DE102005029733B4

DE102005029733B4 - Vorrichtung zur Bestimmung der Dichte von Holzbauteilen

Info

Publication number: DE102005029733B4
Application number: DE102005029733A
Authority: DE
Inventors: Kai-Uwe Patz; Hermann Patz
Original assignee: BUEHNENBAU WERTHEIM GmbH
Current assignee: BUEHNENBAU WERTHEIM GmbH
Priority date: 2005-06-24
Filing date: 2005-06-24
Publication date: 2007-08-02
Anticipated expiration: 2025-06-25
Also published as: DE102005029733A1

Abstract

Vorrichtung (02) zur Bestimmung der Dichte von im Wesentlichen rechteckförmigen Holzbauteilen (01), insbesondere zur Bestimmung der Dichte von gehobeltem oder ungehobeltem Schnittholz, das für den Bühnenbodenbau vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Lagerung der Holzbauteile (01) in der Vorrichtung (02) zwei Auflagermodule (03, 04) vorgesehen sind, auf die die Holzbauteile (01) lastübertragend aufgelegt werden können, dass die beiden Auflagermodule (03, 04) jeweils eine Standfläche aufweisen und unabhängig voneinander und mit frei wählbarem Abstand auf einem Untergrund, insbesondere einer ebenen Bodenfläche, angeordnet werden können, dass die Vorrichtung (02) eine erste Messeinrichtung (08, 09) aufweist, mit der die Länge (L) der Holzbauteile (01) bestimmbar ist, dass die Vorrichtung (02) eine zweite Messeinrichtung (13, 20) aufweist, mit der die Breite (B) der Holzbauteile (01) bestimmbar ist, dass die Vorrichtung (02) eine dritte Messeinrichtung (12, 21) aufweist, mit der die Tiefe (T) der Holzbauteile (01) bestimmbar ist, dass die Vorrichtung (02) eine Gewichtsmesseinrichtung...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Dichte von Holzbauteilen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Holzbauteile, insbesondere Hobeldielen oder Mehrschichtplatten, finden beispielsweise, jedoch keineswegs ausschließlich, bei der Herstellung und der Montage von Bühnenböden für Theater, Opernhäuser und Musicals Verwendung. Die Hobeldielen oder Mehrschichtplatten bestehen vielfach aus speziellen Hölzern, in erster Linie Nadelholzarten aus den USA, Kanada oder Honduras. Diese speziellen Hölzer werden zu Hobeldielen mit Nut und Feder oder zu speziellen Mehrschichtplatten weiterverarbeitet. Bei Verwendung als Bühnenboden ist dabei zu beachten, dass die Holzbauteile keinerlei Verformungen aufweisen dürfen und über die gesamte Lebensdauer eine absolute Knarrfreiheit gegeben sein muss. Auch darf die Oberfläche der Holzdielen nicht aufreißen oder absplittern, um Verletzungen im Bühnenbereich zu vermeiden.
Bühnenbilder, Aufbauten und Dekorationen werden mit schweren Transportwägen auf die Bühne transportiert und dort mit Schrauben, sogenannten Bühnenbohrern oder Nägeln am Boden befestigt. In neuester Zeit werden vielfach auch Gabelstapler zum Transport von Bühnenaufbauten im Bühnenbereich eingesetzt. Um die dabei auftretenden Höchstbelastungen ertragen zu können, muss die verwendete Holzqualität höchsten Qualitätsansprüchen genügen, was dazu führt, dass die Kosten für die Holzbauteile extrem hoch sind. Bei der Herstellung von Bühnenböden sind zudem vielfältige Qualitätssicherungsmaßnamen zu ergreifen, da bereits wenige schadhafte Holzbauteile dazu führen können, dass ein gesamter Bühnenboden ausgebessert oder komplett ausgewechselt werden muss.
Neueste Qualitätsuntersuchungen haben gezeigt, dass die Festigkeit von Holz im Wesentlichen durch den Gewichtsanteil der festen Bestandteile (Zellwände) bestimmt ist. Im Ergebnis besteht also ein Zusammenhang zwischen der Rohdichte des Holzes, d.h. die Dichte des Holzes ohne Wasseranteil, und der Holzfestigkeit. Je höher die Dichte des Holzes ist, desto höher liegt in der Regel auch die Festigkeit.
Um eine Qualitätskontrolle an Holzbauteilen im Hinblick auf ihre Festigkeit durchführen zu können, wurden deshalb Messvorrichtungen vorgeschlagen mit denen die Dichte des Holzes bestimmbar ist. Aus der Dichte des Holzes kann wiederum auf die Festigkeit des Holzes zurückgeschlossen werden. Bei bekannten Messvorrichtungen erfolgt die Messung der Dichte indirekt durch Messung der Strahlungsabsorption im Holz. In den bekannten Messvorrichtungen wird das Holz dabei mit Röntgen- oder Gammastrahlungen bestrahlt und aus der Absorption der Strahlung auf die Holzdichte zurückgeschlossen. Systembedingt wird bei diesen Verfahren die Rohdichte des gesamten Materials im Strahlungsweg gemessen. Dies führt dazu, dass die Messergebnisse auch von der Bauteilabmessung abhängen, da die Absorption bei höheren Schichtdicken entsprechend höher ist. Bei schwankenden Abmessungen des Prüfkörpers ist deshalb zusätzlich eine genaue Messung der Materialstärke notwendig, um die Strahlenmessergebnisse zuverlässig interpretieren zu können.
Weiterhin ist nachteilig an den Strahlmessgeräten zur Messung der Holzdichte, dass die Dichte nur indirekt über die Strahlenabsorption gemessen wird und deshalb nur bei gleichbleibendem Ausgangsmaterial wiederholbare Messergebnisse erzielt werden können. Bei Änderungen der Holzsorte muss die Messeinrichtung dagegen immer wieder neu kalibriert werden.
Darüber hinaus erfordert die Bestrahlung des Holzes mit Röntgen- oder Gammastrahlung geeignete Strahlenschutzmaßnahmen. Zugleich bestehen bei den Anwendern große Vorbehalte gegen derartige Strahlenvorrichtungen, da eine ungewollte bzw. unbewusste Bestrahlung des Bedienpersonals gefährliche Gesundheitsschäden auslösen kann.

