AT504537B1 - Anlage zur maschinellen herstellung und klassifizierung von brettern und balken aus holz - Google Patents

Description

(19) österreichischesPatentamt (10) AT 504 537 B1 2008-09-15 (12) Patentschrift (21) Anmeldenummer: A 1676/2006 (51) Int. CI.8: B27C 1108 (2006.01) G01N 21100 (2006.01) (22) Anmeldetag: 2006-10-09 (43) Veröffentlicht am: 2008-09-15 (56) Entgegenhaltungen: (73) Patentanmelder: US 6366351B1 LUMPLECKER JOSEF A-3335 WEYER (AT) (72) Erfinder: LUMPLECKER JOSEF WEYER (AT)

(54) ANLAGE ZUR MASCHINELLEN HERSTELLUNG UND KLASSIFIZIERUNG VON BRETTERN UND BALKEN AUS HOLZ AT504 537B1 2008-09-15 (57) Die Erfindung betrifft eine Anlage zur maschinellen Herstellung und Klassifizierung von Brettern und Balken aus Holz, wobei diese Holzteile nach dem Hobeln mittels Messsensoren in Verbindung mit Datenverarbeitung auf lokal begrenzte fehlerhafte Materialbereiche hin untersucht werden, und die Grenzen zwischen fehlerhaften und guten Längenbereichen dementsprechend markiert werden. Das zur Lagefestlegung und Bewegung des an der Hobelmaschine zu bearbeitenden Holzteils (1) erforderliche Führungsbett ist in Bewegungsrichtung des Holzteils über den Bereich der Hobeimesser (6.1, 6.2) hinaus verlängert. An diesem verlängerten Bereich sind die Messeinrichtungen (8) zum Feststellen von lokalen Fehlem, und eine Markiereinrichtung (9) zum Kennzeichnen der Trennschnittflächen zwischen guten und schlechten Längsbereichen hintereinander angebracht.

Fla. 1

DVR 0078018 2 AT 504 537 B1

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur maschinellen Herstellung und Klassifizierung von Brettern und Balken aus Holz. Die erfindungsgemäße Anlage ist insbesondere als Teil von Anlagen zur Herstellung von Brettschichtholz vorteilhaft anwendbar.

Entsprechend dem Stand der Technik werden getrocknete Bretter, welche für die Weiterverarbeitung zu Brettschichtholz bestimmt sind, vor oder nach dem Hobeln bezüglich allgemeinen Materialkennzahlen wie Restfeuchte, Dichte und E-Modul gemessen, gehobelt, und nach dem Hobeln mit optischen Mitteln (manchmal auch unter Anwendung von Röntgenstrahlen) in Verbindung mit Datenverarbeitung auf lokal begrenzte fehlerhafte Materialbereiche hin untersucht. Die mit fehlerhaften Materialbereichen, wie beispielsweise erheblich von der Längsrichtung abweichenden Faserbereichen behafteten Längenbereiche der Bretter werden gekennzeichnet, und in einem späteren Arbeitsvorgang herausgeschnitten. Die verbleibenden, innerhalb der gewünschten Qualität liegenden Längenbereiche gleicher Materialqualität und gleicher Querschnittsfläche werden wieder miteinander mittels stirnseitiger Keilzinkverbindungen zu durchgehenden Stücken verbunden. Mehrere derart hergestellte durchgehende Stücke werden in einem weiteren Arbeitsschritt längsseitig miteinander zu Brettschichtholz verleimt. Wichtige Anwendungsfälle für derart hergestellte Teile sind beispielsweise Dachträger von Gebäuden.

Die EP 0326284 B1 beschreibt ein Verfahren zum Zuschneiden eines Nutzholzstückes, wobei Informationen über den Elastizitätsmodul und über optisch markierte lokale Fehlerstellen computerunterstützt dazu verarbeitet werden, das wertoptimale Zuschnittsmuster zu erkennen.

Die DE 19840061 A1 und die WO 2005/010628 A1 beschreiben ein Verfahren zur Ansteuerung einer Sortier- und Trimmeinrichtung für Holzware, wobei Bretter gehobelt und im Anschluss daran optisch auf lokale Fehler hin untersucht werden. Die Bretter werden erst mit einem Strichcode als Identifikationsmerkmal versehen. In einer Datenverarbeitungsanlage wird dazu die wertoptimale Schnittführung berechnet und zugeordnet. Die Sortier- und Trimmvorrichtung wird dann dementsprechend angesteuert.

Entsprechend der EP 1329266 A1 werden gehobelte Bretter im Anschluss an das Hobeln hinsichtlich Festigkeit und lokalen Fehlerstellen automatisch beurteilt. Da dieses Beurteilen, wenn es genau sein soll, mehr Zeit in Anspruch nimmt als das Hobeln, werden einer Hobelmaschine mehrere parallel verlaufende Beurteilungslinien zugeordnet.

