AT2298U1 - Vorrichtung zur herstellung von kantholz aus rundhölzern - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zur Herstellung von Kantholz aus Rundhölzern (1) umfaßt eine Grobspaneinrichtung (3) mit paarweise einander gegenüberstehenden Zerspanscheiben (4, 5), der eine Feinspaneinrichtung (12) mit ähnlichen Zerspanscheiben (13, 14) folgt. Eine zweite Stufe, nochmals mit Grobspaneinrichtung (16) und Feinspaneinrichtung (17) ist nachgeschaltet. Die Zerspanscheiben (4, 5, 13, 14, 18, 19, 20, 21) sind etwa kegelstumpfförmig ausgebildet und weisen Werkzeuge (7) mit etwa radial ausgerichteten Schneiden (8, 8, 8) längs mindestens einer Spirale (6) an der Mantelfläche der Zerspanscheiben (4, 5, 13, 14, 18, 19, 20, 21) auf. Die Schneiden (8, 8, 8) der Werkzeuge (7) der Grobspaneinrichtung (3, 16) sind etwa 10 bis 30 cm lang und weisen eine Höhendifferenz zur nächsten Schneide (8, 8, 8) von etwa 1 bis 5 mm auf. Die Schneiden der Werkzeuge der Feinspaneinrichtung (12, 17) sind etwa 5 bis 12 cm lang und die für die Spanstärke maßgebende Höhendifferenz beträgt etwa 0,4 bis 1 mm. Es fallen hochqualitativ bearbeitete Kanthölzer und zwei Kategorien von ebenso hochwertigen Flachspänen abfallfrei an.

Description

AT 002 298 Ul

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Kantholz aus Rundhölzern, mit kegelstumpfförmigen Zerspanscheiben mit längs mindestens einer Spirale auf der Mantelfläche angeordneten Werkzeugen mit etwa radial ausgerichteten Schneiden, wobei in den Zerspanscheiben nächst den Werkzeugen Durchbrüche zur Ableitung des anfallenden zerspanten Flachspanvolumens vorgesehen sind.

Zur Herstellung von Kantholz ist es bekannt, mittels großer Bandsägen oder Kreissägen an vier Seiten jeweils in rechtem Winkel zueinander sogenannte Seitenbretter abzutrennen und auf diese Weise aus einem Kreisquerschnitt einen Rechteckquerschnitt herauszuschneiden. Das Kantholz stellt die Hauptware und die außen meist naturbelassenen Seitenbretter und oder Schwarten die Nebenware dar. Außerdem fallen Sägespäne in großen Mengen an.

Die Seitenbretter werden meist besäumt oder parallel gefräst und die Schwarten gehackt und der Zelluloseherstellung zugeführt. Für sehr untergeordnete Zwecke, etwa für Lattenzäune im Agrarbereich, können diese naturbelassenen, rohen Seitenbretter oder Schwarten auch direkt verwendet werden.

Es ist ferner bekannt, anstelle der Schwarten mittels einer Zerspaneinrichtung Hackschnitzel herzustellen oder Flachspäne, die zu hochfesten Spanplatten (sogenannte OSB-Platten) verpreßt werden.

