DE10016102C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Einspannen und Ausrichten von Holzabschnitten - Google Patents

Abstract

Eine, zum Zusammenwirken mit einer Keilzinkenanlage bestimmte Vorrichtung zum Ausrichten und Einspannen von jeweils paketweise vorliegenden Hölzern ist dadurch gekennzeichnet, dass in einer Einspannstation beiderseits des Paketes Druckplatten (4, 5) angeordnet sind, deren wenigstens eine horizontal und quer zur Durchlaufrichtung des Paketes durch die Vorrichtung verschiebbar ist, wobei oberhalb des zu behandelnden Paketes eines Anordnung von Ausrichtbalken (17) vorgesehen ist, die in den Raum zwischen den Druckplatten (4, 5) absenkbar ist und dadurch, dass die Unterstützungsebene für die Hölzer (3) um eine prallel zur Durchlaufrichtung gelegene Achse (11) schwenkbar ist, zur vertiaklen Ausrichtung der Hölzer (3) nach Maßgabe einer horizontalen Position dieser Unterstützungsebene geeignet ist. Die Vorrichtung ist insbesondere geeignet zum Einspannen und Ausrichten von Hölzern (3) mit geometrischen Anomalien wie Verdrehwuchs, die nach erfolgtem Ausrichten mittels der Ausrichtbalken (17) sich in einer solchen Position befinden, bei der die Gesamtheit der ober- und unterseitigen Schmalseiten der Querschnittsprofile sich in gemeinsamen oberen und unteren Horizontalebenen erstrecken und in dieser Lage eingespannt sind, so dass sich die Hölzer in einer, für eine weitere Behandlung mittels einer Keilzinkenanlage bestimmten reproduzierbaren Ausgangslage befinden. Infolge der Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich eine bedeutende Erhöhung der ...

Description

Zur Herstellung von Leimverbindungen zwischen Holzabschnitten sind unter­ schiedliche Techniken, darunter z. B. die sogenannte Keilzinkung bekannt, die unter anderem zur Herstellung von tragenden Längsstößen benutzt wird. Für diesen Zweck werden die zu verbindenden Enden zweier Holzabschnitte mit zueinander passenden Zinken versehen, ineinandergesteckt und unter Pres­ sung verleimt, so dass sich durch Aneinanderfügen mehrerer Holzabschnitte beliebig lange Holzabschnittbauteile, z. B. Bretter herstellen lassen. Die hierbei durch Fräsen hergestellten Zinken weisen Neigungswinkel auf, die denjenigen einer Schaftverbindung entsprechen, so dass eine Leimfuge auch bei der Keil­ zinkung überwiegend auf Abscheren beansprucht wird.

Ein zerspanendes Herstellen von Zinken findet in weitgehend automatisch ar­ beitenden Keilizinkenanlagen statt, in denen die stirnseitig zu bearbeitenden Holzabschnitte im Regelfall als Paket bearbeitet werden, so dass zur Erzielung von hinsichtlich ihrer Geometrie reproduzierbarer Keilzinken das Paket bzw. dessen Holzabschnitte in einer definierten Ausgangslage bereitgehalten wer­ den müssen. Problematisch in diesem Zusammenhang ist die Bereitstellung einer solchen definierten Ausgangslage der Holzabschnitte in einem Paket dann, wenn diese geometrische Anomalien wie z. B. Krümmungen aufweisen, insbesondere solche Krümmungen, die auf Drehwuchs zurückführbar sind. Letzterer ist bei frischem Holzabschnitt im Allgemeinen noch nicht zu erkennen und erst nach Abschluss von Trocknungsvorgängen ausgeprägt. Unter Drehwuchs wird bekanntlich ein schraubenförmiger Verlauf der Fasern um die Stammachse verstanden, dessen Ursache noch nicht eindeutig geklärt ist. Ent­ sprechend dem Ausmaß der auf diese Weise gegebenen Anomalien sind je­ doch besondere Maßnahmen erforderlich, um die Querschnittsprofile für die zerspanende Bearbeitung in eine definierte Ausgangslage zu überführen, nachdem diese in einem Paket nach Maßgabe des jeweiligen Drehwinkels eine Schrägstellung einnehmen, die durch bloßes seitliches Verpressen infolge des vergleichsweise geringen Winkels zu einer Vertikalebene im Allgemeinen nicht korrigierbar ist. Die Ausbildung eines dementsprechend ungenauen Keil­ zinkenprofils macht wiederum Nacharbeiten, insbesondere ein zerspanendes Bearbeiten von Überständen erforderlich, so das sich in Abhängigkeit von dem auf diese Weise abgespanten Volumen ein Verlust an Holzabschnittsubstanz ergibt.

