DE4419324A1 - Vorrichtung zum Bearbeiten von Holz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Holz, insbesondere zum Bearbeiten von Baumstämmen und Modeln, bei der das Holz und ein rotierendes Werkzeug in Richtung einer Längsachse des Holzes relativ zueinander verfahren werden und das Werkzeug beim Verfahren mindestens zwei Ecken aus dem Holz herausarbeitet.

Es ist bekannt, Baumstämme, oder, in Verfahrensschritten, Rundholz und Model, durch sogenannte "Profilierverfahren" zu bearbeiten, um eine nachfolgende Zerlegung des Holzes in Balken, Bretter und dergleichen zu erleichtern.

In der DE-PS 31 14 843 ist ein Verfahren zur Verarbeitung von Rundholz beschrieben, bei dem das Rundholz zunächst mit Ecken­ fräsern bearbeitet wird, die in Längsrichtung des Rundholzes am Rundholz entlang geführt werden, um an vier Umfangspositionen eine sich in Längsrichtung des Rundholzes erstreckende Ecke herauszuarbeiten. Das so profilierte Rundholz kann dann durch einfache Sägeschnitte in die sogenannte Hauptware und Seiten­ bretter zerlegt werden.

Wird nach dem bekannten Verfahren an den vier Umfangspositionen des Rundholzes jeweils nur eine Ecke angebracht, so kann durch nachfolgende Sägeschnitte jeweils rechts, links, oben und unten ein Seitenbrett, insgesamt also vier Seitenbretter, abgetrennt werden.

Darüber hinaus ist es auch bekannt, an den vier Umfangspositionen des Rundholzes zwei oder mehr Ecken anzubringen, so daß bei nachfolgenden Sägeschnitten jeweils rechts, links, oben und unten zwei oder mehr Seitenbretter unterschiedlicher Breite abgetrennt werden können.

Aus dem CA-Prospekt "CHIP-N-SAW" Mark II der Fa. Hawker Siddeley Canada Ltd. ist es bekannt, entlang zweier gegenüberliegender Seiten eines Baumstammes jeweils sogenannte Stufenfräser entlang zu führen, die gleichzeitig mehrere Ecken aus dem Baumstamm oder Rundholz herausfräsen. Werden bspw. diese Stufenfräser oben und unten am Baumstamm entlang geführt, so kann jeder der Fräser jeweils rechts und links eine, zwei oder mehrere Ecken aus dem Baumstamm oder Rundholz herausarbeiten.

Darüber hinaus ist es auch bekannt, mehrere einzelne Eckenfräser einzusetzen, die hintereinander in Transportrichtung des Holzes angeordnet sind, um nacheinander die gewünschte Vielzahl von Ecken herauszuarbeiten.

Aus der DE-PS 35 14 892 ist ein solcher einzelner Eckenfräser bekannt, der an seiner Umfangsfläche mit Hackmessern und in einer Radialebene mit Hobelmessern versehen ist. Auf diese Weise ist es möglich, bereits beim Herausarbeiten der Ecke eine fein bearbeitete Oberfläche zu erzeugen, die beim nachfolgenden Säge­ schnitt eine Schmalseite des Seitenbrettes wird. Die von den Hackmessern dabei nicht so fein bearbeitete Oberfläche der Ecke wird beim nachfolgenden Sägeschnitt durch die rotierende Säge fein bearbeitet, so daß insgesamt Bretter mit einer allseits hohen Oberflächenqualität entstehen und zugleich nur Späne (Hackschnitzel bzw. Hobelspäne) anfallen, die für eine nachfol­ gende Verwertung geeignet sind, bspw. in der Zelluloseindustrie.