Die Erfindung zielt darauf ab, bei der Kantholzherstellung als wertvolles Nebenprodukt, Flachspäne zu produzieren und eine Vorrichtung sowohl unter Bedachtnahme auf einen ökonomischen Herstellungsaublauf als auch auf eine kostengünstige, maschinelle Ausrüstung zu schaffen. Dies wird dadurch erreicht, daß zur gleichzeitigen Herstellung von Flachspänen in zwei getrennt abführbaren Größen, insbesondere für die Spanplattenproduktion, eine mindestens aus zwei einander gegenüberstehenden Zerspanscheiben gebildete Grobspaneinrichtung mit einer Schneidenlänge der Werkzeuge von ca. 10 bis 30 cm, vorzugsweise 25 cm, und einer Höhenlagendifferenz der Schneiden jeweils zweier hintereinander liegender Werkzeuge von 1 bis ca. 5 mm, vorzugsweise 2 mm, vorgesehen ist, der eine aus mindestens zwei einander gegenüberstehenden Zerspanscheiben gebildete Feinspaneinrichtung mit Schneiden der Werkzeuge in 2 AT 002 298 Ul einer Länge von ca. 5 bis 12 cm, vorzugsweise 10 cm und mit einer Höhenlagendifferenz der Schneiden jeweils zweier hintereinander liegender Werkzeuge von etwa 0,4 bis 1 mm, vorzugsweise 0,5 mm, folgt. Somit sind zwei Zerspanungseinrichtungen für unterschiedliche Spangrößen in Serie geschaltet (Tandemanordnung), die die Zerspanung in wertvolle Flachspäne wesentlich rascher, exakter und mit geringerem Aufwand bei Gewährleistung einer bestmöglichen Kantholzoberfläche durchführen, als dies bei der Verwendung von nur einer Zerspanungseinrichtung der Fall wäre. Eine solche müßte für das gesamte Differenzvolumen ausgelegt sein und hätte bei den üblichen Rundholzabmessungen einen Durchmesser von mehr als zwei Metern. Durch die Tandemanordnung wird aber nicht nur ein exakt bearbeitetes Kantholz hergestellt, sondern es fallen als wertvolles Produkt zwei Kategorien von Flachspänen an, die separat weiterbehandelt, z.B. getrocknet und zu Flachspanplatten verpreßt werden. Insbesondere die von der Feinspaneinrichtung kommenden Flachspäne sind für höhere Oberflächenqualität (Rauhtiefe von Flachspanplatten) geeignet und bedürfen keiner Selektion. Es ist dabei zu bedenken, daß die Flachspäne im Oberflächen- bzw. Außenbereich des Rundstammes ungleichmäßig ausfallen; bei der Erfindung liegt für die Feinzerspanung ein bereits grob bearbeitetes Kantholz mit parallelen Seitenflächen vor, die als Ausgangsprodukt für eine hochqualitative Weiterbearbeitung sehr zweckmäßig ist. Aus den bereits sortierten Grobspänen (z.B. 16 cm lang, 2 mm stark und ca. 25 mm breit) werden beispielsweise in Kreuzschichtung aufgebaute, hochfeste und statisch hochbelastbare Konstruktionsplatten und Flächenelemente für Statikkonstruktionen im Bauwesen hergestellt. Die Feinspäne (z.B. 8 cm lang, 0,5 mm stark und ca. 20 mm breit) fallen, wie erwähnt, in sehr gleichmäßiger Form an und ergeben nach der gegebenenfalls kreuzweisen Schichtung, Verleimung und Verpressung qualitativ hochwertige Feinspanplatten mit guter Oberfläche.

Es ist zweckmäßig, wenn einer Grobspaneinrichtung zur Herstellung zweier paralleler grober Kantholzflanken eine Feinspaneinrichtung zur Feinbearbeitung der Flanken und eine weitere Grobspaneinrichtung für die um 90° versetzt liegenden Flanken des Kantholzes sowie eine Feinspaneinrichtung für 3 AT 002 298 Ul diese Flanken folgt. Die erste Tandemanordnung stellt grobe und dann feine parallele Flanken mit vertikaler Ausrichtung an einem Rundholz her, das dann in einer Wendevorrichtung um 90° umgelegt wird und die zweite Tandemanordnung durchläuft. Als Ergebnis liegen ein Kantholz mit Rechteckquerschnitt, gegebenenfalls mit leichter Waldkante, sowie grobe Flachspäne von den beiden Grobspaneinrichtungen sowie feine Flachspäne von den beiden Feinspaneinrichtungen vor. Es fallen keine Sägespäne, sondern nur hochwertige Holzprodukte an.

Natürlich ist es auch möglich, jeweils Gruppen um zwei 90° versetzte Zerspanscheibenpaare, also einmal mit vertikaler und einmal mit horizontaler Orientierung, sowohl beim Grobais auch beim Feinspanen einzusetzen. Dies hätte den Vorteil, daß ein Rundholz bei Durchlaufen schon einer Tandemeinrichtung an allen vier Seiten fertig bearbeitet ist, sodaß ein Kantholz als Endprodukt resultiert. Die horizontale Anordnung von Zerspanscheiben führt jedoch zu Schwierigkeiten beim Spänefall. Insbesondere müssen die von der oberen der Parallelen, waagrecht angeordneten Zerspanscheiben aus dem Rundholz herausgearbeiteten Flachspäne abgesaugt oder abgeblasen werden, da sie nicht so gut - wie bei vertikal orientierten Zerspanscheiben frei vom Werkzeug abfallen (Fliehkraft).