Allen beschriebenen Verfahren ist gemeinsam, dass sie entweder zuviel Rüstaufwand erfordern, oder in dem Sinn zu ungenaue Informationen über die optimale Schnittführung beim Kappen und Trimmen der gehobelten Bretter liefern, dass zu viel Sicherheitszugabe erforderlich wird, und daher die Ausbeute an Holz zu sehr verringert wird. Konkret liegen zur Zeit übliche Werte für den Kappverlust bei zehn bis zwölf Prozent der eingebrachten Holzmenge.

Von diesem Stand der Technik ausgehend hat sich der Erfinder die Aufgabe gestellt, eine Anlage zum automatischen wertoptimalen Zuschneiden von Schnittholz für die Weiterverarbeitung zu Brettschichtholz bereitzustellen, mit Hilfe derer gegenüber vorbekannten Anlagen bei geringem Rüstaufwand und bei mindestens gleich guter Qualität der Kappverlust etwa auf die Hälfte reduziert werden kann.

Zum Lösen der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Führungsbett auf der Hobelmaschine nach den Hobelmessern gegenüber vorbekannten Anlagen weiter zu verlängern, und an diesen Längsbereichen die Arbeitsschritte „Erkennen von lokalen Fehlerstellen11 und „Markieren der Schnittflächen für die nachfolgenden Kappschnitte“ anzubringen.

In der Hobelmaschine werden die eingebrachten Bretter auf eine konstante Dicke und auf eine konstante Breite abgehobelt. Im Anschluss an die Hobelmesser ist die Lage der Mantelflächen des Brettes auf dem Führungsbett der Hobelmaschine sehr genau definiert. Im Gegensatz zu den vorbekannten Verfahren wird erfindungsgemäß diese ohnedies anfallende, genau definierte 3 AT 504 537 B1

Lage für den nachfolgenden Messvorgang weiter ausgenutzt.

Fig. 1: zeigt eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anlage.

Der gemäß Fig. 1 entlang seiner Längsrichtung von links nach rechts bewegte Holzteil 1 (ein Brett oder ein Balken) wird durch die Messerwalzenpaare 6.1 und 6.2 vierseitig zu konstanter rechteckiger Querschnittsfläche abgehobelt. Die dabei anfallenden Späne werden in der umhüllenden Absaugeinrichtung 7 entfernt. Diese üblichen Teile einer Hobelmaschine ruhen auf einem ersten Maschinensockel 5.1. Das Führungsbett für den Holzteil 1, welches aus einem Unterbett 2, einem oberen Träger 3, sowie mehreren Führungswalzengruppen 4 besteht, ist in Bewegungsrichtung des Holzteils über diesen Teil der Anlage hinaus verlängert. Es wird durch einen zweiten Maschinensockel 5.2 in einem Abstand zum ersten Maschinensockel 5.1 ein weiteres mal abgestützt. Im Bereich des zweiten Maschinensockels 5.2 sind Messeinrichtungen 8 und eine Markiereinrichtung 9 untergebracht.

Mit Hilfe der Messeinrichtungen 8 werden zumindest die lokal begrenzten fehlerhaften Materialbereiche festgestellt, es können aber auch weitere Messungen beispielsweise bezüglich Feuchtigkeit, Dichte und Elastizitätsmodul hier untergebracht sein. Die diesbezüglichen Geräte sind einschließlich der erforderlichen Software Stand der Technik und werden deshalb hier nicht weiter behandelt. Neu ist nur, dass sie am einem Führungsbett für den zu bearbeitenden Holzteil mit den Hobelmessern angebracht sind.

Bezüglich der Bewegungsrichtung des Holzteils 1 der Messeinrichtung 8 nachgeordnet ist eine Markiereinrichtung 9 angebracht, welche entsprechend den Messergebnissen an der Oberfläche des Holzteils Markierungen aufbringt. Diese Markierungen betreffen jedenfalls die Schnittlinien entlang derer zwischen guten und zwischen fehlerbehafteten Teilen getrennt wird. Es können aber zusätzlich auch Markierungen, beispielsweise als Farbcode, aufgetragen werden, welche eine Zuordnung der guten Längsabschnitte des Holzteils in eine von mehreren vordefinierten Festigkeitsklassen bedeuten.

Durch Ausnutzung der ohnedies gegebenen sehr exakten Führung des gehobelten Teils des Holzteils 1 an der Hobelmaschine, kann die für das genaue Messen erforderliche Lagefestlegung des Holzteils 1 mit sehr geringem Zusatzaufwand erreicht werden.

Mit der Einstellung von Dicke und Breite des gehobelten Querschnittes können automatisch auch die Messeinrichtungen auf den optimalen Abstand zu der Oberfläche des Holzteils eingestellt werden. Dadurch werden die für gute Messgenauigkeit erforderlichen Einstellungen auch bei wechselnden Querschnittsabmessungen ohne zusätzlichen Rüstaufwand mit hoher Zuverlässigkeit genau eingestellt.

