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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
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Die Herstellung von aus einer Mehrzahl einzelner, stirnseitig im Wege der Keilzinkung verbundener, aus Holz bestehender Werkstücke zusammengesetzter langgestreckter Bauelemente ist bekannt. Die Werkstücke werden zu diesem Zweck stirnseitig mit zueinander komplementären Keilzinkenprofilen versehen, nämlich gefräst, die nach Auftragen eines Klebstoffs ineinander gefügt und miteinander verpresst werden, so dass eine belastbare Verbindung entsteht. Die Durchführung dieses Herstellverfahrens findet in Keilzinkenanlagen statt, deren Kernbereich u. a. eine Fräsvorrichtung und eine Strangpresse umfassen. Fräsvorrichtungen, die in einer solchen Keilzinkenanlage Verwendung finden, sind beispielsweise aus dem Firmenprospekt „Keilzinkenanlage HS 120/180“ der Anmelderin bekannt.
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Die auf diesem Wege hergestellten Bauelemente sind allgemein im Hochbau, auch bei Fenstern, Möbeln usw. verwendbar.
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Die zur Verarbeitung in Keilzinkenanlagen gelangenden Hölzer weisen regelmäßig eine brettförmige Gestalt mit rechteckförmigen Querschnittsflächen auf, wobei deren Längskanten Anomalien wie z. B. Baumkanten aufweisen können. Das Auftreten dieser Baumkanten am fertigen Bauelement kann dessen Erscheinungsbild nachteilig beeinflussen, insbesondere dann, wenn es sich um Sichtflächen handelt. Es besteht daher ein Bedürfnis, derartige fehlerbehaftete Hölzer zwar zu verarbeiten, jedoch sicherzustellen, dass sich derartige Baumkanten nur auf einer Seite des Bauelements befinden. In Anbetracht der hohen Arbeitsgeschwindigkeiten dieser Anlagen kommt ein manuelles Eingreifen in deren Arbeitsabläufe mit dem Ziel, die Lage der Baumkanten am fertigen Bauelement zu beeinflussen, faktisch nicht infrage.
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Aus der
DE 196 50 003 A1 sind ein Verfahren und eine Leimbinderfabrik zum Herstellen von Leimbindern bekannt, wobei zu verarbeitende Lamellen nach Maßgabe ihrer Fehlstellen in drei Kategorien klassifiziert werden, von denen lediglich eine Kategorie frei von Fehlstellen ist. Die beiden verbleibenden Kategorien durchlaufen nach Ablängung in einer Kappsägenanlage eine Keilzinkenanlage, ein Aushärtungslager, eine Leimgießmaschine sowie nach Stapelung eine Presskammer. Sie liegen nach erfolgter Trocknung als Leimbinder vor. Eine Positionssteuerung der einzelnen Lamellen mit dem Ziel, deren Lage in einem Leimbinder zu beeinflussen, ist hierbei nicht vorgesehen.
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Aus der
DE 28 28 210 A1 ist eine Vorrichtung zum Vereinzeln stirnseitig keilgezinkter Bretter aus einem Paket und zum Zusammensetzen zu einem Strang bekannt, wobei die Bretter auf einem Arbeitstisch aufliegend als Paket stirnseitig ausgerichtet werden und wobei die Bretter aus dem Paket vereinzelt in Längsrichtung hintereinander stirnseitig über Keilzinkenverbindungen zu einem Strang zusammengefügt werden. Eine Behandlung der Bretter nach Maßgabe von Fehlerstellen, insbesondere der Lage von Baumkanten ist bei dieser bekannten Vorrichtung nicht vorgesehen.
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Aus der
DE 697 29 550 T2 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Drehen von Platten bekannt, welche bei der Veredelung von Holz in Sägewerken, Hobelwerken oder auch Möbelfabriken zum Einsatz kommen. Hierbei sind Mittel vorgesehen, welche dazu bestimmt sind, die quer zu ihrer Längserstreckung geförderten Platten um ihre jeweilige Längsachse zu drehen und in dieser gedrehten Position einer weiteren Verarbeitung zuzuführen. Es geht hierbei jedoch nicht um eine Erkennung und Behandlung von Anomalien an den zu verarbeitenden Platten.