Damit die Einspannung zur Zentrierung eines Rundholzes für ein Zerspanscheibenpaar nicht auf das nachfolgende Zerspanscheibenpaar wirkt, ist es zweckmäßig, wenn der Abstand der Grobspaneinrichtung zur der Feinspaneinrichtung bzw. zur eventuellen nachfolgenden Grobspaneinrichtung größer ist, als die Länge der Rundhölzer und wenn Einzugsrollen der Spaneinrichtungen vorgeschaltet und Auszugsrollen bzw. Zentrierrollen nachgeschaltet sind. Damit können Rückwirkungen der einzelnen Zerspanungsstufen aufeinander hinsichtlich der Einspannung und Zuführung, insbesondere bei Krummschnitt vermieden werden.

Was die schwingungsfreie exakte Positionierung der Rundhölzer unmittelbar bei den Werkzeugen bzw. Schneiden betrifft ist es zweckmäßig, wenn die Zerspanscheiben vorzugsweise sowohl der Grob- als auch der Feinspaneinrichtung jeweils mittig eine an sich bekannte antriebslose, stabil gelagerte 4 AT 002 298 Ul

Ring- oder Zentrierscheibe zur Führung und Stabilisierung von bearbeiteten Rundholzflächen aufweisen.

Ausführungsbeispiele zum Erfindungsgegenstand sind in den Zeichnungen dargestellt. Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung von Kantholz aus Rundhölzern in prinzipieller Darstellung, Fig. 2 eine Stirnansicht einer Zerspanscheibe, Fig. 3 eine Seitenansicht zu Fig. 2 und Fig. 4 ein Werkzeug im Querschnitt wie es zur Bestückung der Zerspanscheiben vorgesehen ist.

Gemäß Fig. 1 wird ein Rundholz 1 mittels einer Anzahl von Zentrier- und Einzugsrollen 2 beispielsweise in Scherenzwangszentrierung, einer Grobspaneinrichtung 3 zugeführt, die zwei einander gegenüberstehende Zerspanscheiben 4, 5 umfaßt. Die Zerspanscheibe 4 ist stellvertretend für sämtliche Zerspanscheiben der Vorrichtung in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Sie ist hinsichtlich ihres Grunakörpers im wesentlichen kegelstumpfförmig ausgebildet und an der Mantelfläche längs einer oder mehrerer konzentrischer Spiralbahnen 6 mit Werkzeugen 7 (Fig. 4) bestückt, deren Schneiden 8, 8', 8" etwa radial ausgerichtet sind. In Abstimmung auf den Vorschub des Rundholzes 1 können sie zum Radius auch einen Anstellwinkel von beispielsweise 10° haben. Die Schneiden 8, 8', 8" der Werkzeuge 7 der Grobspaneinrichtung 3 weisen eine Länge 10 bis ca. 30 cm und liegen in der Spiralbahn 6 der Kegelmantelfläche mit einer Höhenlagendifferenz von etwa 1 bis 5 mm hintereinander. Zusammen mit dem rotierenden Antrieb der Zerspanscheiben und dem Vorschub der Rundhölzer 1 resultiert ein HobelVorgang, wobei bei der Grobspaneinrichtung 3, grobe Flachspäne, also Holzstreifen von beispielsweise 10 bis 30 cm Länge, 1 bis 5 mm Stärke und einer Breite von ca. 25 mm anfallen: Die Länge und Stärke der Flachspäne wird unmittelbar durch die Schneiden 8 der Werkzeuge 7 bestimmt. Die Breite der Flachspäne ergibt sich aus der Formgebung der Werkzeuge und aus dem Späneablauf infolge einer gekrümmten Führungsfläche 9 im Bereich der jedem Werkzeug 7 zugeordneten Ausnehmung 10 im Grundkörper der Zerspanscheibe 4. Die durch die Ausnehmung 10 ablaufenden Flachspäne brechen in der Krümmung der Führungsfläche 9 nach jeweils etwa ca. 25 mm ab. 5 AT 002 298 Ul