Aus dem DE 93 16 262 U1 ist eine Einrichtung zur beidseitigen Keilzinkung von Holzabschnittpaketen bekannt, bei welcher vorgefertigte, aufrechtstehende Holzabschnitte paketweise unter Mitwirkung eines stirnseitigen Anschlages und beidseitiger Druckplatten paketweise ausgerichtet und verspannt werden, und zwar unter Mitwirkung einer Rüttelvorrichtung, die das Ausrichten des Paketes erleichtert. Ist die Ausrichtung abgeschlossen, erfolgt anschließend eine Keil­ zinkung. In Abhängigkeit von dem Ausmaß geometrischer Anomalien der aus­ zurichtenden Holzabschnitte ist bei dieser bekannten Einrichtung eine exakte Ausrichtung nur eingeschränkt möglich.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs bezeichneten Art dahingehend auszugestalten, dass auch solche Holzabschnitte in einer Keil­ zinkenanlage verarbeitbar sind, insbesondere in eine reproduzierbare Aus­ gangslage zwecks weiterer Verarbeitung überführbar sind, die geometrische Anomalien wie z. B. Drehwuchs aufweisen. Gelöst ist diese Aufgabe bei einem solchen Verfahren durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des An­ spruchs 1.

Erfindungswesentlich ist hiernach, dass die in einer Ausgangsposition horizon­ tale Unterstützungsebene der vorgefertigten Holzabschnitte um eine, sich quer zur Durchlaufrichtung einer Vorrichtung erstreckende Achse verschwenkbar ist, so dass die Möglichkeit besteht, die global rechteckförmigen Querschnitte der Holzabschnitte durch Schwenkung der Unterstützungsebene mit ihren Längs­ seiten in eine vertikale Stellung zu überführen und die Holzabschnitte anschlie­ ßend mittels wenigstens eines, sich horizontal erstreckenden, vertikal ver­ schiebbaren Ausrichtbalkens, somit durch Ausübung einer vertikalen Kraft unter Rückschwenkung der Unterstützungsebene in eine Horizontalebene mit der Maßgabe zu verschieben, dass im ausgerichteten Zustand schließlich die Querschnitte sämtlicher Holzabschnitte des Paketes in einer vertikal relativ zueinander ausgerichteten Form gehalten sind, wobei ihre unter- und oberseiti­ gen Schmalseiten jeweils in einer gemeinsamen Ebene liegen. Zum Ausrichten der Holzabschnitte werden diese somit lediglich in Ebenen parallel zu ihren Breitseiten relativ zueinander verschoben, wobei dieser Verschiebevorgang unter gleichzeitiger Aufbringung eines Spanndruckes über die seitlichen Druck­ platten erfolgt, so dass die einzelnen Holzabschnitte während dieser Verschie­ bebewegung im Einspannzustand auch eine eindeutige Führung erfahren. In Durchlaufrichtung können voneinander beabstandet mehrere Schwenkbalken angeordnet sein, so dass auch auf diesem Wege dafür Sorge getragen ist, dass die Holzabschnitte während der Verschwenkung ihrer Unterstüt­ zungsebene einer eindeutigen Führung unterliegen. Demzufolge können - wiederum in Durchlaufrichtung gesehen - oberseitig mehrere, voneinander beabstandete Ausrichtbalken vorgesehen sein. Gleiches gilt für die beiderseits der Durchlaufrichtung mit Abstand voneinander angeordneten Druckplatten. Der/die Ausrichtbalken, die Druckplatte/die Druckplatten sowie der Schwenk­ balken/die Schwenkbalken stehen jeweils einzeln mit dementsprechenden An­ trieben in Verbindung, deren Zusammenwirken im Rahmen der oben geschil­ derten Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der diesem zu­ grunde liegenden Vorrichtung über eine Steuerung im zeitlichen Ablauf koordi­ niert wird. Im Ergebnis steht jedenfalls ein aus einzelnen vorgefertigten Holzab­ schnitten in einer aufrechten Anordnung bestehendes Paket zur Verfügung, welches eine definierte und insbesondere reproduzierbare Ausgangslage ein­ nimmt und somit zur Weiterverarbeitung in einer weitestgehend automatisierten Keilzinkenanlage geeignet ist. Dadurch, dass die endseitigen Zinken nunmehr exakt in die Holzabschnitte eingefräst werden können, ergibt sich der Vorteil einer bedeutend verminderten Nacharbeitung und demzufolge eines dementsprechend verringerten Verlustvolumens an Holzabschnittsubstanz. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht auf diesem Wege eine bedeutende Verbesserung der werkstofflichen Ausnutzung des Rohstoffs Holzabschnitt.