Bei den bekannten Vorrichtungen ist nun nachteilig, daß beim Herausarbeiten von mehreren Ecken an jeder Umfangsposition des Holzes die eingesetzten mehreren Eckenfräser einzeln eingestellt bzw. justiert werden müssen. Die anschließend bearbeiteten Hölzer, bspw. Baumstämme oder Rundhölzer und Model weisen dann jeweils gewisse Toleranzen auf, da die Führung für jede Be­ arbeitungsstation neu eingestellt werden muß. Dies ist bei sogenannten "ON-LINE"-Anlagen mit von Stamm zu Stamm neuen Einstellungen besonders nachteilig, da im Gegensatz zu einer gleichförmigen Massenbearbeitung keine Toleranzkorrekturen im Laufe der Bearbeitung vorgenommen werden können.

Deshalb ist man bei modernen Holzbearbeitungsanlagen bestrebt, im Interesse einer optimalen Holzausformung die Bearbeitung eines einzelnen Baumstammes oder Rundholzes oder Models mit geringeren Toleranzen zu erreichen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß eine höhere Genauigkeit trotz höherer Flexibilität bei der Bearbeitung von derartigem Holz möglich wird und damit unter dem Gesichts­ punkt der optimalen Nutzholzausbeute in den laufenden Bear­ beitungsvorgang ohne Toleranzeinbußen eingegriffen werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Werkzeug mindestens zwei Eckenfräser umfaßt, die relativ zueinander über eine Steuereinheit mittels mindestens einer Verstelleinheit verstellbar sind.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung können nämlich die mindestens zwei Eckenfräser in jeder Richtung im Raum unabhängig voneinander verstellt werden und dies auch während eines laufenden Bearbeitungsvorganges. Man kann daher einerseits auf die Besonderheiten des bearbeiteten Holzes, insbesondere aber die Besonderheiten der Form des bearbeiteten Baumstammes, Rundholzes oder dergleichen noch während des Bearbeitungsvor­ ganges Rücksicht nehmen. So ist es bspw. möglich, auch nicht­ gerade Ecken aus dem Baumstamm herauszuarbeiten, bspw. dann, wenn bei stark konischen Baumstämmen eine nachfolgende Zerteilung des Baumstammes nicht parallel zu einer Längsachse des Baum­ stammes sondern in einer dazu geneigten Richtung vorgenommen werden soll.

Die Erfindung eröffnet damit eine Vielzahl von neuartigen Profilierungsverfahren zum Bearbeiten von Baumstämmen, Rundholz, Modeln und dergleichen.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind mindestens zwei Verstelleinheiten vorgesehen und die Eckenfräser sind unabhängig voneinander verstellbar.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß ein noch größerer Freiheits­ grad bei den Bearbeitungsvorgängen erreicht werden kann.

Bei bevorzugten Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Eckenfräser entlang ihrer Drehachsen und/oder senkrecht zu ihren Drehachsen und/oder bezüglich der Orientierung ihrer Drehachsen relativ zueinander verstellbar.

Bei einer weiteren Gruppe von Ausführungsbeispielen sind die Eckenfräser gemeinsam antreibbar.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß nur ein einziges Antriebs­ aggregat eingesetzt werden muß.

In diesem Falle ist besonders bevorzugt, wenn einer der Ecken­ fräser antreibbar ist und ein anderer Eckenfräser mit dem einen Eckenfräser in Antriebsverbindung steht.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß nur einer der Eckenfräser über ein entsprechendes Antriebselement angetrieben werden muß, während sich der andere Eckenfräser von selbst mitdreht.

Bevorzugt ist weiterhin, wenn einer der Eckenfräser über eine Hohlwelle und ein anderer Eckenfräser über eine Welle angetrieben wird, die in der Hohlwelle angeordnet ist.

Auf diese Weise ergibt sich eine besonders kompakte Bauform, die sowohl einen separaten wie auch einen gemeinsamen Antrieb beider Eckenfräser gestattet.

Eine besonders gute Wirkung wird in diesem Falle jedoch dann erzielt, wenn die Welle über eine Kupplung in der Hohlwelle mit dieser verbunden ist.

