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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spalten von Holz, eine Verwendung dieser Vorrichtung zum Spalten von Holz sowie ein Verfahren zum Spalten von Holz mittels der Vorrichtung.
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Das Angebot an mobilen Vorrichtungen zum Spalten von Holz ist überschaubar. Üblicherweise wird die zum Spalten notwendige Kraft bei Äxten und Spalthämmer durch Muskelkraft, bei Spaltkeilen mit Motorsäge und Kegelspaltern mechanisch beziehungsweise hydraulisch aufgebracht.
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Dabei wird das Holz vorwiegend durch das Einbringen eines keilförmigen Werkzeuges gespalten.
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Die bekannten Spaltkonzepte benötigen viel Energie, da das Spalten durch das Einbringen geschieht. Dabei entstehen große Verlustleistungen, da der hohe Reibwert zwischen Holz und Werkzeug bei einer sehr hohen Normalkraft (Spaltkraft) für die komplette Einbringstrecke des Werkzeugs vorliegt.
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Die
DE 299 17 010 U1 offenbart eine Vorrichtung zum Spalten von Hölzern, die ein eine Aussparung im Holz herstellendes spanendes Werkzeug und mindestens ein in die Aussparung in Eingriff bringbares Spaltwerkzeug aufweist.
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Offenbarung der Erfindung
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Spalten von Holz mit zumindest einem Spreizschenkel, welcher zur Übertragung einer Spaltkraft auf ein zu spaltendes Holzelement drehbar gelagert ist, einem Spreizelement, welches angeordnet und ausgebildet ist, mittels einer Bewegung relativ zu dem Spreizschenkel eine Spreizkraft auf den Spreizschenkel zu übertragen, und einer Kraftübertragungseinheit, welche mit dem Spreizelement verbunden ist, um das Spreizelement relativ zu dem Spreizschenkel zu bewegen, wobei zur Übertragung der Spreizkraft das Spreizelement eine dem Spreizschenkel zugewandte Spreizelementfläche und der Spreizschenkel eine der Spreizelementfläche zugewandte Spreizschenkelfläche aufweisen.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Verwendung der zuvor beschriebenen Vorrichtung zum Spalten von Holz sowie ein Verfahren zum Spalten von Holz mit folgenden Schritten:
- - Vorsehen einer Aussparung in dem zu spaltenden Holzelement;
- - Anordnen der zuvor beschriebenen Vorrichtung in der Aussparung; und
- - Übertragen einer Kraft auf das Spreizelement mittels der Kraftübertragungseinheit, um mittels einer Bewegung des Spreizelements relativ zu dem Spreizschenkel eine Spreizkraft und resultierend eine Spaltkraft auf das zu spaltende Holzelement zu übertragen.
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Unter einer Vorrichtung zum Spalten von Holz kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Holzspaltvorrichtung verstanden werden, mit der Holzelemente, insbesondere Meterholz, gespalten werden können.
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Die Vorrichtung weist mindestens einen Spreizschenkel auf. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn die Vorrichtung zwei Spreizschenkel aufweist, die derart drehbar gelagert sind, dass die Drehbewegung der beiden Spreizschenkel in entgegengesetzte Drehrichtungen erfolgt. Demnach ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung zwei zueinander entgegengesetzt drehbar gelagerte Spreizschenkel mit jeweils einer Spreizschenkelfläche aufweist, wobei zur Übertragung der Spreizkraft das Spreizelement jeweils eine den beiden Spreizschenkelflächen zugewandte Spreizelementfläche aufweist.
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Unter einem Spreizschenkel kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Element verstanden werden, das um einen oder auch mehrere Lagerpunkte drehbar gelagert ist. Der Spreizschenkel kann länglich ausgebildet sein. Das heißt, mit anderen Worten, dass der Spreizschenkel in Einbringrichtung der Vorrichtung länger ausgebildet ist als radial zur Einbringrichtung der Vorrichtung.
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Unter einer drehbaren Lagerung kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Lagerung verstanden werden, die eine Drehbewegung um einen Lagerpunkt zulässt. Dabei kann die Drehbewegung auch eine translatorische Komponente aufweisen. Das heißt, mit anderen Worten, dass der Lagerpunkt bewegbar sein kann. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn zusätzlich der Lagerpunkt in einem Endbereich des Spreizschenkels ausgebildet ist. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der Lagerpunkt in einem oberen, in Einbringrichtung der Vorrichtung dem Holzelement abgewandten Endbereich des Spreizschenkels ausgebildet ist. Durch diese Ausgestaltung der Lagerung vergrößert sich die maximale Spreizweite des Spreizschenkels.