Die gemäß Fig. 1 nach Durchlaufen der Grobspaneinrichtung 3 seitlich abgeflachten Rundhölzer 1 werden von einer weiteren Zentrier- und Vorschubeinrichtung 11 übernommen und einer Feinspaneinrichtung 12 zugeführt, die zwei einander gegenüberstehenden, rotierend angetriebene Zerspanscheiben 13, 14 umfaßt. Letztere entsprechen im wesentlichen den Zerspanscheiben 4, 5, jedoch weisen die Werkzeuge eine Schneidenlänge von etwa 5 bis 12 cm auf. Die Höhenlagedifferenz der in der oder den Spiralen an der Mantelfläche des Zentrierscheibenkörpers hintereinander liegenden Schneiden der Werkzeuge beträgt etwa 0,4 bis 1 mm. Ein typischer Flachspan, der von der Feinspaneinrichtung kommt, hat beispielsweise eine Länge von 10 cm, eine Stärke von 0,5 mm und eine Breite von 2 cm. Die Breite ergibt sich gemäß Fig. 4 wieder aus dem Bruchverhalten der ablaufenden Späne in der Ausnehmung 10. Die konkrete Ausführung der Werkzeuge der Grobspaneinrichtung 3 und der Feinspaneinrichtung 12 unterscheidet sich nicht nur in den Dimensionen, sondern gegebenenfalls auch in der Formgebung der Anlageflächen, insbesondere in den Krümmungswinkeln.

Nach Durchlaufen der Feinspaneinrichtung 12, der eine Auszug- und Zentriervorrichtung 15 folgt, liegt ein seitlich abgeflachtes, fein bearbeitetes Kantholz vor, dessen parallele Seitenflächen rißfrei und glatt sind. Ferner fallen ebenso hochwertige, grobe Flachspäne von der Grobspaneinrichtung 3 und feine Flachspäne von der Feinspaneinrichtung 12 an.

In der ersten Stufe gemäß Fig. 1 werden zwei parallele Seiten am Rundholz 1 geschaffen. Es folgt eine zweite, hier im Ausführungsbeispiels ident aufgebaute Vorrichtungsstufe, die wieder eine Grobspaneinrichtung 16 und eine Feinspaneinrichtung 17 umfaßt. Das Rundholz 1 wird vor dem Durchlaufen der zweiten Stufe um 90° gedreht, soaaß die Zerspanscheiben 18, 19 und 20, 21 jene Bearbeitung auf den noch unbearbeiteten Flächen des Rundholzes 1 wiederholen, die in der ersten Stufe von der Grob- und Feinspaneinrichtung 3 und 12 durchgeführt wurde. Den Grob- und Feinspaneinrichtungen 16 und 17 sind wieder Zentrier- und Einzugs- sowie Auszugsvorrichtungen 22, 23, 24 zugeordnet, die synchron und auf die Drehzahl und Bestückung der Zerspanscheiben abgestimmte, angetriebene Rollen, z.B. mit Scherenzwangszentrierung, umfassen. Zwischen 6 AT 002 298 Ul den beiden in Fig. 1 dargestellten Zerspanerstufen 3, 12, einschließlich ihrer Zentrier- und Vorschub- bzw. Auszugrollen (2, 11 bzw. 11, 15) muß ein Abstand vorgesehen sein, der größer ist, als die Rundholzlän^e. Bei einer erfindungsgemäßen Anlage könnte z.B. mit einer Rundholzlänge von 4 Metern gefahren werden. Ein solcher Abstand sollte auch zwischen den Grob- und Feinspaneinrichtungen 3 und 12, bzw. 16 und 17, jeder Stufe eingehalten werden, damit die Einspannung für die folgende Bearbeitung ohne negative Nachwirkung durch die Einspannung von der vorausgehenden Einspannung erfolgt und Spannungen (z.B. bei Krummschnitt) nicht an die nächste Bearbeitungsposition übertragen werden.

Das Rundholz wurde somit abfallfrei und restlos in hochwertige Produkte umgewandelt, nämlich in ein Kantholz und in zwei Kategorien von Flachspänen, die getrennt anfallen und auch getrennt weiterverarbeitet werden. Im Zusammenhang mit einer exakten und damit qualitätsverbessernden, präzisen, schwingungsfreien Führung seine noch die mittig an den angetriebenen Zerspanscheiben 4, 5 und 13, 14 und 18, 19 sowie 20, 21 antriebslos gelagerten Zentrierscheiben 25 (Fig. 2, 3) erwähnt, die wesentlich zum exakten, planparallelen Schnitt beitragen. Diese Zentrierscheiben 25 drücken etwa 0,1 mm ins Kantholz.