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Aus der
US 2001/0004482 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zu Herstellung von Holzplatten ausgehend von einer Vielzahl von Holzwerkstücken bekannt, wobei in das Verfahren ein Scanner einbezogen ist, der dazu bestimmt ist, jedes Holzwerkstück zu erfassen, so dass in einem automatisiert ablaufenden Arbeitsgang die jeweils optimale Breite dieses Werkstücks bestimmt werden kann, wobei anschließend ein Zuschneiden des Werkstücks vorgesehen ist. Ein Wenden der zu verarbeitenden Werkstücke nach Maßgabe deren Verwendung im Rahmen größerer Bauteile ist hierbei nicht vorgesehen.
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Schließlich ist aus der
US 2005/0150743 A1 eine Vorrichtung zum selektiven Wenden von Platten im Rahmen eines quasi-kontinuierlichen Werkstückflusses bekannt, wobei mittels eines Scanners Unvollkommenheiten eines Werkstücks festgestellt werden und wobei zum Wenden eine das jeweilige Werkstück untergreifende, um eine horizontale Achse schwenkbare Einrichtung vorgesehen ist. Die zur konstruktiven Umsetzung dieses Konzepts vorgeschlagene Vorrichtung gestaltet sich jedoch vergleichsweise kompliziert.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs bezeichneten Art in konstruktiv einfach umsetzbarer Weise mit Hinblick auf eine Steuerung der Lage der Baumkanten am fertigen Bauelement dahingehend zu konzipieren, dass diese auf lediglich einer dessen Seiten liegen. Gelöst ist diese Aufgabe bei einem solchen Verfahren durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kommt in einem quasi kontinuierlichen Prozess zur Anwendung, wobei dem eingangsseitig ein strangförmiger Strom, bestehend aus in Längsausrichtung zueinander positionierten Werkstücken zugrundeliegt. Wesentlich ist u. a. der Einsatz eines Scanners, der zur Detektion der Lage der Baumkante eines jeden durchlaufenden Werkstücks eingerichtet ist. Im Regelfall weisen die Werkstücke eine brettartige Gestalt auf und sind dementsprechend durch zwei einander jeweils gegenüberliegende Schmal- und Breitseiten gekennzeichnet. Eine quadratische Querschnittsform kommt jedoch gleichermaßen auch in Betracht. Infolge der Längsausrichtung der Werkstücke innerhalb des genannten Stromes verläuft die Baumkante parallel zur Vorschubrichtung und es wird jedes Werkstück nach Verlassen des Scanners nach Maßgabe der festgestellten Lage der Baumkante in seine Solllage überführt - es ist dies eine solche Lage, in der jedenfalls die die Auflagefläche des Werkstücks begrenzenden Längskanten frei von Baumkanten sind, so dass diese sich lediglich in der der Auflagefläche gegenüberliegenden Oberseite, und zwar rechts- oder linksseitig befinden. Die Überführung in die Solllage wird nach Maßgabe der vorab festgestellten Lage der Baumkanten durch ein bezüglich einer Vorschubrichtung rechts- oder linksseitiges Kippen der vorher in eine auf ihrer Schmalseite aufstehenden in Längsausrichtung geführten Werksstücke bewirkt. Erfindungsgemäß werden in dieser Auflageposition sämtliche weiteren Bearbeitungsvorgänge bis zur Erstellung eines durch Keilzinkenverbindungen gekennzeichneten langgestreckten Bauelements abgewickelt. Dieses weist somit Baumkanten lediglich in seiner Oberseite auf.