Die DE 42 23 787 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Bestimmung der Holzgüte von Schnitthölzern. Die zu vermessenden Schnitthölzer werden auf einem Förderband durch einen Scanner hindurchgeführt, der im Durchlauf die vier Längsseiten der Schnitthölzer abtastet, wobei im Scanner bei der Abtastung die Längen, Breiten und Höhen der Schnitthölzer gemessen und aus diesen Größen in einem Rechner das Volumen der abgetasteten Schnitthölzer ermittelt wird. Ferner wird in einer Wiegestation das Gewicht der zu bewertenden Schnitthölzer bestimmt. Aus dem Volumen und dem Gewicht wird die Dichte der Schnitthölzer ermittelt.

Die US 5,006,225 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen des prozentualen Anteils der Feuchtigkeit von auf bestimmte Längen zugeschnittenen Schnitthölzern. Die Schnitthölzer werden auf einem Förderband einer Wiegestation zugeführt, wobei vor dem Wiegen die Längen, Breiten und Höhen der Schnitthölzer erfasst werden. Hierzu sind seitlich am Förderband Fotozellendetektoren zur Erfassung der Breite und ein Näherungssensor zur Erfassung der Höhe der Schnitthölzer vorgesehen. Die Erfassung der Längen der Schnitthölzer erfolgt durch am Förderband in tranzessaler Richtung zueinander versetzt angeordnete Grenzschalter. Anhand des Volumens und des Gewichts werden die Dichten ermittelt und letztere für die Sortierung mit wählbaren Dichten verglichen.

Die in der DE 102 10 813 A1 offenbarte Vorrichtung zur Größenbestimmung eines Objekts weist eine elektronische Kamera auf, deren Gesichtsfeld in einen ersten Bereich, der die Wägeplattform überwacht, und einen zweiten Bereich, der über einen Umlenkspiegel das zu messende Objekt von der Seite her überwacht, aufgeteilt ist. Bei der Größenmessung wird eine Dimension des Objektes direkt von der Kamera und eine andere Dimension über einen Umlenkspiegel erfasst. Bei einer Ausführungsvari ante umfasst die Vorrichtung eine Wägeplattform, auf die das zu vermessende Objekt gebracht wird.

Die US 5,991,041 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Größenbestimmung von auf einem Förderband transportierten Objekten. Am Förderband sind ein Lichtvorhang und Lasertrangulationssensoren vorhanden, deren Messsignale zur Ermittlung der räumlichen Abmessungen der Objekte einem Rechner zugeführt werden.

In der DE 195 27 147 A1 ist ein Verfahren zur Qualitätsprüfung von Formteilen offenbart, bei dem die Qualität des Formteils anhand eines Vergleichs zwischen der Sollmaßgröße und zugehörigem Sollmaßwert bewertet wird. Das Formteil wird an geeigneten Oberflächenstellen mittels Triangulationssensoren abgetastet, die entlang der Abtaststrecke bewegt werden. Ausgehend von der Abtastung wird ein die mit der durch ein Solldatensignal dargestellten Sollmaßgröße zu vergleichende Istmaßgröße darstellendes Istdatensignal gebildet.

