauptware bezeichnet, nämlich im dargestellten Beispiel zwei massive Kanthölzer, während 21 die sogenannte Seitenware bezeichnet, das sind im dargestellten Ausführungs­ beispiel vier Seitenbretter.

Der verbleibende Restbereich 22, dessen Dicke zum dicken Ende 12 des Baumstammes 10 hin naturgemäß zunimmt, wird bei herkömm­ lichen Verfahren zerspant oder zu sogenannter Kurzware, d. h. kurzen Brettern verarbeitet.

Da, wie eingangs geschildert, bei herkömmlichen Verfahren das Model bestehend aus Hauptware 20 und Seitenware 21 in das Zentrum des Baumstammes 10 gelegt wird, ergibt sich seine Lage im Baumstamm wie strichpunktiert in Fig. 1B dargestellt ist. Dort ist deutlich zu erkennen, daß die Außenkontur der strichpunktiert eingezeichneten Hauptware 20 die Fasern 17 in großen Bereichen schneidet, so daß insbesondere die Ecken der Hauptware 20 an den axialen Enden nur von geringer Stabilität sind, weil sowohl im Bereich der Stirnseite wie auch im Bereich der Flachseite der Hauptware 20 die Fasern 17 dort austreten.

Ferner erkennt man aus Fig. 1B deutlich, daß die Hauptware 20 überwiegend aus Holz im Zentrum des Baumstammes 10 besteht, während das an sich wertvollere Holz im Bereich der Mantelfläche 13 ungenutzt bleibt und beispielsweise zerspant wird.

In dieser Hinsicht soll mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Abhilfe geschaffen werden.

In den Fig. 2A-2D sind erste Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. So erkennt man wieder einen Baumstamm 30 mit einem dünnen Ende 31 und einem dicken Ende 32, wobei die Mantelfläche des Baumstammes 30 wiederum mit 33 bezeichnet ist. Eine konvexe Mantellinie 34 und eine konkave Mantellinie 35 kennzeichnen wieder die Bereiche größter Konvexität bzw. Konkavität beidseits der gekrümmten Mittellinie 36. Die Fasern 37 verlaufen auch hier gleichgerichtet zur Mittellinie 36. Auch der Baumstamm 30 ist nur in einer einzigen Ebene 38 gekrümmt.

Insoweit sind die Verhältnisse identisch zu den in den Fig. 1A und 1B dargestellten.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zunächst Bretter 41 abgetrennt, die oberhalb bzw. unterhalb der Ebene 38 liegen und parallel zu Mantellinien der Mantelfläche 33 verlaufen. Hierzu ist es erforderlich, einen schrägen Sägeschnitt zu führen, da die Bretter 41 um den halben Konuswinkel des Baumstammes 30 geneigt zur Mittellinie 36 verlaufen. Man kann die Bretter 41 bei einer ersten Variante der Erfindung unmittelbar vom Baumstamm 30 absägen, indem ein entsprechend schräger Sägeschnitt geführt wird. Alternativ kann man auch zunächst ein Model 40a durch zwei parallele Sägeschnitte heraussägen, wie in Fig. 2A mit zwei Flachseiten 42 angedeutet. Die Flachseiten 42 liegen dabei parallel zur Krümmungsebene 38. Die abgetrennten Seiten des Baumstammes 30 können dann in einer separaten Sägeeinrichtung weiterverarbeitet werden, um nun die Bretter 41 abzusägen.

Wie man deutlich aus Fig. 2B erkennt, liegen die Bretter 41 dabei noch nicht optimal zur Richtung der Fasern 37. Die Bretter 41 bestehen jedoch aus qualitativ hochwertigem Holz, weil sie aus dem Bereich der Mantelfläche 33 herausgeschnitten werden.

Bei der Darstellung der Fig. 3A-3D ist das Model 40b nicht nur, wie bereits erläutert, zweiseitig bei 42 angeflacht, man erkennt auch, daß eine Waldkante 43 nur noch im Bereich der konkaven Mantellinie 35 vorhanden ist, weil die auf der gegen­ überliegenden konvexen Mantellinie 34 befindliche Waldkante bereits abgespant wurde, wie mit einer zweiten Flachseite 45 angedeutet. Die zweite Flachseite 45 wurde erzeugt, indem ein geeignetes Spanerwerkzeug entlang einer gekrümmten ersten Fläche 44 am Baumstamm 30 entlanggeführt wurde.

