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Die Erfindung bezieht sich auf eine Gattersäge zum Schneiden von Stammholz in
Längsrichtung, wobei zum Schneiden Gatterregister mit darin eingespannten Sägeblättern mit unterschiedlicher freier Sägeblattlänge vorgesehen sind.
Es ist bekannt, Stammholz in Längsrichtung mittels Gattersägen aufzuschneiden. Derartige
Gattersägen weisen ein aufrecht stehendes Gatterregister auf. Das Gatterregister sitzt im
Gatterrahmen als sogenannter Einhang. Der Gatterrahmen wird von einem oberen
Gatterquerhaupt, einem unteren Gatterquerhaupt und jeweils einem seitlich angeordneten
Rahmenschiesser aufgespannt. In den Gatterrahmen werden die Sägeblätter parallel zueinander eingehängt und zunächst in horizontaler Richtung gegeneinander verspannt und anschliessend in vertikaler Richtung unter Zugspannung gesetzt. Hierzu weisen die Sägeblätter z. B. seitlich angeordnete Einhängleisten auf, die für die Längsrichtung der Sägeblätter angreifenden Zugkräfte schwalbenschwanzartig hinterschnitten sind. Die Abstände der Sägeblätter voneinander werden z.
B. durch dazwischen eingebrachte Einhängschablonen vorbestimmter Dicken eingestellt.
Die Einrichtung eines fertigen Gatterregisters nimmt daher relativ viel Zeit in Anspruch. Damit werden aber die Rüstzeitkosten sehr hoch Aus diesem Grund werden die Holzstämme aufeinander folgend im Durchlaufverfahren verarbeitet. Hierzu werden die Holzstämme nacheinander durch das Sägegatter geschoben, ohne dass das Gatterregister jeweils neu eingerichtet wird.
Die Gattersäge weist den prinzipiellen Nachteil auf, dass ein Sägehub und ein Leerhub auftritt.
Die erzielbaren Vorschubgeschwindigkeiten sind daher relativ begrenzt.
Die Gattersäge steht daher im harten Wettbewerb mit Kreissägeanlagen, wobei die erreichbaren Vorschubgeschwindigkeiten der Kreissägeanlagen in Sägewerken im Verhältnis zu den erreichbaren Vorschubgeschwindigkeiten der Gattersägen etwa 4 :1 Unter Berücksichtigung der hohen Investitionskosten für Sägewerke mit Kreissägeanlagen weist die Gattersäge allerdings den Vorteil der geringeren Schnittfuge auf, obwohl die erreichbaren Vorschubgeschwindigkeiten naturgemäss begrenzt sind.
Aus Fronius, Karl: Gatter, Nebenmaschinen Schnitt- und Restholzbehandlung. DRW-Verlag, Stuttgart, 1991, S. 49-51 ist bereits eine Gattersäge zum Schneiden von Stammholz in Längs- richtung bekannt, wobei zum Schneiden ein Gatterregister vorbestimmter freier Sägeblattlänge verwendet wird. Die freie Sägeblattlänge bestimmt die Sägeblattdicke dahingehend, dass bei kleinen freien Sägeblattlängen dünnere Blätter eingesetzt werden können. Ausserdem ist es bekannt, dass mit dickeren Sägeblättern grössere Vorschübe durchzuführen sind, als mit dünneren Sägeblättern. Dickere Sägeblätter bedingen allerdings erhöhte Schnittverluste. Für wechselnde Schnitthöhen soll das obere Lehrenregister bzw. die Spannbacken im Gatterrahmen in der Höhe einfach verstellbar sein.
Das Vorbeschriebene verweist auf individuelle Anpassung beim Einrichten des Gatters.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Gattersäge mit den eingangs genannten Merkmalen so zu verbessern, dass unter Einsparung von Rüstzeiten bei geringerer Schnittfuge höhere Vorschubgeschwindigkeiten erzielbar sind.
Die vorgenannte Aufgabe wird durch eine Gattersäge mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Prinzipiell ist es zwar bekannt, bei Gattersägen mit Gatterrahmen mit besonderem Auffangrahmen das Gatterregister tiefer zu setzen. Hierfür müssen die Einhängstellen am Gat- terrahmen innerhalb der Gatterrahmenhöhe so verschoben werden, dass die freie Sägeblattlänge abnimmt. Unter freier Sägeblattlänge ist diejenige Länge zu verstehen, innerhalb derer das unter Längskraft gesetzte Sägeblatt nach Art einer Saite frei ausschwingen kann.