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Wenn zwei Spreizschenkel vorgesehen sind, können diese ferner drehbar miteinander verbunden sein, bspw. mittels eines Bolzens, so dass eine zusätzliche Hebelwirkung erzielt wird. Ein Bolzen verhindert zudem das Herausfallen der Spreizarme bei der Handhabung und Lagerung. Letztere Funktionalität ist auch durch Magneten oder einen dehnbaren Ring erzielbar.
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Das Spreizelement ist bewegbar, insbesondere translatorisch bewegbar angeordnet und durch seine Form ausgebildet, energie- und/oder krafteffizient eine Spreizkraft auf einen Spreizschenkel zu übertragen. Das Spreizelement kann beispielsweise zumindest abschnittsweise keilförmig bzw. als Spaltkeil oder Spreizkeil ausgebildet sein. Das Spreizelement kann jedoch auch konus- oder kugelförmig ausgebildet sein.
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Aufgrund der drehbaren Lagerung des Spreizschenkels und der entsprechenden beweglichen Anordnung des Spreizelements kann eine translatorische Bewegung des Spreizelements relativ zu dem Spreizschenkel in eine Drehbewegung des Spreizschenkels überführt werden. Die translatorische Bewegung des Spreizelements kann eine rein lineare beziehungsweise axiale Bewegung sein. Die translatorische Bewegung kann jedoch auch zusätzlich zu der linearen Bewegung eine überlagerte rotatorische Komponente bzw. Bewegung aufweisen. Demnach kann das Spreizelement auch eine Rotationsbewegung, beispielsweise eine schraubenförmige Bewegung, resultierend eine translatorische Bewegung durchführen und sich somit im Rahmen dieser Erfindung translatorisch relativ zu dem Spreizschenkel bewegen. Hierdurch wird eine Spreizkraft von dem Spreizelement auf den Spreizschenkel übertragen, wodurch wiederum eine Spaltkraft von dem Spreizschenkel auf das Holzelement übertragen wird.
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Unter einer Spreizkraft kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Kraft verstanden werden, die eine Drehbewegung eines Spreizschenkels um dessen Lagerpunkt bewirkt. Hierbei wird die Spreizkraft von dem Spreizelement auf den Spreizschenkel mittels der Spreizelementfläche und der Spreizschenkelfläche übertragen. Demnach sind die Spreizelementfläche und die Spreizschenkelfläche angeordnet und ausgebildet zur Übertragung der Spreizkraft.
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Unter einer Spaltkraft kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Kraft verstanden werden, die ein Holzwerkstück, insbesondere ein Holzelement, in mindestens zwei Teile zerteilen kann bzw. zerteilt. Das heißt, mit anderen Worten, dass die Spaltkraft in Betrag und Richtung derart ausgebildet ist, dass eine Zerteilung des Holzelements resultiert. Die Spaltkraft weist zumindest eine radiale Kraftkomponente auf, das heißt eine Kraftkomponente senkrecht zur Bewegungsrichtung des Spreizelements.
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Unter einer Kraftübertragungseinheit kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Einheit verstanden werden, die ausgebildet ist, eine Zugkraft und/oder eine Druckkraft und/oder ein Drehmoment zu übertragen, so dass eine Bewegung des Spreizelements relativ zu dem Spreizschenkel und entgegen einer Einbringrichtung der Vorrichtung in die Aussparung resultiert. Die Kraftübertragungseinheit ist mit dem Spreizelement verbunden, insbesondere mechanisch verbunden. Die Kraftübertragungseinheit kann drehbar in dem Spreizelement angeordnet sein und ausgebildet sein, nur Zugkräfte in Längsrichtung der Vorrichtung auf das Spreizelement übertrageben. Die Kraftübertragungseinheit kann jedoch auch fluidisch mit dem Spreizelement verbunden sein. Die Kraftübertragungseinheit kann zur mechanischen und/oder hydraulischen und/oder pneumatischen Kraftübertragung und/oder zur Kraftübertragung durch thermische Längenänderungen ausgebildet sein.
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Unter einer Aussparung in einem Holzelement kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein räumlich beschränkter Bereich in dem Holzelement verstanden. Die Aussparung kann als Spalt ausgebildet sein und/oder durch Materialabtrag erzeugt werden. Die Aussparung kann beispielsweise als Bohrung ausgebildet sein. Die Aussparung bzw. die Bohrung wird hierbei mittels einer separaten Vorrichtung oder eines separaten Werkzeuges realisiert.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt eine kompakte und leichte Holzspaltvorrichtung zum energieeffizienten Spalten von Holz bereit. Demnach ist es durch das erfindungsgemäße Verfahren nunmehr möglich, das Spalten von Holz energetisch besonders effizient und gleichzeitig auf einfache Art und Weise durchzuführen. Dies wird zum einen dadurch erzielt, dass die beiden Schritte des Einbringens und des Spaltens zeitlich getrennt voreinander durchgeführt werden (erst Vorsehen einer Aussparung/Bohrung mittels bspw. eines separaten Werkzeuges, dann einfaches Einbringen der Vorrichtung in die Aussparung), wodurch der Energieaufwand signifikant reduziert wird. Zum anderen wird bei Betätigung der Vorrichtung aufgrund der axialen Bewegung des Spaltkeils entgegen der Einbringrichtung energieeffizient eine Spreizkraft auf den Spreizschenkel und von diesem eine Spaltkraft auf das Holz übertragen.
