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