Die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 sind auf mögliche Alternativen betreffend die Führung der Werkstücke durch den Scanner gerichtet. Die Werkstücke können hiernach in einer auf ihren Breitseiten aufliegenden Position durch den Scanner geführt werden. Sie können jedoch auch in einer auf ihren Schmalseiten aufstehenden Position durch den Scanner geführt werden, wobei die Überführung in die Solllage stets durch einen Kippvorgang dargestellt wird, der an dem auf seiner Schmalseite aufstehenden Werkstück ausgeführt wird.
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Ein strangförmiger Strom aus in Längsausrichtung zueinander positionierten Werkstücken ausgehend von einem Strom aus in regelloser Anordnung geförderten Werkstücken kann entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 4 durch eine Strangbildungszentrifuge dargestellt werden. Von dieser wird in einem radial äußeren Bereich, und zwar tangential zu deren Umlaufrichtung der strangförmige Strom abgezweigt und mittels eines nach Maßgabe einer Sollgeschwindigkeit regelbaren Vorschubes, z. B. eines Rollenförderers dem Scanner zugeführt.
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Mittels einer übergeordneten Steuerung werden entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 5 insbesondere die Funktionen des Scanners sowie des Kippens der Werkstücke in die Solllage gesteuert. Ausgangspunkt ist hierbei ein das Werkstück, insbesondere ein die Lage dessen Baumkante beschreibender Datensatz, so dass in Verbindung beispielsweise mit einem Zählvorgang, der die Identifizierung eines einzelnen Werkstücks, welches den Scanner durchlaufen hat, ermöglicht, eine differenzierte Behandlung des einzelnen Werkstücks gegeben ist.
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Es ist ferner die Aufgabe der Erfindung, eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art zu entwerfen, welche in konstruktiv einfacher und zuverlässiger Weise zur Positionierung der Werkstücke derart geeignet ist, dass sich Baumkanten am fertigen Bauelement auf lediglich einer Seite befinden. Gelöst ist diese Aufgabe bei einer solchen Vorrichtung durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 6.
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Erfindungswesentlich ist hiernach die Integration eines Scanners in Verbindung mit einem Mittel zur Überführung der Werkstücke in eine Solllage in das Gesamtkonzept einer Keilzinkenanlage, der eingangsseitig ein Strom einzelner durch Keilzinkung zu verbindender Werkstücke zugeführt wird und aus der ausgangsseitig langgestreckte Bauelemente abgeführt werden. Diese Bauelemente sind dadurch gekennzeichnet, dass sich Baumkanten lediglich in einer Oberseite, der Auflageseite somit gegenüberliegend befinden. Das genannte Mittel wird durch eine Kippeinrichtung gebildet, die dazu eingerichtet ist, die auf ihrer Schmalseite aufstehenden Werkstücke nach Maßgabe der Lage einer Baumkante rechts- oder linksseitig zu kippen. Eine Ausrichtstation ist vorgesehen, um die Werkstücke in eine auf ihren Schmalseiten aufstehende Position zu überführen, bei welcher der Kippvorgang durchgeführt wird.
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Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 7 ist der Scanner dahingehend eingerichtet, dass die Werkstücke in diesem auf ihrer Breitseite geführt werden, so dass vor einem Kippvorgang eine Ausrichtstation angeordnet ist, um die Werkstücke vorab in eine auf ihrer Schmalseite aufstehende Position zu überführen.
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Alternativ hierzu kann jedoch der Scanner entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 8 derart eingerichtet sein, dass die Werkstücke in diesem bereits in einer auf ihrer Schmalseite aufstehenden Position geführt und in dieser Position der Kippeinrichtung zugeführt werden. In diesem Fall kann dem Scanner eine Ausrichtstation vorgeordnet sein.