Wenn auch dieses Verfahren, das Register nach unten zu versetzen, eine Möglichkeit bietet, so darf angesichts der heute üblichen horizontalen Spannkräfte auf das Paket der Sägeblätter mit den dazwischen befindlichen Einhangschablonen nicht übersehen werden, dass sich bei tiefer gesetztem Register die Rahmenschiesser seitlich ausbauchen können. Diese Methode ist daher nur für Gattersägen geeignet bei denen zur Aufnahme der Seitenkräfte noch ein Auffangrahmen in den Gatterrahmen eingebaut wird, der die Seitenkräfte auffängt.
Diesen Aufwand vermeidet die Erfindung. Die Erfindung sieht vor, für die Gatterregister der unterschiedlichen freien Sägeblattlängen dieselben Einhängstellen am Gatterrahmen zu verwenden. Damit werden die horizontalen Spannkräfte auf das Sägeblattpaket mit dazwischen
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liegenden Einhängschablonen unabhängig von der freien Sägeblattlänge nur im Bereich des oberen bzw unteren Gatterquerhaupts aufgebracht. Die Gefahr der seitlichen Ausbauchung der Rahmenschiesser besteht nicht mehr.
In jedem Fall ist jedoch dafür zu sorgen, dass die freie Sägeblattlänge für den zweiten Arbeitsschritt kürzer ist als die freie Sägeblattlänge, die beim ersten Arbeitsschritt in an sich bekannter Weise notwendig ist Es erfolgt daher mit Hilfe der vorliegende Erfindung ein stufenweises Aufschneiden des Stammholzes, ohne dass ein zusätzlicher Auffangrahmen für den zweiten Arbeitsschritt erforderlich wäre In dem ersten Arbeitsschritt wird ein sogenannter Model geschnitten, dies ist ein um die Schwartenbretter und dünnen Seitenbretter befreiter Baumstamm mit zwei sich gegenüberliegenden zueinander parallelen Schnittflächen. In dem zweiten Arbeitsschritt lässt sich dieser Model leicht auf eine der zueinander parallelen Schnittflächen legen, indem dieser um 90 Grad gedreht wird.
Danach wird der gedrehte Model im zweiten Arbeitsschritt in die gehörigen Bretter/Dielen aufgesägt.
Geht man einmal von dem heute üblichen Aufbau eines Sägeblatts für Gattersägen aus, so wird das Ende eines derartigen Sägeblatts beidseits von sogenannten Bandagen flankiert. Auf den Bandagenaussenseiten sitzen z. B. die sogenannten Einhängleisten, die mit schwalbenschwanz- artigen Hintergreifzonen versehen sind. Beim Aufbringen der Längskraft zum Spannen der Gattersägenblätter im Gatterrahmen hintergreifen die schwalbenschwanzartigen Nuten der Einhängleisten entsprechende Gegenstücke, die mit dem Gatterrahmen verbunden sind. Auf diese Weise wird ein sicherer zugfester Eingriff zwischen Gatterrahmen und Sägeblatt ermöglicht.
Eine vorteilhafte Ausführungsform derartiger Sägeblätter sieht vor, zur Veränderung der freien Sageblattlängen zwischen den Sägeblättern zum Vorschnitt und den Sägeblättern zum Nachschnitt lediglich die Länge der verwendeten Bandagen zu ändern. Die Konstellation der Einhängleisten bleibt identisch gleich. Lediglich die Bandagen der Sägeblätter für den Nachschnitt sind länger und spannen das dazwischen liegende Sägeblatt fest ein. Daher lässt sich mit diesen Mitteln bei ein und derselben Registerlänge die freie Sägeblattlange verändern. Die Auswechselung des Vorschnitt-Gatterregisters mit dem Nachschnitt-Gatterregister wird daher durch lediglich den Wechsel von Sägen mit unterschiedlicher Bandagenlange ausgeführt.
Die Auswechselung erfolgt, nachdem eine vorbestimmte Anzahl von praktisch abmessungsgleichen Modeln verarbeitet worden ist, die anschliessend in Reihenfolge durch das Nachschnittgatter geführt werden können.
Im Verhältnis zu den Sägeblattdicken derartiger Sägeblätter sind die Bandagen relativ dick.
Um jedoch die vorteilhafte feste Endeinspannung der Sägeblätter zu erzielen, wird zusätzlich vorgeschlagen, die längeren Bandagen der Sägeblätter für den Nachschnitt im Längsbereich ausserhalb der Einhängstellen am Gatterrahmen gegeneinander zu verspannen. Dies kann über geeignete Bolzen geschehen, die beide Bandagen und das dazwischen liegende Sägeblatt durchdringen.