Die WO 98/22860 beschreibt eine automatische Prüfvorrichtung, mit der die räumlichen Abmessungen von Objekten, basierend auf den Oberflächen und Kanten der Objekte, bestimmt werden. Die Vorrichtung umfasst eine SLMV (Structured Light Machine Vision), deren Bilder von einem Rechner analysiert werden, um die Orte von Punkten auf der Oberfläche des Objekts zu ermitteln. Um alle Seiten des Objektes in einem einzigen Durchgang vermessen zu können, sind an der Vorrichtung mehrere gemultiplexte Sensoren vorgesehen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue Vorrichtung zur Bestimmung der Dichte von im Wesentlichen rechteckförmigen Holzbauteilen vorzuschlagen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung beruht auf dem Grundgedanken, dass die Dichte des Holzes nicht mehr indirekt über die Messung anderer Messwerte gemessen wird, sondern die die Dichte bestimmenden Parameter, nämlich das Volumen des Holzbauteils und sein Gewicht, direkt gemessen werden. Da die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung der Dichte von im Wesentlichen rechteckförmigen Holzbauteilen vorgesehen ist, reichen letztendlich vier einfache Messeinrichtungen zur Bestimmung der Dichte aus. Mit der ersten Messeinrichtung wird die Länge der Holzbauteile bestimmt. Zwei weitere Messeinrichtungen (zweite Messeinrichtung und dritte Messeinrichtung) dienen zur Bestimmung der Breite und der Tiefe des Holzbauteils, d.h. mit anderen Worten der Querschnittsbestimmung. Aus diesen drei geometrischen Messwerten kann dann das Volumen des Holzbauteils abgeleitet werden.

Darüber hinaus ist in die Vorrichtung eine Gewichtsmesseinrichtung integriert, mit der das Gewicht der Holzbauteile bestimmbar ist. Alle Messdaten, d.h. die drei Messdaten zur Bestimmung des Volumens und die Gewichtsmessung werden gemeinsam an eine Steuerungseinrichtung weitergeleitet, wo aus diesen insgesamt vier Messdaten die Dichte der Holzbauteile unmittelbar abgeleitet wird.

Da bei der Dichtemessung alle geometrischen Daten der jeweils untersuchten Holzbauteile gemessen werden ist zugleich eine Überwachung auf Untermaß der Holzbauteile möglich. Somit kann im Vorfeld vermieden werden, dass untermaßige Werkstücke, insbesondere zu schmale Hobeldielen, in die Fertigung gelangen. Außerdem ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung die Bestimmung aller die Dichte des Holzes bestimmenden Messwerte in einem Messvorgang, so dass die Dichtemessung sehr schnell und rationell durchgeführt werden kann.

In welcher Weise die Längenmaße am Holzbauteil bestimmt werden, und welche Messsensoren dazu eingesetzt werden, ist grundsätzlich beliebig. Um die Messung der Längenmaße schnell und genau durchführen zu können, ist es besonders vorteilhaft, wenn berührungslos arbeitende Messsensoren vorgesehen sind, die den Abstand an der Messoberfläche des Holzbauteils zu einem Referenzpunkt messen. Insbesondere können optisch arbeitende Distanzsensoren, vorzugsweise mit Lichtsignalen arbeitende Triangulationssensoren, zur Längenmessung, d.h. zur Bestimmung der Länge, der Breite und/oder der Tiefe der Holzbauteile Verwendung finden.

In einfachen Ausführungsformen ist es denkbar, dass zur Bestimmung eines Längenmaßes, d.h. der Länge, der Breite oder der Tiefe, jeweils nur ein Messsensor vorgesehen ist, der den Abstand zu einer Messfläche bestimmt. Das jeweilige Holzbauteil ist bei diesen Ausführungsformen an einer Referenzfläche anzulegen, so dass aus der Differenz zwischen Messsignal und Referenzlänge das entsprechend gesuchte Längenmaß abgeleitet werden kann. Um das Anlegen an Referenzflächen einzusparen, um die dabei eventuell auftretenden Messfehler zu vermeiden, können in jeder der drei Messeinrichtungen zur Längenmessung jeweils zwei Messsensoren vorgesehen sein, die auf einer gemeinsamen Messachse angeordnet sind, wobei die Messachsen jeweils parallel zu einer der Körperachsen der Holzbauteile verlaufen. Ein Anlegen an die entsprechende Referenzfläche bei dieser Ausführungsform ist nicht mehr erforderlich, da aus den beiden einander zugeordneten Messsignalen der beiden Messsensoren das jeweilige Längenmaß, d.h. die Länge, die Breite und/oder die Tiefe direkt abgeleitet werden kann.