Auf diese Weise ergibt sich eine Antriebsverbindung zwischen den beiden Eckenfräsern durch eine entsprechend kraft- oder formschlüssige Mitnahme innerhalb der Hohlwelle. Die dabei eingesetzte Kupplung kann zur Bewahrung möglichst vieler Freiheitsgrade nach Art einer Gelenkwelle, d. h. als kardanische Verbindung mit weiteren Freiheitsgraden der Verstellung ausgebil­ det sein.

Bei einer weiteren Gruppe von Ausführungsbeispielen sind die rotierenden Eckenfräser in an sich bekannter Weise jeweils über einen Umfang mit ersten Messern und auf einer Radialebene mit zweiten Messern versehen. Die ersten und die zweiten Messer sind dabei jeweils auf unterschiedlichen Umfangsabschnitten angeordnet.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß gemäß einer Weiterbildung des Ausführungsbeispiels die Eckenfräser mindestens näherungs­ weise koaxial angeordnet werden können und die Umfangsabschnitte der Eckenfräser einander in Umfangsrichtung nicht überlappen.

Dann können nämlich bspw. bei einem der Eckenfräser die zweiten Messer in den Arbeitsbereich eines anderen Eckenfräsers ragen.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß ohne die Gefahr von Kolli­ sionen zwischen den beiden Eckenfräsern eine Überlappung der Arbeits- bzw. Eingriffsbereiche erzielt werden kann. Auf diese Weise ist es bspw. möglich, bei den herauszuarbeitenden Ecken eine besonders gute Formgebung im Bereich des Scheitels der Ecke zu erreichen.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung der beige­ fügten 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.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, stark schematisiert, auf ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, kurz vor dem Eingriff in einen zu bearbeitenden Baumstamm;

Fig. 2 eine Ansicht, ähnlich Fig. 1, für eine ebenfalls sehr ähnliche erfindungsgemäße Vorrichtung, teilweise im Schnitt, zur Erläuterung weiterer Einzelheiten; und

Fig. 3 eine Ansicht, entlang der Linie III-III von Fig. 2.

In Fig. 1 bezeichnet 10 insgesamt einen Baumstamm, der im wesentlichen aus Holz 11 und einer umlaufenden Rinde 12 besteht. Wie in Fig. 1 eingezeichnet, wird der Baumstamm 10 in an sich bekannter Weise in eine sogenannte Hauptware 13 sowie Seiten­ bretter 14 und 15 zerlegt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Hauptware 13 ein im Querschnitt quadratischer Balken, der entweder unmittelbar als Holzbalken verwendet werden kann oder in nachfolgenden Sägeschnitten noch in Bretter zerlegt.

Man erkennt aus Fig. 1 ferner, daß an allen vier, jeweils um 90° versetzten Umfangspositionen zwei Seitenbretter vorgesehen sind, nämlich ein äußeres, schmaleres Seitenbrett 14 sowie ein inneres, breiteres Seitenbrett 15.

Die Längsachse des Baumstammes 10 ist mit 16 bezeichnet.

Ein Werkzeug 20 ist zur sogenannten Profilierung des Baumstammes vorgesehen.

Das Werkzeug 20 umfaßt einen äußeren Eckenfräser 21 sowie einen inneren Eckenfräser 22. Die Eckenfräser 21, 22 sind im Quer­ schnitt im wesentlichen topfartig ausgebildet und liegen mindestens teilweise ineinander. Es darf bereits an dieser Stelle darauf hingewiesen werden, daß statt der in Fig. 1 dargestellten zwei Eckenfräser 21, 22 selbstverständlich auch drei, vier oder mehr Eckenfräser eingesetzt werden können.

Jeder der Eckenfräser 21, 22 ist an seiner unteren radialen Stirnfläche mit Hobelmessern 23 bzw. 24 versehen, während die Umfangsfläche mit Hackmessern 25 und 26 versehen ist.

