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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Klassifizierung von Rundholz für Masten, insbesondere für den Leitungsbau.
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Masten für den Leitungsbau werden vor dem Einsatz imprägniert. Herkömmlicherweise wird in Imprägnierkesseln mittels Druckwechselverfahren insbesondere mittels Vakuum-Druck-Verfahren imprägniert, wobei eine Imprägnierlösung in Holzzellen und/oder zwischen Holzzellen eindringt. Die Imprägnierung schützt das Holz insbesondere für den Einsatz im Freien, wobei insbesondere der Übergangsbereich zwischen der Erd-Luft-Zone kritisch ist. Hier ist das Holz besonders gegenüber tierischen und pflanzlichen Holzschädlingen, insbesondere Pilzbefall, anfällig. Eine Imprägnierung bewirkt einen Schutz gegenüber diesen Einflussfaktoren und soll die Haltbarkeit der Masten bei ihrem Einsatz deutlich verlängern.
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Üblicherweise wird bei Rundholz, das frisch oder vorgetrocknet bei Masten verarbeitenden Herstellern angeliefert ist, lediglich die Holzfeuchte erfasst. Dies ist insofern notwendig, als nur Holz, insbesondere Kiefer (Pinus Sylvestris) das eine maximale Holzfeuchte von 35 Gew.-% aufweist, zur Imprägnierung zugelassen ist. Bei höheren Feuchtegehalten kann keine ausreichend große Menge an als Imprägniermittel verwendetem Holzschutzmittel in das Rundholz eingebracht werden, um einen Schutz des Holzes gegenüber den oben genannten Einflussfaktoren zu bewirken.
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Abhängig von der zu tragenden Leitung und/oder dem Gelände, in dem die Masten verbaut sind, können streckenweise Masten mit geringer Tragfähigkeit eingesetzt werden. Bei machen Strecken oder an manchen Punkten, z. B. an Leitungskreuzungen, sollten Masten mit erhöhter Tragfähigkeit eingesetzt werden. Ein Verfahren zum Klassifizieren von Rundholz für Masten, das eine differenzierte Beurteilung der Tragfähigkeit erlaubt, ist derzeit nicht bekannt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren bereitzustellen, mit dem Rundholz für Masten, insbesondere für den Leitungsbau, klassifiziert werden kann.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein vorzugsweise automatisiertes und mechanisiertes Verfahren zur Klassifizierung von Rundholz mit folgenden Verfahrensschritten:
- – Einbringen mindestens eines Stiftes, insbesondere eines Metallstiftes mit einer vorgegebenen Eindringtiefe bzw. mit einem vorgegebenen Weg in das Rundholz, wobei die zum Eindringen in das Rundholz erforderliche Kraft gemessen wird und
- – Klassifizieren des Rundholzes in Abhängigkeit von der gemessenen Kraft zur Verwendung als Mast.
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Zu imprägnierende Rundhölzer sollten eine Holzfeuchte von weniger als 35% aufweisen, um eine gleichmäßige Imprägnierung mit der erforderlichen Eindringtiefe erzielen zu können (Imprägnierungstiefe). Eine Holzfeuchte von ca. 20 bis etwa 35% je nach Holzart wird im allgemeinen als Fasersättigungsfeuchte bezeichnet. Bei deutlicher Überschreitung dieser Holzfeuchte ist eine homogene Imprägnierung in der Regel nicht mehr zu erzielen. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass in dem Feuchtigkeitsbereich, der zur Imprägnierung, d. h. zur Tränkung von Rundhölzern bzw. Masten geeignet ist, also im Bereich bis zu einer Holzfeuchte von 35%, die erfasste Kraft mit der Festigkeit des geprüften Rundholzes ausreichend korreliert, um eine zuverlässige Aussage zur Klassifizierung des Rundholzes zu treffen.