In welcher Art die Vorrichtung konstruktiv ausgebildet ist, ist grundsätzlich beliebig. Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass zur Lagerung der Holzbauteile in der Vorrichtung zwei Auflagermodule vorgesehen sind, auf die die Holzbauteile lastübertragend aufgelegt werden.

Zur Gewichtsmessung bei Verwendung von zwei Auflagermodulen werden bevorzugt in jedem Auflagermodul Gewichtssensoren, insbesondere jeweils eine Digitalwaage, vorgesehen. Die Messsignale dieser beiden Gewichtssensoren werden dann addiert und aus der Addition der Messsignale das Gesamtgewicht des jeweils aufliegenden Holzbauteils bestimmt.

Um einen Datenaustausch zwischen den beiden Auflagermodulen zu ermöglichen, kann eine Feldbusleitung oder eine drahtlose Datenübertragungseinrichtung vorgesehen sein, so dass Daten zwischen den beiden Auflagermodulen über die Feldbusleitung oder drahtlos übertragen werden können.

Um in der erfindungsgemäßen Vorrichtung unterschiedlich große Holzbauteile hinsichtlich ihrer Dichte vermessen zu können, sollte der Abstand zwischen den Auflagermodulen veränderbar sein. Auf diese Weise können entsprechend längere und kürzere Holzbauteile vermessen werden.

Nach einer ersten Variante der Erfindung sind an beiden Auflagermodulen jeweils Standflächen vorgesehen, so dass die Auflagermodule unabhängig voneinander mit frei wählbarem Abstand auf einem Untergrund abgestellt werden können. So ist es insbesondere möglich, die Auflagermodule mit wählbarem Abstand auf einer ebenen Bodenfläche abzustellen, so dass die Länge der Vorrichtung auf die Länge der Holzbauteile einfach angepasst werden kann. Ein Vorteil dieser Variante liegt insbesondere darin, dass die Vorrichtung außenseitig nicht über die Auflagermodule übersteht, wodurch die Bewegungsfreiheit des Bedienpersonals beim Auflegen und Abnehmen der Holzbauteile erhöht wird.

Gemäß einer alternativen Ausführungsvariante sind die Auflagermodule auf einer gemeinsamen Basis angeordnet und können in Längsrichtung der Holzbauteile verstellt werden. Diese Variante hat den Vorteil, dass die einander zugeordneten Messsensoren an den beiden Auflagermodulen nach der Verstellung nicht neu ausgerichtet werden müssen.

Da die gemessene Länge bei Verstellung der beiden Auflagermodule relativ zu einander entsprechend variiert, sollten die beiden zur Längenmessung vorgesehenen Messsensoren jeweils an einem der beiden Auflagermodulen angeordnet sein, so dass sie bei Verstellung der Auflagermodule jeweils zugleich mitverstellt werden. Der entsprechende Abstand zwischen den Auflagermodulen, der mit der Verstellung variiert, ist dann in die Steuereinrichtung einzugeben, damit die Längenmessergebnisse der beiden zur Längenmessung vorgesehenen Messsensoren zutreffend interpretierbar sind.

Zur Lagerung der Holzbauteile in den Auflagermodulen, sollten jeweils zwei Auflageflächen vorgesehen sein, an denen die Holzbauteile zur Anlage kommen. Beide Auflageflächen sollten dabei bevorzugt in Ebenen parallel zur Längsachse der Holzbauteile verlaufen und rechtwinklig zueinander angeordnet sein. Im Ergebnis können die Holzbauteile dann mit zwei Seitenflächen des Querschnitts auf die Auflageflächen in einfacher Weise von oben aufgelegt werden, was die Handhabung beim Messvorgang erheblich vereinfacht. Die Auflageflächen sollten dabei vorzugsweise von schräg oben nach schräg unten verlaufen, insbesondere in einem Winkel von 45°, so dass bei Auflage der Holzbauteilen von oben eine Ausrichtung der Seitenflächen an den Auflageflächen ohne Weiteres möglich ist.

Zur Vermeidung von Messfehlern können zur Messung der Breite bzw. zur Messung der Tiefe der Holzbauteile bevorzugt jeweils zwei Messsensoren vorgesehen sein. Der eine Messsensor ist dabei jeweils den Auflageflächen gegenüberliegend angeordnet, wohingegen der zweite Messsensor in der Auflagefläche vorgesehen ist. Da bauartbedingt der Abstand zwischen den beiden Messsensoren als Referenzmaß bekannt ist, kann durch Messung der Holzoberfläche zu den beiden Messsensoren in einfacher Weise auch auf das entsprechende Längenmaß, d.h. die Breite bzw. die Tiefe des Holzbauteils, zurückgeschlossen werden.