Die Erfindung basiert auf dem Prinzip, dass infolge der Verkürzung der freien Sägeblattlänge auch die Schwingamplitude der Sägeblätter kleiner wird. Dabei wird die Überlegung zu Grunde gelegt, dass sich jedes Sägeblatt wie eine endseitig eingespannte Saite verhält, die laufend zu Schwingungen angeregt wird. Ein seitliches Ausbiegen des Sägeblatts aus der geometrischen Geradlinie zwischen den Einspannstellen ist unvermeidbar. Auch wenn die Amplitude der Ausbiegung gering ist, hat die Ausbiegung Einfluss auf die Schnittoberfläche.
Verkürzt man daher die freie Sägeblattlänge, so wird bei sonst gleichen Einspannverhältnissen am Gatterrahmen die mögliche Schwingungsamptitude abnehmen. Die Schnittoberfläche wird daher grundsätzlich besser.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der Erfindung, wenn man berücksichtigt, dass infolge der abnehmenden freien Länge der Sägeblätter für das Nachschnittgatter tatsächlich die Schwingungsamplitude abnimmt. Man kann deshalb für das Nachschnittgatter prinzipiell Sageblätter mit verkleinerter Blattdicke verwenden. Trotzdem bleibt eine gute Schnittoberfläche erhalten.
So haben Berechnungen der Festigkeiten und Beanspruchungen derartiger Sägeblätter ergeben, dass unter Berücksichtigung der erforderlichen Starrheit in Längs- u. Querrichtung mit den Beanspruchungen durch Torsion und der Gefahr der Ausknickung, die Sägeblätter des Nachschnittgatters eine etwa 8 % geringere Sägeblattdicke aufweisen können, als die Sägeblätter des Vorschnittgatters, ohne dass Qualitätsnachteile in Kauf zu nehmen sind.
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Dies bedeutet, dass Dank der Erfindung bereits ab einer zu schneidenden Brettzahl aus dem
Model von zwölf Brettern ein zusätzliches Brett geschnitten werden kann. Dieser zusätzliche
Gewinn basiert auf der Tatsache, dass die Summe der Schnittfugen, welche den Verschnitt ausmacht, praktisch um die Dicke eines zusätzlichen Bretts verringert wird
Dank der Erfindung lässt sich also bei bekannt guter Schnittoberfläche der Verschnitt reduzieren, die Ausbeute vergrössern.
Ein weiterer Vorteil, der sich hieraus ergibt, führt zu erhöhter Vorschubgeschwindigkeit bei - praktisch gleicher Vorschubkraft.
Dieser Vorteil beruht auf der Tatsache, dass die Schnittfugenlänge beim quergelegten Model geringer ist, als die Schnittfugenlänge beim Baumstamm und dass die Schnittfugenbreite Dank der geringeren Sägeblattbreite ebenfalls kleiner ist. Die Schnittkräfte werden daher geringer. Da jedoch die Vorschubkraft praktisch vorgegeben ist, die Schnittkräfte jedoch infolge der geringeren
Sägeblattdicke abnehmen, kann eine höhere Vorschubgeschwindigkeit gefahren werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig.1 Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für den Vorschnitt.
Fig.2. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für den Nachschnitt.
Sofern im folgenden nichts anderes gesagt ist, gilt die folgende Beschreibung stets für beide
Figuren
Die Figuren zeigen einen schematischen Ausschnitt aus einer Gattersäge 1. Derartige
Gattersäge 1 weist einen vertikal oszillierenden Gatterrahmen auf, in welchem ein Einhang ange- bracht ist. Der Gatterrahmen bildet zusammen mit dem Einhang das Gatterregister. Der
Gatterrahmen wird von einem oberen Rahmenquerhaupt und einem unteren Rahmenquerhaupt sowie einem jeweils seitlich angeordneten Rahmenschiesser aufgespannt. In den Gatterrahmen sind die Sägeblätter 2 eingehängt und bilden zwischen sich die Sägeblattabstände. Die
Sägeblattabstände bestimmen die Dicke der zu erzeugenden Holzbretter.
Die Sägeblätter werden parallel zueinander in den Gatterrahmen eingehängt. Die Abstände werden durch dazwischen gehängte Einhangschablonen vorbestimmter Breite vorgegeben. Das so erzeugte Paket wird dann in Richtung der Gatterrahmenquerhaupte gespannt und anschliessend in Richtung der Rahmenschiesser unter Längskraft gesetzt, bis die Sägeblätter, nach
Art einer schwingungsfähigen Saite eingespannt sind.
Der Gatterrahmen wird dann in vertikal oszillierende Bewegung gesetzt. Hierbei übt jedes einzelne Sägeblatt 2 einen nach unten gerichteten Sägehub 3 und einen nach oben gerichteten
Leerhub 4 aus.