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Die Kraftmessung kann in Form einer Druck- oder auch Zugkrafterfassung erfolgen. Unter Einbringen eines Stiftes oder eines Dorns im Sinne der vorliegenden Erfindung kann auch das Einschrauben eines mit Gewinde versehenen Stiftes zu verstehen sein, wobei die Kraftmessung über das zum Eindrehen des Gewindestiftes aufzubringende Drehmoment erfolgt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass schon vor einer Imprägnierung und vor einem Einsatz von Rundhölzern als Masten allein aus der Kraft, die zum Einbringen, insbesondere Eindrücken eines Stifts in das Rundholz nötig ist, über die Festigkeit des unbehandelten Stammes auf die Tragfähigkeit der Masten geschlossen werden kann. Dadurch, dass die Messung vor dem Einsatz der Masten durchgeführt wird, können die Masten frühzeitig entsprechend ihrer Tragfestigkeit klassifiziert werden. Dies ermöglicht beispielsweise die Einteilung in Masten, die mittleren Anforderungen genügen, in Masten, die nur geringen Anforderungen genügen und daher gegebenenfalls ausgesondert werden, und in Masten, die eine überdurchschnittlich hohe Festigkeit aufweisen und daher in Bereichen eingesetzt werden können, die besonders hohen Belastungen ausgesetzt sind. Dies können besonders hohe mechanische Belastungen sein, wie in besonders wind- oder schneereichen Gegenden, besondere Belastungen durch feuchte Witterung, beispielsweise in Niederungen oder diese Rundhölzer können in Kreuzungsbereichen eingesetzt werden.
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Bisher waren solche Aussagen über die Belastbarkeit zukünftiger Masten nur durch optische Schätzung erfahrener Fachleute möglich, die aber dennoch zu unzuverlässigen Vorhersagen führten. Insbesondere für stark beanspruchte Masten ist ein Einsatz nur durchschnittlich belastbarer Rundhölzer oder sogar unterdurchschnittlich belastbarer Rundhölzer aus wirtschaftlicher Sicht aber vor allem auch aus Sicherheitsgründen mit einem hohen Risiko behaftet. Durch die Klassifizierung mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die wirtschaftlichen und sicherheitsrelevanten Gefahren stark reduziert.
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Zur Erfassung der Kraft wird wenigstens ein Stift etwa im rechten Winkel zum Faserverlauf bzw. zur Längsachse des Rundholzes über einen vorgegebenen Weg bzw. eine vorgegebene Eindringtiefe in das Rundholz eingedrückt bzw. eingetrieben. Dies kann beispielsweise hydraulisch erfolgen. Als Stifte kommen beispielsweise Metallstifte mit zylindrischem Schaft und konischer Spitze in Betracht. Die Stifte können beispielsweise in ihrem zylindrischen Abschnitt einen Durchmesser von bis 8 mm aufweisen, bevorzugt können diese einen Durchmesser von zwischen 2 und 5 mm besitzen.
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Bei einer bevorzugten Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Eindringtiefe bzw. der Weg des oder der Stifte in Abhängigkeit der Kern-Splintholzgrenze des Rundholzes vorgegeben wird.
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Insbesondere die Beschaffenheit des Splintholzes von als Rundholz geeigneten Nadel- oder Weichhölzern ist maßgeblich für die Festigkeit, insbesondere Biegefestigkeit des Rundholzes. Dies sind bekanntlich diejenigen Holzfasern, die sich außerhalb der neutralen Phase des Biegestabes/Rundholzes befinden und die maßgeblich für die Biegelinie und Festigkeit des Rundholzes sind.
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Die Eindringtiefe bzw. der Weg der Stifte kann etwa 10 bis 20% des Durchmessers des Rundholzes betragen. Bei einem Rundholz mit einem Mastfußdurchmesser von 300 mm kann in diesem Bereich beispielsweise die Eindringtiefe eines Stiftes zwischen 30 und 60 mm betragen.
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Bevorzugt erfolgt die Kraftmessung an wenigstens zwei voneinander in Längsrichtung des Rundholzes beabstandeten Stellen, beispielweise im Bereich des Mastfußes und im Bereich des Mastzopfs. Die Messung kann beispielsweise mit einer stationären Einrichtung erfolgen, mit welcher beispielsweise auch die Holzfeuchte gemessen wird. Dabei kann vorgesehen sein, das Rundholz in Längsrichtung unter einer Messanordnung und relativ zu der Messanordnung zu bewegen, um an mehreren Stellen des Rundholzes Messungen vornehmen zu können. Es können mehrere Messungen wiederholt in Vorschubrichtung des Mastes relativ zu einer stationären Messanordnung vorgenommen werden.
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Insbesondere die Festigkeit des zur Verwendung als Mast vorgesehenen Rundholzes im Bereich des Mastfußes ist für die Klassifizierung des Rundholzes relevant, da Masten im Bereich des Mastfußes bekanntlich der größten Biegebeanspruchung unterliegen. Darüber hinaus ist der gesetzte Mast in der sogenannten Erd-Luft-Zone, d. h. im Grenzbereich zwischen Erdreich und Luft besonderen Einflüssen durch Witterungen, Fäulnis und Schädlingsbefall, Wildverbiss und dergleichen ausgesetzt.