Dadurch, dass im gleichen Bewegungsvorgang, in welchem die in Folge exakter Führung sehr genaue messtechnische Erfassung von lokal begrenzten Fehlstellen erfolgt, auch die sich daraus ergebende Kennzeichnung von Schnittlinien am Holzteil erfolgt, können diese kennzeichnenden Linien sehr genau gesetzt werden. Damit können gegenüber vorbekannten Verfahren die Sicherheitszugaben wesentlich reduziert werden.

Entsprechend der bislang vorherrschenden Meinung war bei einem erfindungsgemäßen Aufbau zu befürchten, dass die Messergebnisse nicht ausreichend gut sein würden, da die Messsensoren einer zu hohen Staubbelastung ausgesetzt wären, und da die gesamte Messanordnung auf Grund der rasch bewegten Hobelmesser zu sehr vibrieren würde. Mit den ersten Versuchsaufbauten konnte aber nachgewiesen werden, dass diese Probleme durch eine leistungsfähige Absaugung im Bereich der Hobelmesser und/oder der Messeinrichtung, sowie durch eine Auftrennung des Maschinensockels in einer ersten Teil 5.1, welcher die Hobeleinrichtung trägt, und in einen zweiten Teil 5.2, welcher in einem Abstand davon die Messeinrichtung 8 trägt, durchaus zu beherrschen sind.

Claims (6)

1. 4 AT 504 537 B1 Begrenzungen der Bearbeitungsgeschwindigkeit von Holzteilen durch die Messeinrichtung 8, die Markiereinrichtung 9 sowie die diese beiden verbindende Datenverarbeitung, haben sich als wertmäßig weitaus weniger bedeutend herausgestellt, als die mit erfindungsgemäßen Anlagen erzielbaren Vorteile an geringeren Rüstzeiten und weniger Materialverlust durch geringere erforderliche Sicherheitszugaben. Patentansprüche: 1. Anlage zur maschinellen Herstellung und Klassifizierung von Brettern und Balken aus Holz, wobei diese Holzteile nach dem Hobeln mittels Messsensoren in Verbindung mit Datenverarbeitung auf lokal begrenzte fehlerhafte Materialbereiche hin untersucht werden, und die Grenzen zwischen fehlerhaften und guten Längenbereichen automatisch dementsprechend markiert werden, gekennzeichnet dadurch, dass das zur Lagefestlegung und Bewegung des an der Hobelmaschine zu bearbeitenden Holzteils (1) erforderliche Führungsbett in Bewegungsrichtung des Holzteils (1) über den Bereich der Hobelmesser (6.1, 6.2) hinaus verlängert ist, und dass an diesem verlängerten Bereich die Messeinrichtungen (8) zum Feststellen von lokalen Fehlern, und eine Markiereinrichtung (9) zum Kennzeichnen der Trennschnittflächen zwischen guten und schlechten Längsbereichen hintereinander angebracht sind.
2. 2. Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass das Führungsbett aus einem Unterbett (2), einem oberen Träger (3), sowie mehreren Führungswalzengruppen (4) besteht.
3. 3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, dass der Längenbereich des Führungsbettes an dem sich die Hobelmesser (6.1, 6.2) befinden, und der Längsbereich des Führungsbettes an welchem sich die Messeinrichtungen (8) befinden, durch mindestens eine Grenzfläche einer Absaugeinrichtung (7) für Staub getrennt sind.
4. 4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, dass der Längenbereich des Führungsbettes an welchem sich die Hobelmesser (6.1, 6.2) befinden, und der Längenbereich des Führungsbettes an welchem sich die Messeinrichtungen (8) befinden, auf separaten, in einem Abstand zueinander stehenden Maschinensockeln (5.1, 5.2) angeordnet sind.
5. 5. Anlagen nach einem der bisherigen Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass mit der Bewegung der Hobelmesser (6.1, 6,2) bezüglich der Querschnittsmitte des Holzteils (1) auch die Messeinrichtungen (8) mitbewegt werden.
6. 6. Verfahren zur maschinellen Herstellung und Klassifizierung von Brettern und Balken aus Holz, wobei diese Holzteile nach dem Hobeln mittels Messsensoren in Verbindung mit Datenverarbeitung auf lokal begrenzte fehlerhafte Materialbereiche hin untersucht werden, und die Grenzen zwischen fehlerhaften und guten Längenbereichen automatisch dementsprechend markiert werden wobei das zur Lagefestlegung und Bewegung des an der Hobelmaschine zu bearbeitenden Holzteils erforderliche Führungsbett in Bewegungsrichtung des Holzteils über den Bereich der Hobelmesser hinaus verlängert ist, wobei an diesem verlängerten Bereich die Messeinrichtungen zum Feststellen von lokalen Fehlern und eine Markiereinrichtung zum Kennzeichnen der Trennschnittflächen zwischen guten und schlechten Längsbereichen hintereinander angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Messeinrichtungen (8) auch eine Festigkeitseigenschaft der guten Längsbereiche des Holzteils (1) gemessen wird und durch die Markiereinrichtung (9) eine diesbezügliche Klassifizierungsangabe auf dem Holzteil angebracht wird.