In Fig. 1 ist das sogenannte Vorschnittverfahren gezeigt. Hierbei wird ein Stammholz durch angetriebene Förderrollenpaare in das Sägegatter hineingeführt. Die dabei vertikal oszillierenden
Sägeblätter 2 schneiden von dem Stammholz die Seitenbretter 12 sowie die aussen angeordneten
Schwartenbretter ab.
Es verbleibt ein mittlerer Bereich des Holzstamms 10, der als Model 11 bezeichnet wird. Der
Model 11bildet bereits zwei parallel zueinander liegende Aussenflächen, nämlich die Oberfläche
13 und die Unterfläche 14.
In dem ersten Arbeitsschritt, dem sogenannten Vorschnitt wird aus jedem Stammholz ein
Model geschnitten.
Hierzu weisen die Sägeblätter 2 eine vorbestimmte freie Sägeblattlänge 9 auf.
Die freie Sägeblattlänge 9 baut sich bei den Sägeblättern nach Fig.1folgendermassen auf.
Seitlich des Sägeblatts 2 ist jeweils eine Bandage 5 bzw. 6 angeordnet. Aussen auf den
Bandagen sitzen ohne Beschränkung der Erfindung auf diese Bauform seitlich angeordnete
Einhängleisten 7 bzw. 8. Die Einhängleisten 7 bzw. 8 sind schwalbenschwanzförmig hinterschnitten und greifen in entsprechende Gegenstücke, die fest mit dem Gatterrahmen verbunden sind. Auf diese Weise wird ein zugsicherer Eingriff zwischen den Enden des Sägeblatts
2 und dem nichtgezeigten Gatterrahmen erzielt. Da die Einhängleisten 7 bzw. 8 unter
Zwischenschaltung der seitlichen Bandagen 5,6 eine starre Einspannung für das Sägeblatt 2 bilden, ergibt sich die freie Sägeblattlänge 9 aus dem Abstand zwischen der Unterkante der oberen Bandagen 5,6 und der Oberkante der unteren Bandagen 5,6.
Dies ist die Länge, in welcher das eingespannte Sägeblatt 2 frei schwingen kann.
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Nachdem auf diese Weise aus der Serie von Holzstämmen eine Vielzahl von Modeln geschnitten wurde, werden nun in einem zweiten Arbeitsschritt, dem sogenannten Nachschnitt, die Model des ersten Arbeitsschritts mit einem Gatterregister mit kürzerer freier Sägeblattlänge 9 weiterverarbeitet.
Der Vollständigkeit halber soll gesagt sein, dass dies entweder durch Rückführung der im ersten Arbeitsschritt erzeugten Model mit veränderter Einrichtung derselben Gattersäge 1 oder durch fertigungstechnisch unterhalb angeordnete Gattersägen erfolgen kann, die über Gatterregister mit kürzerer freier Sägeblattlänge 9 verfügen.
Wie Fig. 2 zeigt, sind die Sägeblätter fur den Nachschnitt mit längeren Bandagen 5,6 ausgestattet, während die Einhängleisten 7,8 mit den Einhängleisten des Vorschnittgatters übereinstimmen.
Auch hinsichtlich der Einhängbreite 21 stimmen die Sägeblätter des Vorschnittgatters mit den Sägeblättern des Nachschnittgatters überein. Lediglich die Bandagen 5,6 weisen unterschiedliche Längen auf. Es wird daher die freie Sägeblattlänge 9 für die Sägeblätter des Nachschnitts durch die langeren aussen liegenden Bandagen verkürzt. Daher nimmt unter sonst gleichen Schnittkraftverhältnissen und sonstigen Parametern der Schwingungsanregung die mögliche Schwingungsamplitude der Sägeblätter des Nachschnittgatters ab.
Auch hier bestimmt sich die freie Sägeblattlänge 9 durch den Abstand zwischen der Unterkante der oberen Bandagen 5,6 und der Oberkante der unteren Bandagen
Die freie Sägeblattlange 9 kann insbesondere auch dadurch verringert werden, dass beim Nachschnitt lediglich noch die reduzierte Schnitthöhe 15 des Models, nicht jedoch der ursprünglich volle Durchmesser 16 des Holzstamms 10 gesägt werden muss. Daher kann mit ein und derselben Gattersäge 1, deren Sägenhub 3 bzw. Leerhub 4 praktisch fest vorgegeben ist, durch die Zeitfolge der Verarbeitung Holzstamm-Model bei sonst gleicher Konfiguration die freie Sägeblattlänge 9 ver- kürzt werden. Allein die Verkürzung der freien Sägeblattlänge 9 kann auf zwei Arten geschehen.