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Es ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Spreizelementfläche zumindest zwei quer zueinander verlaufende Flächenbereiche und/oder zumindest einen gekrümmten Flächenbereich aufweist. Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn in einer definierten Position des Spreizelements eine der beiden quer zueinander verlaufenden Flächenbereiche der Spreizelementfläche im Wesentlichen parallel zu zumindest einem Bereich der Spreizschenkelfläche verläuft. Hierbei ist es ferner vorteilhaft, wenn der Querschnitt des gekrümmten Flächenbereiches kreisbogenförmig oder ellipsoidförmig ausgebildet ist. D.h. mit anderen Worten, dass die quer zueinander verlaufenden Flächenbereiche nicht parallel zu einander verlaufen und somit einen Winkel ungleich 0° bzw. 180° bzw. 360° zueinander aufweisen. Die beiden Flächenbereiche können angrenzend zueinander angeordnet sein. Die beiden Flächenbereiche können einen ersten Flächenbereich aufweisen, welcher angrenzend zu einer in Einbringrichtung der Vorrichtung dem Holzelement zugewandten Grundseite des Spaltelements angeordnet ist. Die beiden Flächenbereiche können ferner einen zweiten Flächenbereich aufweisen, welcher angrenzend zu einer in Einbringrichtung der Vorrichtung dem Holzelement abgewandten Spaltelementspitze des Spaltelements angeordnet ist. Der zweite Flächenbereich weist einen größeren Winkel gegenüber der Längsachse der Holzspaltvorrichtung auf als der erste Flächenbereich.
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Je nach Holzart dauert der Spaltschritt bis zum Durchriss und der vollständigen Trennung bzw. Spaltung des Holzelements unterschiedlich lang. Für die erste Phase des Spaltschritts benötigt man eine große Spaltkraft (normal zur Längsachse der Vorrichtung) und für die zweite Phase des Spaltschritts eine möglichst große Spreizung bei geringerer Spaltkraft. Durch diese Maßnahme kann der maximale Spreizwinkel und damit die Effizienz des Spaltvorgangs vergrößert werden. Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, da - wie vorangehend beschrieben - zu Beginn der Spaltvorgangs die aufzubringende Spaltkraft wichtig ist, jedoch nachdem das Holzelement teilweise gespalten ist der Spreizwinkel entscheidend ist, um die Effizienz des Spaltvorgangs zu verbessern. Durch die resultierende nicht-lineare Spreizung können somit der Spaltvorgang an die Bedürfnisse angepasst und die Spaltzeit verkürzt werden.
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Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn zwischen der Spreizelementfläche des Spreizelements und der Spreizschenkelfläche des Spreizschenkels zumindest ein Rollelement angeordnet ist, um den Reibungswiderstand zu verringern. Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn das Rollelement als Kugel, Kegel oder Zylinder ausgebildet ist. Hierbei ist es ferner vorteilhaft, wenn die Spreizelementfläche und/oder die Spreizschenkelfläche eine Vertiefung zur Aufnahme des Rollelements aufweist. Demnach bilden die Spreizelementfläche, die Spreizschenkelfläche und das zumindest eine Rollelement eine Art Linearrollenlager aus. Durch diese Maßnahme können die Reibverluste bei der Übertragung der Spreizkraftzwischen zwischen der Spreizelementfläche und der Spreizschenkelfläche minimiert werden.
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Außerdem ist es vorteilhaft, wenn mittels eines Abstützelements beim Übertragen der Zugkraft auf das Spreizelement zum Aufspreizen des Spreizschenkels eine Gegenkraft auf den Spreizschenkel in Einbringrichtung der Vorrichtung aufgebracht wird. Das Abstützelement kann hülsenförmig und/oder scheibenförmig ausgebildet sein. Durch das Abstützelement wird bei einer Bewegung des Spreizelements entgegen der Einbringrichtung der Vorrichtung eine Bewegung des Spreizschenkels entgegen der Einbringrichtung der Vorrichtung unterdrückt. Ist das Abstützelement hülsenförmig bzw. als Hülse ausgebildet, wird die radiale Bewegung der Spreizarme bzw- der Lagerpunkte der Spreizarme begrenzt, wodurch eine Hebelwirkung erzielt werden kann. Ist das Abstützelement scheibenförmig ausgebildet, so sind die Spreizschenkel über einen gemeinsamen Drehpunkt, welcher bevorzugt in einem oberen Endbereich der Spreizschenkel angeordnet ist, miteinander verbunden.