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Die Merkmale der Ansprüche 9 bis 11 sind auf eine konstruktive Konkretisierung der Maßnahmen gerichtet, mit denen eingangsseitig ein strangförmiger Strom aus in Längsausrichtung zueinander positionierten Werkstücken gebildet wird. Dies geschieht mittels einer an sich bekannten Strangbildungszentrifuge, nämlich einem um eine im wesentlichen vertikale Achse rotierenden, oberseitig offenen tellerartigen Zentrifugenkörper dessen sich axial erstreckende, feststehende Berandung eine Anlagefläche bildet, entlang welcher sich vertikal auf den Zentrifugenkörper fallende Werkstücke fliehkraftbedingt ausrichten, so dass durch ein tangentiales Abzweigen dieser ausgerichteten Werkstücke ein strangförmiger Strom darstellbar ist. Der Strangbildungszentrifuge ist ein hinsichtlich der Fördergeschwindigkeit regelbarer Förderer nachgeordnet, über welchen ein definierter Vorschub für den strangförmigen Strom bereitgestellt wird.
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Die Merkmale der Ansprüche 12 bis 14 sind weitere vorteilhafte konstruktive Konkretisierungen gerichtet, die im Zusammenhang mit der Darstellung der genannten Sollposition der Werkstücke stehen. Dies betrifft insbesondere die Ausbildung der Kippeinrichtung, welche alternativ durch Düsenanordnungen oder Anordnungen aus Stößeln beiderseits der Vorschubbahn dargestellt werden kann. Die Stößel können pneumatisch oder elektrisch betätigbar sein.
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Sowohl der Scanner als auch die Kippeinrichtung stehen entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 15 mit einer Steuerung in Verbindung, die dazu eingerichtet ist, die Funktionen dieser beiden Komponenten im Sinne der Aufgabenstellung der Erfindung zu koordinieren.
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Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigen:
- 1 eine den Verfahrensablauf zeigende Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von aus brettartigen, aus Holz bestehenden Werkstücken zusammengesetzten langgestreckten Bauelementen;
- 2 eine Ansicht einer Komponente der Vorrichtung in einer vertikalen Schnittebene II-II der 1.
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Die mittels dieser Vorrichtung zu einem langgestreckten Bauelement zusammenzusetzenden Werkstücke 11, die im Ausgangszustand in einer brett- bzw. quaderförmigen, jeweils unterschiedliche Längen aufweisenden Gestalt vorliegen, gelangen zunächst an der Stelle 1 vertikal fallend auf eine um eine vertikale Achse 2 rotierende Strangbildungszentrifuge 3, in welcher sich die Werkstücke 11 fliehkraftbedingt entlang deren radial äußerer feststehender, im wesentlichen vertikaler Wandung 4 ausrichten. Aus dieser sich entlang der Wandung 4 erstreckenden Ausrichtung werden die Werkstücke in einen sich tangential an ihre Umlaufbahn anschließenden Kanal 6 überführt, in diesem einen Strang stirnseitig aneinanderliegender, auf ihren Breitseiten aufliegender Werkstücke 11 bildend, und gelangen unter Mitwirkung eines nach Maßgabe einer Sollgeschwindigkeit regelbaren Förderers in dieser Anordnung in einen Scanner 7.
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Der Scanner 7 ist in an sich bekannter Weise dahingehend eingerichtet, dass die Lage einer Baumkante an einem Werkstück 11, welche sich entlang einer dessen vier Längskanten erstreckt, ermittelt und durch einen Datensatz dargestellt wird. Aus dem Scanner 7 heraus gelangen die Werkstücke 11 in eine Ausrichtstation 8, die dazu bestimmt ist, die Werkstücke 11 in eine aufrechte, d.h. in eine auf der einen ihrer beiden Schmalseiten aufstehende Position zu überführen. Dies kann in an sich bekannter Weise beispielsweise mittels einer Kombination einer schiefen Ebene, einer Kippstufe und beiderseitigen Führungsplatten entlang der Vorschubbahn der Werkstücke geschehen.
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Wesentlich ist, dass die die Ausrichtstation 8 an der Stelle 8’ verlassenden Werkstücke 11 eine bezüglich eines Förderbandes 14 zentrierte, auf ihren Schmalseiten aufstehende Position einnehmen.