Entsprechend den Merkmalen der Anspruchs 2 ist eine Schwenkmöglichkeit der Unterstützungsebene der Holzabschnitte, eine stets horizontale Anordung des/der Ausrichtbalken, die in ihrer Längenerstreckung - quer zur Durchlauf­ richtung durch Vorrichtung gesehen - nach Maßgabe der Breite eines durch die Holzabschnitte gebildeten Paketes bemessen sind sowie die Vertikalbeweg­ lichkeit der Ausrichtbalken, die zumindest zwischen einer Rückzugsposition oberhalb des zu behandelnden Paketes und einer die Holzabschnitte des Pa­ ketes durch vertikale Relativverschiebung zueinander haltenden Position gege­ ben. Die Ausrichtbalken sind zu diesem Zweck in den seitlich durch die Druck­ platten umgrenzten Raum einführbar.

Im Rahmen einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind entspre­ chend den Merkmalen der Ansprüche 3 und 4 die dem Schwenkbalken, der wenigstens einen Druckplatte und den Ausrichtbalken zugeordneten Antriebe als Kolben-Zylinder-Einheiten ausgestaltet. Es kommen jedoch grundsätzlich auch elektrische Antriebe in Betracht. Hierbei kann der Spanndruck der Druck­ platten vorzugsweise einstellbar ausgebildet sein, insbesondere mit Hinblick auf eine Begrenzung des Kraftaufwands beim vertikalen Ausrichten der Holzab­ schnitte relativ zueinander.

Im Rahmen einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einzu­ setzenden Vorrichtung kann darüber hinaus eine Fördereinrichtung vorgesehen sein, deren Förderrichtung der Durchlaufrichtung entspricht und die ein Anhal­ ten der Holzabschnitte in einer definierten Position - in Durchlaufrichtung gese­ hen - ermöglicht. Ausgehend von dieser Position finden die eingangs erwähn­ ten, der Ausrichtung der Holzabschnitte zwecks weiterer Bearbeitung dienen­ den Vorgänge statt.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf ein, in den Zeichnun­ gen schematisch und beispielhaft wiedergegebenes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens näher er­ läutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt sowie in einer Ausgangssituation;

Fig. 2 eine Zwischenphase der Vorrichtung gemäß Fig. 1 während des Aus­ richtens der Holzabschnitte;

Fig. 3 eine Darstellung der Vorrichtung nach erfolgtem Aussichten der Holzab­ schnitte.

Die wesentlichen Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in Fig. 1 gezeigt, wobei auf die Darstellung eines Maschinengestells, in welches diese Komponenten eingebunden sind, aus Gründen der zeichnerischen Über­ sichtlichkeit verzichtet worden ist.

So ist mit 1 eine Fördereinrichtung bezeichnet, auf deren Oberseite 2 eine Reihe von plattenartigen Holzabschnitten 3 mit ihren Schmalseiten aufstehen und als Paket senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1, somit in Durchlaufrich­ tung durch die Vorrichtung vorschiebbar sind. Ein Vorschub erfolgt zumindest bis in eine solche Position innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung, in der die Holzabschnitte 3 sich zwischen einer Anordnung von zueinander parallelen, sich vertikal erstreckenden Druckplatten 4, 5 befinden. Entsprechend der Längenerstreckung der Holzabschnitte 3 sind gegebenenfalls mehrere Paare einander gegenüberliegender Druckplatten 4, 5 vorgesehen, die in einer Rich­ tung senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 voneinander beabstandet sind.

Die Holzabschnitte 3 gelangen - wie in Fig. 1 erkennbar ist - in einer, auf ihren Schmalseiten aufstehenden, sich über ihre Breitseiten aneinander abstützenden und mit ihren jeweiligen Grundseiten sich unter einem spitzen Winkel zur Horizontalebene erstreckenden Anordnung in den Zwischenraum der Druck­ platten 4, 5. Diese Ausgangslage kann dadurch gekennzeichnet sein, dass die obere Kante 6 des rechtsseitig äußersten Holzabschnittes und die untere Kante 7 des linksseitig äußersten Holzabschnittes jeweils an den ihnen zugekehrten Seiten der Druckplatten 4, 5 anliegen. Insbesondere im Fall geometrischer Anomalien wie z. B. Drehwuchs kann sich eine solche Querschnittslage der Holzabschnitte ergeben.