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Bei der Produktion von Rundhölzern werden diese, wie vorstehend beschrieben, vor deren Imprägnierung beispielweise mittels Vakuum-Druck-Verfahren üblicherweise auf ihre sogenannte Tränkreife geprüft. Die Einhaltung der Tränkreife ist eine wichtige Voraussetzung für eine erfolgreiche und qualitativ hochstehende Kesseldrucktränkung. Hierzu wird vor dem Tränken eine kontinuierliche Feuchtigkeitsmessung des Rundholzes nach dem Leitfähigkeitsprinzip durchgeführt. Zu diesem Zweck wird ein Feuchtemessgerät mit zwei Elektroden eingesetzt. Die Elektroden werden an der Stelle des Mastes, an der dessen Feuchtigkeit gemessen werden soll, in das Holz eingetrieben. Der Feuchtigkeitsgehalt des Holzes wird als Funktion des elektrischen Widerstands zwischen den Elektroden ermittelt.
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Beim Eintreiben der Elektroden in die als Masten verwendeten Rundhölzern wird erfindungsgemäß gleichzeitig Kraft bestimmt, die nötig ist, um die eine oder beide Elektroden eine vorbestimmte Strecke in den Mast einzutreiben. Diese Kraft korreliert mit der Festigkeit der Masten, die für deren Standfestigkeit bestimmend ist. Aufgrund der ermittelten Festigkeit des Rundholzes wird dieses in verschiedene Festigkeitsklassen eingeteilt.
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Vorteilhafterweise werden für das erfindungsgemäße Verfahren als Stifte, die in die zu klassifizierenden Rundhölzer eingedrückt werden, die Elektroden eines Feuchtemessgeräts eingesetzt. Dies hat den Vorteil, dass gleichzeitig mit der ohnehin erforderlichen Messung der Holzfeuchte eine Kraftmessung vorgenommen werden kann.
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Die Feuchtigkeitsmessung mittels Messelektroden erfolgt in Umfangsrichtung des Rundholzes, beispielsweise an vier umfänglich voneinander beabstandeten Stellen, die jeweils einen Winkel von etwa 90° zwischen sich einschließen. Die Feuchtigkeitsmessung und/oder die Kraftmessung wird an mehreren in Längsrichtung voneinander beabstandeten Stellen des Rundholzes vom späteren Mastzopf bis zum Mastfuß bzw. umgekehrt, vorgenommen. Wenigstens eine der Elektroden des hierfür vorgesehenen Feuchtigkeitsmessgerätes kann gleichzeitig für die Kraftmessung verwendet werden. Die Kraftmessung kann beispielsweise an nur zwei in Längsrichtung voneinander beabstandeten Stellen des Rundholzes, vorzugsweise im Bereich des Mastfußes und im Bereich des Mastzopfs vorgenommen werden.
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Selbstverständlich kann eine Feuchtigkeitsmessung auch an nur zwei diametral gegenüberliegend angeordneten Stellen auf dem Umfang des Rundholzes vorgenommen werden. Für die Kraftmessung wird es im allgemeinen nur erforderlich sein, mehrere in Längsrichtung des Rundholzes voneinander beabstandete Stellen auszuwählen.
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Die Feuchtigkeitsmessung kann beispielweise auch an drei in Umfangsrichtung des Rundholzes voneinander beabstandeten Stellen erfolgen, die beispielsweise einen Winkel von 120° zwischen sich einschließen.
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Eine Feuchtigkeitsmessung an mehreren Stellen über den Umfang des Rundholzes ist insbesondere deshalb sinnvoll, um bei der Feuchtigkeitsmessung einer lagerungsbedingten unterschiedlichen Feuchtigkeitsverteilung über den Querschnitt des Rundholzes Rechnung zu tragen. Diese Feuchtigkeitsverteilung wird im allgemeinen als Sichelfeuchtigkeit bezeichnet.
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Die Erfindung ist selbstverständlich so zu verstehen, dass eine Kraftmessung grundsätzlich außerhalb von einer Feuchtigkeitsmessung erfolgen kann, aber grundsätzlich ein Zusammenhang zwischen Holzfeuchte und Kraftmessung besteht. Somit ist es zweckmäßig, die Elektroden einer Feuchtigkeitsmessgerätes zur zeitlich parallelen Kraftmessung zu verwenden.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird weiters mit einer Verwendung nach Anspruch 7 gelöst. Danach wird ein Feuchtemessgerät mit zumindest zwei Elektroden, die in Holz eindrückbar sind, zur Klassifizierung von Rundholz, insbesondere für Masten verwendet.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in Verbindung mit beispielhafter Ausführungsformen anhand zweier Figuren beschrieben.