Um möglichst vergleichbare Messergebnisse zu erhalten, die insbesondere von dem im Holz enthaltenen Wasseranteil unabhängig sind, sollte der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Dichtemessung ein Trockenkammer zur Trocknung der Holzbauteile unmittelbar oder mittelbar vorgeordnet sein. Durch künstliche Trocknung kann dann gewährleistet werden, dass alle Holzbauteile eine einheitliche relative Holzfeuchte von beispielsweise circa 9 bis 7 Prozent aufweisen, so dass der Messfehler durch die im Holz enthaltenen Wasseranteile verringert bzw. eliminiert wird.

Erfindungsgemäß wird mit der Vorrichtung die Dichte der Holzbauteile aus dem Volumen und dem Gewicht der Holzbauteile abgeleitet. Um das Messergebnis besonders schnell und einfach interpretieren zu können, ist es besonders vorteilhaft, wenn in der Steuerungseinrichtung zumindest ein Dichteschwellwert hinterlegt ist, mit dem das Dichtemessergebnis verglichen wird. Abhängig vom Vergleichsergebnis kann dann an einer Signalisierungseinrichtung, beispielsweise einer Signalampel, das Verhältnis zwischen gemessener Dichte und Dichteschwellwert angezeigt werden.

Sind an der Signalisierungseinrichtung beispielsweise zwei Signallampen, insbesondere eine grün leuchtende Signallampe und eine rot leuchtende Signallampe vorgesehen, so kann bei Überschreiten des Dichteschwellwerts ein grünes bzw. bei Unterschreiten des Dichteschwellwerts ein rotes Signal angezeigt werden. Das Bedienpersonal erhält somit in einfacher Weise die notwendigen Informationen, ob das gemessene Holzbauteil den Qualitätsanforderungen hinsichtlich der Holzdichte entspricht. Wird der Dichteschwellwert unterschritten, so wird nach Aufleuchten der roten Signallampe das entsprechende Holzbauteil ausgesondert und nicht weiterverarbeitet.

Um unterschiedliche Qualitätsstandards realisieren zu können, ist es besonders vorteilhaft, wenn der Dichteschwellwert einstellbar ist.

Bei langgestreckten Holzbauteilen ist es vielfach notwendig, dass die Holzbauteile von zwei Bedienpersonen getragen und auf die Vorrichtung aufgelegt werden. Um beiden Bedienpersonen unabhängig voneinander das Vergleichsergebnis anzeigen zu können, ist es deshalb besonders vorteilhaft, wenn zwei Signalisierungseinrichtungen vorgesehen sind, so dass jede Bedienperson unabhängig von der jeweils anderen Bedienperson das Vergleichsergebnis angezeigt bekommt und dann ohne weitere Absprache zwischen den Bedienpersonen die jeweils erforderlichen Maßnahmen, insbesondere das Ausscheiden der Holzbauteile, vorgenommen werden kann.

Zur Protokollierung der Qualitätssicherungsmaßnahmen kann vorgesehen sein, dass die Dichtemessergebnisse in einem Archiv, insbesondere in einer Datenbank, protokolliert werden.

Um die Weiterverarbeitung der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gewonnenen Daten in einem Produktionsbetrieb zu vereinfachen, ist es besonderes vorteilhaft, wenn das Steuergerät der Vorrichtung an ein, insbesondere drahtlos arbeitendes, Datennetzwerk einer Fertigungseinrichtung angeschlossenen ist. Das Dichtemessergebnisse kann dann über das Datennetzwerk an andere Fertigungsstationen der Fertigungseinrichtung weitergeleitet werden, so dass ein vorzugsweise automatischer Datenaustausch und Datenabgleich realisierbar ist.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend beispielhaft erläutert.