Die Druckplatte 4 ist ortsfest an dem Maschinengestell befestigt, wohingegen die Druckplatte 5 unter Mitwirkung einer beidseitig beaufschlagbaren Kolben- Zylinder-Einheit 8 geradlinig horizontal in Richtung der Pfeile 9 bewegbar an­ geordnet ist. Alternativ können jedoch beide Druckplatten 4, 5 geradlinig aufein­ ander zu bzw. voneinander fort verschiebbar sein.

Mit 10 ist ein Schwenkbalken bezeichnet, der zwischen jeweils zwei Paaren einander gegenüberliegender Druckplatten 4, 5 angeordnet ist und der um eine Achse 11 schwenkbar ist. Die Achse 11 wird durch einen zeichnerisch nur an­ gedeuteten Lagerbolzen gebildet, der ortsfest an dem Maschinengestell gela­ gert ist. Diese Achse 11 erstreckt sich parallel zur Längsrichtung der Holzab­ schnitte 3 bzw. zur Durchlaufrichtung durch die Vorrichtung und es ist der Schwenkbalken derart ausgebildet, dass durch dessen Verschwenkung um diese Achse die Holzabschnitte 11 untergriffen und angehoben werden können. Hierauf wird im Folgenden noch näher eingegangen werden.

Mit 12 ist eine Kolben-Zylinder-Einheit bezeichnet, deren Kolbenstange 13 an dem Ende 14 des Schwenkbalkens 10 angelenkt ist, welches sich der Achse 11 gegenüberliegend befindet, wobei die Kolben-Zylinder-Einheit 12 im übrigen um eine Achse 15 an dem Maschinengestell schwenkbar angelenkt ist. Die Achse 15 erstreckt sich parallel zu der Achse 11, so dass infolge einer Beauf­ schlagung der Kolben-Zylinder-Einheit 12 der Schwenkbalken 10 in Richtung der Pfeile 16 um die Achse 11 schwenkbar ist.

Im Regelfall sind mehrere voneinander beabstandeten Schwenkbalken 10 ent­ lang der Holzabschnitte 3 angeordnet. Diese bilden in ihrer Gesamtheit die Unterstützungsebene für die Holzabschnitte.

Mit 17 ist ein Ausrichtbalken bezeichnet, der an der Kolbenstange 18 einer beidseitig beaufschlagbaren Kolben-Zylinder-Einheit 19 befestigt ist und somit senkrecht bzw. in Richtung der Pfeile 20 verschiebbar ist. Der Ausrichtbalken 17 erstreckt sich horizontal bzw. senkrecht zu den Ebenen der beiden Druck­ platten 4, 5 und ist in dem, in Fig. 1 gezeigten Ausgangszustand mit Abstand oberhalb der Holzabschnitte 3 gehalten. Die Kolben-Zylinder-Einheit 19 steht in zeichnerisch nicht dargestellter Weise fest mit dem Maschinengestell in Ver­ bindung.

Sämtliche der drei gezeigten Kolben-Zylinder-Einheiten 8, 12, 19 stehen in zeichnerisch nicht wiedergegebener Weise mit einer Druckmittelversorgung sowie einer Steuerung in Verbindung, über welche die Beaufschlagung dieser drei Einheiten in einer auf die Arbeitsweise der Vorrichtung abgestimmten Weise koordiniert wird. Der Zweck der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, die Holzabschnitte 3 eine definierte Position relativ zueinander zu überführen, so dass diese stirnseitig zwecks Anbringung eines zinkenartigen Profils zerspanend bearbeitet werden können. Auf eine Darstellung der zur Be­ arbeitung dienenden Maschinenkomponenten ist ebenfalls verzichtet worden.

Es wird im folgenden zur Beschreibung der Arbeitsweise der Vorrichtung zu­ sätzlich auf die Zeichnungsfiguren 2 und 3 Bezug genommen, in denen Funkti­ onselemente, die mit denjenigen der Fig. 1 übereinstimmen, entsprechend be­ ziffert sind, so dass auf eine diesbezügliche wiederholte Beschreibung ver­ zichtet werden kann.

In einem ersten Schritt wird durch Beaufschlagung der Kolben-Zylinder-Einheit 12 der Schwenkbalken 10 nach Maßgabe eines Winkels 21 um die Achse 11 in Gegenrichtung zum Uhrzeigersinn verschwenkt, wobei dieser Winkel 21 dahin­ gehend angelegt ist, dass am Ende dieser Schwenkbewegung die Quer­ schnittsprofile der Holzabschnitte 3 im Bereich der Druckplatten 4, 5 eine senk­ rechte Erstreckung haben bzw. sich parallel zu den Grundebenen der Druck­ platten 4, 5 erstrecken. Der Ausrichtbalken 17/die Ausrichtbalken 17 befinden sich während dieser Arbeitsphase des Schwenkbalkens 10 in ihrer in Fig. 2 gezeigten angehobenen Stellung und steht somit mit den Holzabschnitten 3 noch nicht in Berührung.