Ferner darf bereits hier darauf hingewiesen werden, daß in Fig. 1 nur ein Werkzeug 20 gezeigt ist. Es versteht sich jedoch, daß statt eines Werkzeuges 20 auch deren vier angeordnet sein können, wie zusätzlich mit 20a, 20b und 20c in Fig. 1 angedeutet. Im Prinzip können sogar acht derartige Eckenfräser gleichzeitig in Eingriff am Baumstamm sein.

Die Eckenfräser 21, 22 sollen Ecken 27 und 28 aus dem Baumstamm herausarbeiten. Bei der in Fig. 1 dargestellten Profilierung des Baumstammes 10 sind hierzu an jeder der vier Umfangsposi­ tionen jeweils vier derartige Ecken 27, 28 herauszuarbeiten, insgesamt also 16 derartige Ecken. Es liegt auf der Hand, daß ein erheblicher Holzführungsaufwand betrieben werden muß, wenn diese insgesamt 16 Ecken nacheinander, also jeweils nur mit Paaren von Eckenfräsern herausgearbeitet werden sollen.

Bei den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungs­ beispielen von Werkzeugen 20 sind diese jeweils durch eine Achse 30 definiert, wobei mit 30, 30′ angedeutet ist, daß die Achsen beider Eckenfräser 21, 22 nicht zwangsläufig übereinstimmen müssen. Die Achsen 30, 30′ können nämlich bspw. linear gegenein­ ander versetzt oder aber auch um einen kleinen Winkel zueinander verschwenkt sein.

Mit Pfeilen 31, 32 ist angedeutet, daß die Eckenfräser 21, 22 um ihre Achse 30, 30′ drehbar sind. Eine entsprechende Antriebs­ einheit kann entweder getrennt an jedem der beiden Eckenfräser 21, 22 angreifen oder es kann eine gemeinsame Antriebseinheit und eine Antriebsverbindung zwischen den Eckenfräsern 21, 22 vorgesehen sein.

Mit 33 und 34 sind noch Verstelleinheiten angedeutet, die es gestatten, die beiden Eckenfräser 21, 22 unabhängig voneinander und relativ zueinander zu verstellen. Diese Verstellung kann in allen Koordinatenrichtungen oder auch entlang von Kugelkoor­ dinaten erfolgen. In Fig. 1 ist dies zusätzlich mit einem gekrümmten Pfeil 35 angedeutet, der ein Verschwenken des inneren Eckenfräsers 22 gegenüber dem äußeren, Eckenfräser 21 symbo­ lisieren soll.

In der detaillierteren Darstellung gemäß Fig. 2 ist noch eine elektronische Steuereinheit 36 zu erkennen, mit der die beiden Verstelleinheiten 33 und 34 separat gesteuert werden, bspw. in Abhängigkeit von Eingangsgrößen, die das gewünschte Profi­ lierungsprogramm einerseits, aber vor allem auch die Formgebung des zu bearbeitenden Holzes berücksichtigen.

Aus der detaillierteren Darstellung gemäß Fig. 2 erkennt man ferner, daß der äußere Eckenfräser 21 mit einer Hohlwelle 40 versehen ist. Die Hohlwelle 40 wird mittels einer Riemenscheibe 41 und eines Riemens 42 angetrieben. Mittels Lagern 43 ist die Hohlwelle 40 in der Verstelleinheit 33 gelagert.

Mit 44 ist innerhalb der Hohlwelle 40 eine Kupplung angedeutet. Diese Kupplung steht mit einem ersten Wellenstumpf 50 des inneren Eckenfräsers 22 in Verbindung. Die Kupplung 44 steht hier als Beispiel für eine Drehmomentverbindung zwischen den Eckenfräsern 21, 22, die es jedoch außerdem gestattet, einen ersten Wellen­ stumpf 50 des äußeren Eckenfräsern 22 in dieser Weise zu halten. Ein zweiter Wellenstumpf 52 erstreckt sich vom inneren Ecken­ fräser 22 nach unten und ist in Lagern 53 eines Armes 54 der Verstelleinheit 34 gelagert.