Es zeigen:
1 ein Holzbauteil zur Herstellung eines Bühnenbodens in perspektivischer Ansicht;
2 eine Vorrichtung zur Bestimmung der Dichte des Holzbauteils gemäß 1 in schematisierter seitlicher Ansicht;
3 ein Auflager zur Lagerung des Holzbauteils gemäß 1 in der Vorrichtung gemäß 2;
4 eine zweite Ausführungsform eines Auflagers für eine Vorrichtung gemäß 2.
In 1 ist ein Holzbauteil 01 perspektivisch dargestellt, das in der Art einer Hobeldiele verarbeitet ist und zur Herstellung eines Bühnenbodens vorgesehen ist. Dieses Holzbauteil hat beispielsweise eine Länge von ungefähr 7m. Die Längenmaße des Holzbauteils 01, d.h. die Länge L, die Breite B und die Tiefe T, sowie das Gewicht des Holzbauteils 01 soll zur Dichtebestimmung gemessen werden. Dazu wird die in 2 dargestellte Vorrichtung 02 eingesetzt.
Wie in 2 schematisch dargestellt, besteht die Dichtemessvorrichtung 02 im Wesentlichen aus zwei Auflagermodulen 03, 04, in die die Messsensoren zur Längenmessung und Gewichtsmessung integriert sind und einer Steuereinheit 05, die beispielsweise durch Installation eine entsprechenden Software auf einem Industrie-PC realisiert ist. Die Sensoren in den Auflagermodulen 03 und 04 sind dabei über Verbindungsleitungen und über Schnittstellen an die Steuereinheit 05 angebunden. Neben den beiden Auflagermodulen 03 und 04 ist zusätzlich jeweils eine in der Art einer Ampel ausgebildete Signalisierungseinrichtung 06 vorgesehen, mit welcher dem Bedienpersonal das Dichtemessergebnis als codiertes Lichtsignal angezeigt werden kann.
Um unterschiedlich lange Holzbauteile 01 in der Vorrichtung 02 vermessen zu können, sind die beiden Auflagermodule 03 und 04 zueinander in Längsrichtung verstellbar auf einem Basiselement 07 befestigt. Alternativ dazu können die Auflagermodule 03 und 04 auch mit jeweils eigenen Standflächen ausgestattet werden, um dann mit einem frei wählbaren Abstand auf einer Bodenfläche angeordnet zu werden.
Zur Längenmessung der Länge L des Holzbauteils 01 sind an beiden Auflagermodulen 03 und 04 berührungslos arbeitende, optische Messsensoren 08 und 09 vorgesehen. Durch optische Triangulationsmessung kann der Abstand zwischen den Messsensoren 08 und 09 zu den Stirnflächen des Holzbauteils 01 bestimmt und daraus die Länge des Holzbauteils 01 abgeleitet werden. Außerdem sind in die beiden Auflagermodule 03 und 04 jeweils Gewichtsmesssensoren 10 und 11 integriert, mit denen jeweils ein Teilgewicht des Holzbauteils 01 bestimmt wird. Durch Addition der Messsignale der beiden Gewichtsmesssensoren 10 und 11 kann das Gesamtgewicht des Holzbauteils 01 in einfacher Weise abgeleitet werden. Im Auflagermodul 03 sind außerdem zwei weitere Längenmesssensoren 12 und 13 integriert (siehe 3) mit denen der Querschnitt des Holzbauteils 01, d.h. die Breite B und die Tiefe T, bestimmt werden kann.
In 3 ist das Auflagermodul 03 in seitlicher Queransicht dargestellt. Im Auflagermodul 03 und baugleich im Auflagermodul 04 sind zwei Auflageflächen 15 und 16 vorhanden, die sich rechtwinklig zueinander erstrecken und ausgehend von einer Schnittlinie 14 unter einem Winkel von 45° zur Horizontalen schräg nach oben verlaufen. Auf diese Auflageflächen 15 und 16 kann das im Querschnitt rechtwinklige Holzbauteil 01 von oben aufgelegt werden. Mit den Längenmesssensoren 12 und 13, die nur am Auflagermodul 03 vorgesehen sind, wird jeweils der Abstand vom Messsensor zur Holzoberfläche bestimmt. Somit kann die Breite B mit dem Längenmesssensor 13 bzw. die Tiefe T mit dem Längenmesssensor 12 gemessen werden.
Alle Messsignale der Messsensoren 08, 09, 10, 11, 12 und 13 werden an die Steuerungseinrichtung 05 weitergeleitet und dort aus den Messsignalen die Dichte des Holzbauteils 01 aus dem Gewichtsmesswert und dem Volumenmesswert abgeleitet. Außerdem ist in der Steuerungseinrichtung 05 ein Dichteschwellwert hinterlegt, der einem bestimmten Qualitätsstandard für die Holzbauteile 01 entspricht. Der aus den Messwerten abgeleitete Ist-Wert der Holzdichte wird mit dem Dichteschwellwert verglichen und abhängig vom Vergleichsergebnis die beiden Signalisierungseinrichtungen 06 angesteuert. Unterschreitet der Ist-Wert der Holzdichte den Dichteschwellwert, so wird eine rote Signallampe 17 eingeschaltet, um dem Bedienpersonal anzuzeigen, dass das entsprechende Holzbauteil 01 nicht dem Qualitätsstandard entspricht und entsprechend weiterbehandelt, insbesondere ausgesondert, werden muss. Wird der Dichteschwellwert vom gemessenen Ist-Wert der Holzdichte überschritten, wird eine grüne Signallampe 18 angeschaltet, so dass das entsprechende Holzbauteil 01 dem weiteren Verarbeitungsprozess zugeleitet wird. Eine dritte, gelbe Signallampe 19 dient dazu, die Messbereitschaft der Vorrichtung 02 anzuzeigen, so dass nach Aufleuchten der gelben Signalleuchte 19 das Bedienpersonal ein neues Holzbauteil 01 auf die Auflagermodule 02 und 04 der Vorrichtung 02 auflegen kann.
In 4 ist eine zweite Ausführungsform 03a eines Auflagermoduls zur Bestimmung des Querschnitts der Holzbauteile 01 schematisch dargestellt. Beim Auflagermodul 03a sind wiederum zwei rechtwinklig zueinander verlaufende Auflageflächen 15 und 16 vorgesehen, auf die die Holzbauteile 01 aufgelegt werden. Um Messfehler beim nicht komplett exakten Auflegen der Holzbauteile 01 zu vermeiden, wie dies in 4 schematisch dargestellt ist, sind beim Auflagermodul 03a in den Aufla geflächen 15 und 16 zusätzliche Längenmesssensoren 20 und 21 vorgesehen. Diese Längenmesssensoren 20 und 21 wirken mit den beiden Längenmesssensoren 12 und 13 jeweils zusammen, wobei Breite B und Tiefe 7 entsprechend dem Messprinzip bei der Längenmessung mit den beiden Längenmesssensoren 08 und 09 als Differenzmaß der Messsignale bestimmt wird.