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An die Ausrichtstation 8 schließt sich eine Kippeinrichtung 12 an, welche dazu bestimmt ist, die aus der Ausrichtstation 8 austretenden Werkstücke 11 zur rechten oder zur linken Seite hin umzustoßen, so dass die Werkstücke 11 sich nunmehr in einer auf ihrer Breitseite aufliegenden Position, nämlich auf dem Förderband 14 aufliegend, befinden, und zwar nach Maßgabe der Kipprichtung rechts- oder linksseitig bezüglich ihrer ursprünglichen Aufstandfläche.
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Der in dem Scanner 7 generierte, auf das einzelne Werkstück 11 bezogene, u.a. die Information, welche der vier Längskanten die Baumkante ist, beinhaltende Datensatz ermöglicht in Verbindung mit einem Zählvorgang die Identifizierung eines jeden in den Einwirkungsbereich der Kippeinrichtung 12 gelangenden Werkstücks 11 sowie eine Steuerung des Kippvorgangs, somit um eine zu der Längsachse des Werkstücks 11 parallele Achse dahingehend, dass sich die Baumkante bei dem auf dem Förderband 14 aufliegenden Werkstück 11 stets entlang dessen oberer rechter oder linker Längskante erstreckt.
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Der Vorgang des bezüglich der durch das Förderband 14 definierten Vorschubbahn rechts- oder linksseitigen Kippens eines Werkstücks 11 kann besonders einfach und insbesondere auch betriebssicher mittels einer Anordnung von Luftdüsen vorgenommen werden, die sich beiderseits der Vorschubbahn befinden und die nach Maßgabe der mittels des Scanners 7 gewonnenen, die Lage der Baumkante eines Werkstücks 11 beschreibenden Information in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit taktweise angesteuert werden. Die links- und rechtsseitig bezüglich der Vorschubbahn befindlichen Düsenanordnungen können in Längsrichtung der Vorschubbahn versetzt zueinander angeordnet sein, so dass wechselseitige Beeinflussungen beider Anordnungen sicher ausgeschlossen werden können.
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Die auf einem Förderband 14 aufliegenden Werkstücke 11 werden im Verlauf ihres weiteren Vorschubs mittels ortsfest seitlich angeordneter Leitorgane 9, 10 in eine Mittenlage 13 bezüglich des Förderbandes 14 überführt.
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Mit 15, 16 sind zwei sich an das Förderband 14 anschließende, hintereinander angeordnete Fördersysteme bezeichnet, deren Förderrichtungen sich senkrecht zueinander erstrecken und die dahingehend unabhängig voneinander steuerbar sind, dass auf dem Fördersystem 16 die einzelnen Werkstücke 11 vereinzelt und in Querrichtung zu dessen weiterer Förderrichtung 17 angeordnet sind.
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Beispielsweise kann das Fördersystem 15 durch eine Anordnung von Förderrollen gebildet sein, die gemeinsam antreibbar sind und einen Transport in der Förderrichtung 18, somit in gleicher Richtung wie das Förderband 14, jedoch senkrecht zu der Förderrichtung 17 bewirken, wobei mittels Leisten 19, die sich parallel zu der Förderrichtung 17 erstrecken und in dieser Richtung relativ zu dem Fördersystem 15 bewegbar sind, in Abstimmung mit dem Vorschub des Fördersystems 15 eine Vereinzelung der Werkstücke 11 bereits auf dem Fördersystem 15 dargestellt ist. Für diese Längs-Quer-Umsetzung der Werkstücke 11 können jedoch andere, dem Fachmann bekannte Systeme benutzt werden.
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An das Fördersystem 16 schließt sich eine an sich bekannte Frässtation 20 an, deren Aufbau dem Fachmann ebenfalls geläufig ist und keiner näheren Beschreibung bedarf. Wesentlich ist, dass die Frässtation 20 zur Herstellung eines Zinkenprofils in einer oder auch beiden Stirnseiten des Werkstücks 11 eingerichtet ist, so dass ausgangsseitig bezüglich der Frässtation 20, somit an der Stelle 21 nacheinander und in einer sich quer zu der Förderrichtung 17 erstreckenden Orientierung beidseitig stirnseitig mit Zinkenprofilen versehene Werkstücke 11 die Frässtation 20 verlassen.