Man erkennt aus Fig. 2 somit deutlich, daß eine Verstellung des inneren Eckenfräsers 22 relativ zum äußeren Eckenfräser 21 gegeben ist, die sich auf alle Koordinatenrichtungen oder -achsen bezieht. Auch während der Bearbeitung eines Baumstammes 10 können die Eckenfräser 21, 22 verstellt werden, bspw. um nicht-gerade Ecken im Holz anzubringen.

Bei der Darstellung gemäß Fig. 3 erkennt man noch, daß die Messer 23, 24, 25, 26 jeweils "auf Lücke" angeordnet sind. So nehmen die Messer 23, 24, 25 und 26 in Umfangsrichtung jeweils praktisch nicht-überlappende Winkelbereiche ein, die in Fig. 3 mit α₁, β₁, α₁ und β₂ bezeichnet sind.

Auf diese Weise ist es zum Beispiel möglich, daß die Hobelmesser 23 des äußeren Eckenfräsers 21 sich radial nach innen bis in den Arbeitsbereich des inneren Eckenfräsers 22 hinein erstrecken.

Im Rahmen der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden daher nicht, wie bisher, festmontierte Stufenfräser oder nur axial verstell­ bare Einheiten verwendet. Vielmehr kann während des Betriebes jede Einheit für sich räumlich gegenüber dem bewegten Rundholz oder Model von Stamm zu Stamm oder während des Stammdurchlaufes räumlich beliebig positioniert werden. Das alles geschieht in einer einzigen Werkzeugeinheit. Auf diese Weise ergibt sich weniger Maschinenaufbau und weniger Anlagenlänge, eine höhere Präzision sowie eine bessere Eignung zum Bogenschneiden, also einem gekrümmten Baumstamm mit geringen Toleranzen.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Bearbeiten von Holz, insbesondere zum Bearbeiten vom Baumstämmen (10) und Modeln, bei der das Holz und ein rotierendes Werkzeug (20) in Richtung einer Längsachse (16) des Holzes relativ zueinander verfahren werden und das Werkzeug (20) beim Verfahren mindestens zwei Ecken (27, 28) aus dem Holz herausarbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (20) mindestens zwei Eckenfräser (21, 22) umfaßt, die relativ zueinander über eine Steuereinheit (36) mittels mindestens einer Verstell­ einheit (33, 34) verstellbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Verstelleinheiten (33, 34) vorgesehen und die Eckenfräser (21, 22) unabhängig voneinander verstellbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eckenfräser (21, 22) entlang ihrer Drehachsen (30, 30′) relativ zueinander verstellbar sind.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eckenfräser (21, 22) senkrecht zu ihren Drehachsen (30, 30′) relativ zueinander verstellbar sind.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eckenfräser (21, 22) bezüglich der Orientierung ihrer Drehachsen (30, 30′) relativ zueinander verstellbar sind.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Eckenfräser (21, 22) gemeinsam antreibbar sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Eckenfräser (21) antreibbar ist und ein anderer Eckenfräser (22) mit dem einen Eckenfräser (21) in Antriebs­ verbindung steht.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Eckenfräser (21) über eine Hohlwelle (40) und ein anderer Eckenfräser (22) über eine Welle (50) angetrieben wird, die in der Hohlwelle (40) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (50) über eine Kupplung (44) in der Hohlwelle (40) mit dieser verbunden ist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierenden Eckenfräser (21, 22) jeweils über einen Umfang mit ersten Messern und auf einer Radialebene mit zweiten Messern versehen sind, wobei die ersten und die zweiten Messer jeweils auf unterschiedlichen Umfangsabschnitten (α₁, β₁, α₂, β₂) angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Eckenfräser (21, 22) mindestens näherungsweise koaxial angeordnet sind und daß die Umfangsabschnitte (α₁, β₁, α₂ β₂) der Eckenfräser (21, 22) einander in Umfangsrichtung nicht überlappen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens bei einem der Eckenfräser (21) die zweiten Messer in den Antriebsbereich eines anderen Eckenfräsers (22) ragen.