DE4419324A1 - Vorrichtung zum Bearbeiten von Holz - Google Patents
Vorrichtung zum Bearbeiten von HolzInfo
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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.
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