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Am Ausgang der Frässtation 20, somit an der Stelle 21 befindet sich ein zeichnerisch nicht näher dargestelltes Förderorgan, welches die Werkstücke 11 anschließend in eine Einfädelungsstation 22 überführt.
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In der Einfädelungsstation 22, deren Förderrichtung parallel zu der Förderrichtung 18, jedoch zu dieser entgegengesetzt eingerichtet ist, in welcher sich die Werkstücke 11 erneut in einer stirnseitig unmittelbar aufeinanderfolgenden Anordnung bzw. Längsausrichtung befinden, werden sie einer ebenfalls an sich bekannten Strangpresse 23 zugeführt, in welcher die Zinkenprofile der Werkstücke 11 nach erfolgtem Leimauftrag ineinandergefügt und miteinander verpresst werden, so dass an der Stelle 24 schließlich ein langgestrecktes, aus mehreren stirnseitig verbundenen Werkstücken 11 zusammengesetztes langgestrecktes Bauelement einer nach Maßgabe der Anzahl der Werkstücke bestimmten Länge anfällt, welches nach Zuschneidung zwecks Anpassung an eine gewünschte Länge ggf. weiteren Bearbeitungsvorgängen zugeführt werden kann.
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Zeichnerisch nicht dargestellt ist eine übergeordnete Steuerung, mittels welcher der Scanner 7, die Kippeinrichtung 12, das Förderband 14, die Fördersysteme 15, 16, die Frässtation 20 sowie die Strangpresse 23 in ihren Bewegungs- und Funktionsabläufen koordiniert werden. Deren grundsätzlicher Aufbau ergibt sich jedoch aus der vorliegenden Funktionsbeschreibung.
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Das Ausführungsbeispiel zeigt eine global U-förmige Struktur der Positionen der einzelnen Vorrichtungskomponenten. Dies ist nicht zwingend erforderlich, so dass an der Stelle 21 eine Einfädelungsstation 22 gleichermaßen auch linksseitig bezüglich der Förderrichtung 17 angesetzt sein kann.
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Wesentlich ist, dass infolge des über die Kippeinrichtung 12 eingeleiteten Kippvorgangs, nämlich rechtsseitig oder linksseitig, und zwar in Abhängigkeit von der durch den Scanner 7 erkannten Lage einer Baumkante die einzelnen Werkstücke 11 stets mit der Maßgabe weiterverarbeitet, insbesondere stirnseitig gefräst und zu einem langgestreckten Bauelement zusammengefügt werden, dass deren jeweilige Baumkanten sich auf der einen, hier der Oberseite der Werkstücke 11 und damit auch des Bauelementes befinden, das sich an der Stelle 24 als Ausgangsprodukt ergibt. Die Auflageseite des Bauelementes ist damit frei von derartigen Werkstückfehlern.
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Bezugszeichenliste
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- 1.
- Stelle
- 2.
- Achse
- 3.
- Strangbildungszentrifuge
- 4.
- Wandung
- 5.
- Ablenkelement
- 6.
- Kanal
- 7.
- Scanner
- 8.
- Ausrichtstation
- 8'.
- Stelle
- 9.
- Leitorgan
- 10.
- Leitorgan
- 11.
- Werkstück
- 12.
- Kippeinrichtung
- 13.
-
- 14.
- Förderband
- 15.
- Fördersystem
- 16.
- Fördersystem
- 17.
- Förderrichtung
- 18.
- Förderrichtung
- 19.
- Leiste
- 20.
- Frässtation
- 21.
- Stelle
- 22.
- Einfädelungsstation
- 23.
- Strangpresse
- 24.
- Stelle