Einerseits ist es möglich, das Gatterregister im Gatterrahmen tiefer zu hängen. Vorteilhaft ist die gezeigte Weiterbildung. Hier werden für die Gatterregister der unterschiedlichen freien Sägeblattlängen (Fig.1, Fig. 2) dieselben Einhängstellen am Gatterrahmen verwendet. Daher ist für die Sageblätter des Vorschnittgatters dieselbe Einhänglänge 17 vorgesehen wie für die Sägeblätter des Nachschnittgatters.
Während allein durch die Verlängerung der Bandagen bei den Sägeblättern des Nachschnittgatters eine Verkürzung der freien Sägeblattlängen, und damit eine Verringerung der möglichen Schwingungsamplituden bewirkt wird, wird zusätzlich vorgeschlagen, dass die längeren Bandagen 5,6 der Sägeblätter 2 für den Nachschnitt im Langsbereich 18 ausserhalb der Einhängleisten 7,8 jeweils unter Einspannung des Sägeblatts 2 gegeneinander verspannt sind.
Hierfür sind im gezeigten Ausführungsbeispiel durch die Bandagen 5,6 und das dazwischen liegende Sägeblatt 2 verlaufende Schraubbolzen vorgesehen, die nach Art von Spannschrauben 19 die Bandagen 5,6 und das Sägeblatt 2 zusammenpressen.
Auf diese Weise entsteht im Endbereich des jeweiligen Sägeblatts eine hochsteife Einspannung, deren Eigenfrequenz weit oberhalb der Eigenfrequenz des Sägeblatts 2 liegt und deshalb am Schwingungsaufbau praktisch nicht mehr beteiligt ist, sozusagen als starre Einspannung wirkt.
Ein Vergleich der Fig. 1 und 2 zeigt ein weiteres Merkmal der Erfindung, welches zusätzlich angewendet werden kann. Die Sägeblattdicke 20 der Sägeblätter 2 für das Vorschnittgatter (Fig.1) ist grösser als die Sägeblattdicke 20 der Sägeblätter 2 für das Nachschnittgatter (Fig.2).
Wie Versuche gezeigt haben, kann für die Sägeblätter des Nachschnittgatters die Sägeblattdicke 20 um etwa 8 % verringert werden, ohne verschlechterte Schnittoberflächen in Kauf nehmen zu müssen.
Daher steigt mit dieser speziellen Ausführungsform der Erfindung die Ausbeute Dies ist darauf zurückzuführen, dass der Verschnitt, also die Summe der einzelnen Schnittfugenbreiten, verringert wird. Geht man einmal davon aus, dass bei zwölf gesägten Brettern pro Model und bei einer rund 8 % geringeren Verschnittbreite ein zusätzliches dreizehntes Brett als Ausbeute entsteht, so ist das bekannte Verfahren Dank der Erfindung um 8% effektiver als bisher. Eine weitere Reduzierung der Verschnittbreite sogar bis zu 20 % ist möglich.
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Ferner ist zu berücksichtigen, dass infolge der verringerten Schnittfugenbreite in der speziellen
Ausführungsform mit Sägeblättern geringerer Sägeblattdicke und zusätzlich infolge der verringerten Schnittfugenlänge im zweiten Arbeitsschritt die Schnittkräfte pro Sägehub 3 geringer sind, wodurch insbesondere der Vorschub bei sonst gleicher Vorschubkraft gesteigert werden kann. Damit nimmt aber auch die mögliche und erreichbare Sägegeschwindigkeit zumindest für den Nachschnitt zu.
Ferner können für die dünneren Sägeblätter für den Nachschnitt die Bandagen 5,6 entsprechend dicker ausgeführt werden, um dieselbe Einhängbreite 21 für die Sägeblätter des Vorschnitts und für die Sägeblätter des Nachschnitts zu erhalten Dadurch wird insgesamt die Einspannstelle steifer und deren Eigenfrequenz vorteilhaft erhöht.
PATENTANSPRÜCHE:
1. Gattersäge zum Schneiden von Stammholz in Längsrichtung, wobei zum Schneiden
Gatterregister mit darin eingespannten Sägeblättern mit unterschiedlicher freier
Sägeblattlänge vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Gatterregister in dieselben Einhängstellen am Gatterrahmen einhängbar sind, wobei die Enden der
Sägeblätter (2) mit kürzerer freier Sägeblattlänge (9) zwischen längeren seitlichen
Bandagen (5, 6) eingespannt sind als die Sägeblätter (2) mit längerer freier Sägeblattlänge (9).