Mit an sich bekannten Eckenfräsen werden nun gleichgerichtet zu den Mantellinien 34 bzw. 35 Ecken 50 über die gesamte axiale Länge des Models 40b angebracht.

In den Fig. 4A-4D ist zu erkennen, daß nunmehr das Model 40c in einem ersten Arbeitsgang zerlegt wird, indem zunächst an der konvexen Mantellinie 34 entlang einer zweiten Fläche 51 ein erstes Seitenbrett 55 abgesägt wird, während dann entlang einer dritten Fläche 52 eine erste Hauptware 56 vom Model 40c abgetrennt wird. Die Sägeschnitte verlaufen dabei nicht-gerade.

Die gekrümmten Flächen 51 und 52 haben dabei einen konstanten Abstand zueinander, wie mit einer konstanten Dicke D für die erste Hauptware 56 in Fig. 4B angedeutet.

Es ist ferner aus Fig. 4B zu erkennen, daß die Fasern 37 gleichgerichtet zum ersten Seitenbrett 55 bzw. zur ersten Hauptware 56 verlaufen.

In entsprechender Weise wird nun, wie in den Fig. 5A-5D dargestellt, das verbleibende Model 40d weiter zerlegt, indem im Bereich der konkaven Mantellinie 35 entlang einer vierten Fläche 58 sowie einer fünften Fläche 59 eine zweite Hauptware 60 sowie ein zweites Seitenbrett 61 erzeugt werden. Auch hier gilt, daß die Flächen 58, 59 zueinander einen konstanten Abstand aufweisen und gleichgerichtet zur konkaven Mantellinie 35 verlaufen.

Die Seitenbretter 55 und 61 sowie die Hauptwaren 56 und 60 haben dabei vorzugsweise, jedoch nicht zwingend, dieselbe Querschnitts­ form, sie weisen lediglich einen etwas unterschiedlichen Krüm­ mungsradius sowie eine geringfügig unterschiedliche Länge auf.

Diese gekrümmten Holzerzeugnisse 55, 56, 60, 61 werden nun anschließend in eine gerade Form gebracht und dabei oder anschließend getrocknet.

Aus Fig. 5B erkennt man ferner noch sehr anschaulich, daß ein keilförmiger Rest 65 des Models 40d verbleibt, der auf die konische Form des Baumstammes 30 zurückzuführen ist. Der Rest 65 liegt im Baumstamm 30 um die Mittellinie 36 herum, also im Bereich der niedrigsten Holzqualität.

Insgesamt erkennt man daher deutlich, daß nach dem erfindungs­ gemäßen Verfahren Holzerzeugnisse 55, 56, 60, 61 erzeugt werden, die einerseits praktisch vollständig faserparallel strukturiert sind und andererseits aus dem Randbereich des Baumstammes 30 entnommen werden, wo die höchste Holzqualität vorliegt. Die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Holzerzeug­ nisse haben daher in zweierlei Hinsicht eine systematisch höhere Qualität als Holzerzeugnisse, die nach dem eingangs geschilderten Stand der Technik hergestellt wurden.

Claims (5)

1. Verfahren zum Zerlegen eines konisch geformten und mit axialen Fasern (17; 37) versehenen Baumstammes (10; 30) in allseitig bearbeitete Holzerzeugnisse (20, 21; 41, 55, 56, 60, 61), dadurch gekennzeichnet, daß die Holzerzeugnisse (41, 55, 56, 60, 61) im wesentlichen gleichgerichtet zu den Fasern (37) und gleichgerichtet zu Mantellinien (34, 35) des Baumstammes (30) erzeugt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Baumstamm (30) in einer Ebene (38) gekrümmt ist und daß die Holzerzeugnisse (55, 56, 60, 61) gleichgerichtet zu den Mantellinien (34, 35) maximaler Konvexität bzw. Konkavität erzeugt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Baumstamm (30) zunächst zweiseitig parallel zu einer Bezugsebene angeflacht (42) und dann profiliert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anflachen eine Seitenware (41) erzeugt wird, die gleichgerichtet zur Linie höchster Erhebung über der beim Einflachen erzeugten Flachseite (42) im Baumstamm (30) liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 2 und 3 oder 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsebene parallel zur Ebene (38) der Krümmung liegt.