01: Holzbauteil
02: Vorrichtung
03: Auflagermodul
04: Auflagermodul
05: Steuereinrichtung
06: Signalisierungseinrichtung
07: Basiselement
08: Längenmesssensor (Länge L)
09: Längenmesssensor (Länge L)
10: Gewichtsmesssensor
11: Gewichtsmesssensor
12: Längenmesssensor (Tiefe T)
13: Längenmesssensor (Breite B)
14: Schnittlinie
15: Auflagefläche
16: Auflagefläche
17: Rote Signallampe
18: Grüne Signallampe
19: Gelbe Signallampe
20: Längenmesssensor (Breite B)
21: Längenmesssensor (Tiefe T)

Claims

Vorrichtung (02) zur Bestimmung der Dichte von im Wesentlichen rechteckförmigen Holzbauteilen (01), insbesondere zur Bestimmung der Dichte von gehobeltem oder ungehobeltem Schnittholz, das für den Bühnenbodenbau vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Lagerung der Holzbauteile (01) in der Vorrichtung (02) zwei Auflagermodule (03, 04) vorgesehen sind, auf die die Holzbauteile (01) lastübertragend aufgelegt werden können, dass die beiden Auflagermodule (03, 04) jeweils eine Standfläche aufweisen und unabhängig voneinander und mit frei wählbarem Abstand auf einem Untergrund, insbesondere einer ebenen Bodenfläche, angeordnet werden können, dass die Vorrichtung (02) eine erste Messeinrichtung (08, 09) aufweist, mit der die Länge (L) der Holzbauteile (01) bestimmbar ist, dass die Vorrichtung (02) eine zweite Messeinrichtung (13, 20) aufweist, mit der die Breite (B) der Holzbauteile (01) bestimmbar ist, dass die Vorrichtung (02) eine dritte Messeinrichtung (12, 21) aufweist, mit der die Tiefe (T) der Holzbauteile (01) bestimmbar ist, dass die Vorrichtung (02) eine Gewichtsmesseinrichtung (10, 11) aufweist, mit der das Gewicht der Holzbauteile (01) bestimmbar ist, und dass die verschiedenen Messdaten an eine Steuerungseinrichtung (05) weitergeleitet werden, in der aus der Länge (L), der Breite (B), der Tiefe (T) und dem Gewicht der Holzbauteile (01) deren Dichte abgeleitet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Messeinrichtung und/oder die zweite Messeinrichtung und/oder die dritte Messeinrichtung zumindest einen berührungslos arbeitenden Messsensor (08, 09, 12, 13, 20, 21) aufweisen, mit dem der Abstand einer Messoberfläche am Holzbauteil (01) zu einem Referenzpunkt berührungslos gemessen werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der berührungslos arbeitende Messsensor (08, 09, 12, 13, 20, 21) in der Art eines optischen Distanzsensors, insbesondere in der Art eines mit Lichtsignalen arbeitenden Triangulationssensors, ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Messeinrichtung (08, 09) und/oder die zweite Messeinrichtung (12, 13) und/oder die dritte Messeinrichtung (20, 21) jeweils zwei Messsensoren (08, 09; 12, 13; 20, 21) aufweisen, wobei die einander zugeordneten Messsensoren (08, 09; 12, 13; 20, 21) auf einer gemeinsamen Messachse angeordnet sind, die parallel zu einer der Körperachsen des Holzbauteils (01) verläuft.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in beiden Auflagermodulen (03, 04) jeweils ein Gewichtsmesssensor (10, 11), insbesondere eine Digitalwaage, vorgesehen ist, wobei das Gewicht der Holzbauteile (01) durch Addition der Messergebnisse der beiden Gewichtsmesssensoren (10, 11) bestimmt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Datenaustausch zwischen den beiden Auflagermodulen eine Feldbusleitung oder eine drahtlose Datenübertragungseinrichtung vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den Auflagermodulen (03, 04) veränderbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Auflagermodule (03, 04) auf einem gemeinsamen Basiselement (07) in Längsrichtung der Holzbauteile (01) verstellbar angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Messsensor (08) der ersten, zur Messung der Länge (01) der Holzbauteile (01) vorgesehenen Messeinrichtung (08, 09) am ersten Auflagermodul (03) angeordnet ist und der zweite Messsensor (09) der ersten, zur Messung der Länge (L) der Holzbauteile (01) vorgesehenen Messeinrichtung (08, 09) am zweiten Auflagermodul (04) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Messsensoren (13, 20) der zweiten, zur Messung der Breite (B) der Holzbauteile (01) vorgesehenen Messeinrichtung (13, 20) und die Messsensoren (12, 21) der dritten, zur Messung der Tiefe (T) der Holzbauteile (01) vorgesehenen Messeinrichtung (12, 21) an einem gemeinsamen Auflagermodul (03) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in den Auflagermodulen (03, 04) jeweils zwei Auflageflächen (15, 16) vorgesehen sind, an denen die Holzbauteile (01) lastübertragend zur Anlage kommen können, wobei beide Auflageflächen (15, 16) in Ebenen parallel zur Längsachse der Holzbauteile (01) verlaufen.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Auflageflächen (15, 16) rechtwinklig zueinander verlaufend angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Auflageflächen (15, 16) ausgehend von einer Schnittlinie (14), insbesondere unter einem Winkel von circa 45 Grad zur Horizontalen, schräg nach oben verlaufen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der einen Auflagefläche (15) gegenüberliegend ein Messsensor (13) der zweiten, zur Messung der Breite (B) der Holzbauteile (01) vorgesehenen Messeinrichtung (13, 21) angeordnet ist und/oder dass der zweiten Auflagefläche (16) gegenüberliegend ein Messsensor (12) der dritten, zur Messung der Tiefe (T) der Holzbauteile (01) vorgesehenen Messeinrichtung (12, 21) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den Messsensoren (12, 13) und den Auflageflächen (15, 16) als Referenzmaß bei der Messung der Breite (B) und Tiefe (T) der Holzbauteile (01) dient.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Messsensor (20) der zweiten, zur Messung der Breite (B) der Holzbauteile (01) vorgesehenen Messeinrichtung (13, 20) in der Auflagefläche (15) angeordnet ist und ein zweiter Messsensor (13) der zweiten, zur Messung der Breite (B) der Holzbauteile (01) vorgesehenen Messeinrichtung (13, 20) der Auflagefläche (15) gegenüberliegend angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Messsensor (21) der dritten, zur Messung der Tiefe (T) der Holzbauteile (01) vorgesehenen Messeinrichtung (12, 21) in der Auflagefläche (16) angeordnet ist und ein zweiter Messsensor (12) der dritten, zur Messung der Tiefe (T) der Holzbauteile (01) vorgesehenen Messeinrichtung (12, 21) der Auflagefläche (16) gegenüberliegend angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorrichtung (02) eine Trockenkammer zur Trocknung der Holzbauteile (01) unmittelbar oder mittelbar vorgeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuerungseinrichtung (05) zumindest ein Dichteschwellwert hinterlegt ist, mit dem das aus den Messdaten abgeleitete Dichtemessergebnis verglichen wird, wobei das Vergleichsergebnis an zumindest einer Signalisierungseinrichtung (06) angezeigt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalisierungseinrichtung (06) zumindest zwei Signallampen (17, 19) aufweist, wobei die erste, insbesondere grün leuchtende, Signallampe (19) aufleuchtet, wenn der vorgegebene Dichteschwellwert vom abgeleiteten Dichtemessergebnis überschritten wird, und wobei die zweite, insbesondere rot leuchtende, Signallampe (17) aufleuchtet, wenn der vorgegebene Dichteschwellwert vom abgeleiteten Dichtemessergebnis unterschritten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichteschwellwert einstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Signalisierungseinrichtungen (06) vorgesehen sind, insbesondere, dass an beiden Auflagermodulen (03, 04) jeweils eine Signalisierungseinrichtung (06) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtemessergebnisse in einem Archiv, insbesondere einer Datenbank, protokollierbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät der Vorrichtung an ein insbesondere drahtlos arbeitendes Datennetzwerk einer Fertigungseinrichtung angeschlossenen ist, wobei das Dichtemessergebnis über das Datennetzwerk an andere Fertigungsstationen der Fertigungseinrichtung weitergeleitet werden kann.