Es können ferner noch Ritzmesser 26 an den Enden der Schneiden 8 angeordnet sein, die eine exakte, scharfkantige Flachspanlänge definieren.

Der Tademanordnung gemäß der Erfindung kann ferner ein Vor-spaner zugeordnet sein, der Zelluloseschnitzel aus den Randbereichen des Rundholzes herstellt. Damit fallen die Flachspäne der Grobspaneinrichtung bereits in höherer Qualität an. Natürlich könnte unter Verzicht auf grobe Flachspäne dem Zellulosehackschnitzelzerspaner unmittelbar die Feinspaneinrichtung für freie Flachspäne zugeordnet sein. Dabei wäre jedoch in den meisten Fällen die Nutzung des Holzes aus ökonomischer Sicht nicht optimal. 7

Claims (5)

1. AT 002 298 Ul ANSPRÜCHE:

   1. Vorrichtung zur Herstellung von Kantholz aus Rundhölzern, mit kegelstumpfförmigen Zerspanscheiben mit längs mindestens einer Spirale auf der Mantelfläche angeordneten Werkzeugen mit etwa radial ausger^ichteten Schneiden, wobei in den Zerspanscheiben nächst den Werkzeugen Durchbrüche zur Ableitung des anfallenden zerspanten Volumens vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichzeitigen Herstellung von Flachspänen in zwei getrennt ab-führbaren Größen, insbesondere für die Spanplattenproduktion, eine mindestens aus zwei einander gegenüberstehen— 18, 19) gebildete Grob- den Zerspanscheiben (Ai, Spaneinrichtung (3 bzw. 16) mit einer Schneidenlänge der Werkzeuge (8) von 10 bis ca. 30 cm, vorzugsweise 16 cm, und einer Höhenlagendifferenz der Schneiden (8, 8', 8") jeweils zweier hintereinander liegender Werkzeuge (7) von 1 bis ca. 5 mm, vorzugsweise 2 mm, vorgesehen ist, der eine aus mindestens zwei einander gegenüberstehenden Zerspanscheiben (13, 14 bzw. 20, 21) gebildete Feinspaneinrichtung (12 bzw. 17) mit Schneiden der Werkzeuge in einer Länge von 5 bis 12 cm, vorzugsweise 10 cm und mit einer Höhenlagendifferenz der Schneiden jeweils zweier hintereinander liegender Werkzeuge von etwa 0,4 bis 1 mm, vorzugsweise 0,5 mm, folgt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer Grobspaneinrichtung (3) zur Herstellung zweier paralleler grober Kantholzflanken eine Feinspaneinrichtung (12) zur Feinbeabeitung der Flanken und eine weitere Grobspaneinrichtung (16) für die um 90° versetzt liegenden Flanken des Kantholzes (1) sowie eine Feinspaneinrichtung (17) für diese Flanken folgt. 8 AT 002 298 Ul
3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Grobspaneinrichtung (3 bzw. 16) zur der Feinspaneinrichtung (12 bzw. 17) bzw. zur eventuellen nachfolgenden Grobspaneinrichtung größer ist, als die Länge der Rundhölzer (1) und daß Einzugsrollen (2, 11, 22, 23)der Spaneinrichtungen vorgeschaltet und Auszugsrollen (11, 15, 23, 24) bzw. Zentrierrollen nachgeschaltet sind.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerspanscheiben (4, 5, 13, 14, 18, 19, 20, 21) vorzugsweise sowohl der Grob- (3, 16) als auch der Feinspaneinrichtung (12, 17) jeweils mittig eine an sich bekannte antriebslose Zentrierscheibe (25) zur Führung und Stabilisierung der bearbeiteten Rundhölzer (1) aufweisen, welche ca. 0,1 mm ins Kantholz drückt.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens an einem Ende der Schneiden (8, 8', 8") der Werkzeuge 7 ein Ritzmesser (26) zum exakten Abtrennen der Flachspanlänge vorgesehen ist. 9