Die Schwenkbewegung um die Achse 11 kann derart durchgeführt werden, dass während dieser Schwenkbewegung zusätzlich die Kolben-Zylinder-Einheit 8 dahingehend beaufschlagt wird, dass die Druckplatte geradlinig in Richtung auf die Druckplatte 4 hin bewegt wird und die Anordnung der Holzabschnitte 3 unter einen Spanndruck versetzt.

Ist auf diese Weise die in Fig. 2 gezeigte vertikale Ausrichtung der stirnseitigen Querschnitte der Holzabschnitte 3 durch die Schwenkung dieser Unterstüt­ zungsebene erreicht, wobei mittels der Kolben-Zylinder-Einheit 8 ein vermin­ derter Spanndruck aufrechterhalten wird, wird nunmehr die Kolben-Zylinder- Einheit 19 betätigt, und zwar dahingehend, dass über die Ausrichtbalken 17 auf die Anordnung der einzelnen Holzabschnitte eine vertikale, parallel zu den Grundebenen der Druckplatten 4, 5 orientierte Kraft ausgeübt wird, wodurch diese - in der Zeichenebene der Fig. 2 gesehen - global tangential zu ihren Breitseiten relativ zueinander verschoben werden, wobei der Schwenkbalken 10 unter dementsprechender Ansteuerung der Kolben-Zylinder-Einheit 12 in seine anfängliche Horizontalposition zurückgeführt wird, so dass schließlich - wie in Fig. 3 gezeigt - sich die Holzabschnitte 3 endseitig in einer vertikalen, relativ zueinander ausgerichteten und eingespannten Anordnung nach Maß­ gabe einer horizontalen Unterstützungsebene befinden, in welcher eine zer­ spanende stirnseitige Bearbeitung oder auch sonstige Arbeitsvorgänge aus­ gehend von einer reproduzierbaren Stellung der Holzabschnitte möglich sind trotz geometrischer Anomalien wie z. B. Drehwuchs. Der Spanndruck über die Druckplatten 4, 5 kann durch entsprechende Ansteuerung der Kolben-Zylinder- Einheit 8 eingestellt werden.

Claims (4)

1. Verfahren zum Einspannen und Ausrichten von vorgefertigten Holzab­ schnitten (3) zwecks Weiterverarbeitung in einer Keilzinkenanlage, wobei die Holzabschnitte (3) in der Form von Paketen in einer im wesentlichen auf­ rechten Anordnung unter Mitwirkung einer Fördereinrichtung (1) in eine An­ fangsposition innerhalb der Vorrichtung überführbar sind, in der das einzelne Paket nach Maßgabe einer horizontalen Unterstützungsebene gehalten ist, gekennzeichnet durch wenigstens einen, unterhalb des Paketes angeord­ neten Schwenkbalken, der um eine, sich parallel zur Durchlaufrichtung durch die Vorrichtung erstreckende Achse (11) verschwenkbar ist und von einem Paar quer zur Durchlaufrichtung einander gegenüberliegender Druckplatten (4, 5) gehalten wird, von denen wenigstens eine quer zur Durchlaufrichtung beweglich angeordnet ist und mit wenigstens einem, oberhalb des Pakets angeordneten Ausrichtbalken, der senkrecht zu einer Horizontalebene bzw. parallel zu den Ebenen der Druckplatten (4, 5) beweglich ist, wobei der Schwenkbalken (10), die wenigstens eine Druckplatte (4, 5) und der Aus­ richtbalken (17), die mit einer Steuerung in Wirkverbindung stehen und das Ausrichten durch Anheben des Schwenkbalkens, Positionieren des Paketes durch die Druckplatten sowie Absenken des Paketes durch den Ausricht­ balken erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschwen­ kung der Unterstützungsebene mit Hinblick auf ein vertikales Ausrichten der Querschnitte der Holzabschnitte (3) im Bereich der Druckplatten (4, 5) an­ gelegt ist, so dass eine über den Ausrichtbalken (17) auf ein Paket ausge­ übte Kraft parallel zu den Ebenen der Holzabschnitte (3) verläuft.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, dass der Spanndruck der Druckplatten (4, 5) einstell­ bar ist.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die dem Schwenkbalken (10), der wenigsten einen Druckplatte (4, 5) und dem Ausrichtbalken (17) zugeordneten Antriebe als Kolben-Zylinder-Einheiten (8, 12, 19) ausgestaltet sind.