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Dabei zeigen:
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1 eine schematische Seitenansicht eines Rundholzes,
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2 schematisch einen Querschnitt eines Rundholzes mit angelegtem Feuchtemessgerät und
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3 eine schematische, stark vereinfachte Ansicht eines Feuchtemessgerätes.
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Ein Rundholz 1, wie es schematisch in 1 dargestellt ist, wird ohne Imprägnierung zu einer Klassifizierung für seine geplante spätere Verwendung als Mast bereitgestellt. Ein derartiges Rundholz hat üblicherweise eine Länge von 7 bis zu 18 m. Es ist leicht konisch ausgebildet, so dass es einen gestreckten Kegelstumpf darstellt. Der Durchmesser des Rundholzes bei einer Verwendung als Mast beträgt an dem unteren Ende 2 im Bereich des späteren Mastfußes etwa auf Höhe der Erdoberkante in Einbaulage, ca. 30 cm, der Durchmesser beträgt im Bereich des Zopfs, d. h. am oberen Ende 3 des Rundholzes etwa 22 cm. Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch selbstverständlich bei Rundholz für Masten aller möglichen Abmessungen und Geometrien einsetzbar, sowie beispielsweise auch für Hölzer mit einem Querschnitt, der nicht kreisförmig oder zumindest nicht exakt kreisförmig ist.
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Um zu bestimmen, welche Feuchte das Rundholz besitzt, wird mit einem an sich bekannten Feuchtemessgerät 4, wie in 2 schematisch angedeutet ist, die Feuchte des Rundholzes 1 bestimmt. Liegt der gemessene Wert unterhalb der Fasersättigungsfeuchte (unter ca. 35%), ist die Holzfeuchte bereits niedrig genug, dass eine Imprägnierung des Rundholzes 1 durchgeführt werden kann. Zu diesem Zweck werden zwei Elektroden 6 des Feuchtmessgerätes 4 in das Rundholz 1 eingedrückt. Über eine zwischen den Elektroden 6 angelegte Spannung bestimmt das Feuchtemessgerät 4 die Holzfeuchte des Rundholzes 1.
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Zugleich lässt sich gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren durch das Erfassen der Druckkraft, die zum Eindrücken der Elektroden 6 in das Rundholz 1 nötig ist, über eine bekannte Korrelation die Festigkeit, insbesondere die Biegefestigkeit des Holzes näherungsweise bestimmen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, in Umfangrichtung des Rundholzes an drei in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Stellen 7, 8, 9 die Feuchtigkeit des Holzes mit einem Feuchtemessgerät zu ermitteln. Das Feuchtemessgerät 4 umfasst beispielweise drei Elektrodenpaare 6, von denen ein Elektrodenpaar mit Mitteln zur Erfassung der Eindringkraft in das Rundholz 1 versehen ist. Eine solche Kraftmessung kann beispielsweise mittels bekannter Kraftaufnehmer erfolgen.
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In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird an drei verschiedenen Stellen 7, 8, 9 in Umfangsrichtung die Feuchtigkeit ermittelt, um einen repräsentativen Messwert der Holzfeuchte des zu klassifizierenden Rundholzes 1 zu erhalten.
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Das Anlegen der Elektroden 6 bzw. Elektrodenpaare erfolgt beispielsweise gleichzeitig an drei verschiedenen Stellen über den Umfang des Rundholzes. Dabei wird das Rundholz beispielsweise relativ zu dem ortsfest angeordneten Feuchtemessgerät verschoben. Die Messung der Holzfeuchtigkeit und der Eindringkraft wenigstens einer Elektrode 6 oder eines Elektrodenpaares erfolgt an mehreren in Längsrichtung des Rundholzes 1 voneinander beabstandeten Stellen, beispielsweise einmal im Bereich des Mastfußes und einmal im Bereich des Zopfs.
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Aus den zwei ermittelten Festigkeitswerten des Rundholzes 1 wird ein Mittelwert gebildet, aus welchem die Holzfestigkeitsklasse analog DIN 1052 ermittelt wird. Die Klassifizierung von Rundhölzern erfolgt in drei Gruppen, nämlich bevorzugt C 30 bis C 40, C 40 bis C 50 und Festigkeiten oberhalb von C 50.
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Nachdem durch die Feuchtigkeitsmessung die Tränkreife des Rundholzes 1 ermittelt wurde, und dieses in einer der vorgenannten Festigkeitsklassen klassifiziert wurde, wird dieses seiner entsprechenden Verwendung zugeführt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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