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Vorteilhaft ist es auch, wenn die Kraftübertragungseinheit ausgebildet ist, eine Zugkraft und/oder eine Druckkraft und/oder ein Drehmoment auf das Spreizelement zu übertragen. Zur Übertragung einer Druckkraft kann die Kraftübertragungseinheit beispielsweise als ein Element aus der folgenden Liste von Kraftübertragungseinheiten ausgewählt sein: Schraube, Bolzen, Werkstück aus Bimetallelement, Werkstück aus einer Formgedächtnislegierung, hydraulische oder pneumatische Rohrverbindung. Zur Übertragung einer Zugkraft kann die Kraftübertragungseinheit beispielsweise als ein Element aus der folgenden Liste von Kraftübertragungseinheiten ausgewählt sein: Schraube, Bolzen, Werkstück aus Bimetallelement, Werkstück aus einer Formgedächtnislegierung, Seil, Kette, Schubkette.
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Die Zugkraft und/oder Druckkraft und/oder das Drehmoment auf das Spreizelement kann von einer externen Vorrichtung kontinuierlich, beispielsweise mittels eines Schraubgetriebes, eines Hebelmechanismus oder gemäß dem Funktionsprinzip einer mechanischen Pressmaschine, aufgebracht werden und mittels der Kraftübertragungseinheit dann auf das Spreizelement übertragen werden. Die Kraftübertragungseinheit kann an einem in Einbringrichtung der Vorrichtung dem Holzelement abgewandten Bereich ein Aufnahmeelement, beispielsweise ein Sechskantelement zum Anlegen eines Drehmoments aufweisen. Hierfür kann die Kraftübertragungseinheit ein einer Außenfläche einen Gewindeabschnitt aufweisen. Das Übertragen des Drehmoments auf das Aufnahmeelement der Kraftübertragungseinheit kann mittels der externen Vorrichtung, bspw. eines manuellen oder elektrisch angetriebenen Drehmomentschlüssels erfolgen, wobei der Drehmomentschlüssel ausgebildet sein kann, netzabhängig und/oder mit Akku betrieben zu werden. Alternativ kann die Zugkraft und/oder Druckkraft von einem oder mehreren Hydraulik- oder Pneumatikvorrichtungen aufgebracht werden. Die Hydraulik- und/oder Pneumatikvorrichtungen können an eine stationäre oder mobile Druckquelle angeschlossen sein. Die Druckquelle kann elektrisch oder über einen Verbrennungsmotor betrieben werden. Die elektrisch betriebene Druckquelle kann durch ein akkubetriebenes Werkzeug elektrisch versorgt werden, zum Beispiel durch Umwandlung der Rotationsenergie eines Akkuschraubers in hydraulische oder pneumatische Energie.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
- Figur la-d eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Spalten von Holz mit einem Spreizelement mit geraden Spreizelementflächen;
- 2a-d eine schematische Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Spalten von Holz mit einem Spreizelement mit quer zueinander verlaufenden Flächenbereichen; und
- 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Spalten von Holz.
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In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung der Elemente verzichtet wird.
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In 1a bis 1d ist eine Vorrichtung zum Spalten von Holz bzw. eine Holzspaltvorrichtung dargestellt, die in ihrer Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 versehen ist.
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Die Holzspaltvorrichtung 10 weist zwei Spreizschenkel 12, ein Spreizelement 14, und eine Kraftübertragungseinheit 16 auf.
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Die Spreizschenkel 12 sind länglich ausgebildet. Das heißt, mit anderen Worten, dass die Spreizschenkel 12 in einer Einbringrichtung 18 der Holzspaltvorrichtung 10 länger ausgebildet sind als radial zur Einbringrichtung 18 der Holzspaltvorrichtung 10. Die Spreizschenkel 12 bestehen aus den Hälften eines in Längsrichtung halbierten geraden Hohlzylinders. Die beiden Spreizschenkel 12 weisen jeweils eine einander zugewandte Spreizschenkelfläche 24 auf. Die beiden Spreizschenkelflächen 24 weisen in einem unteren in Einbringrichtung 18 der Holzspaltvorrichtung 10 einem Holzelement 20 zugewandten Endbereich 22 jeweils eine abgeschrägten Bereich auf. Diese Bereiche sind hierbei geradflächig ausgebildet. Die Spreizschenkelflächen 24 sind in dem Endbereich 22 der Spreizschenkel 12 so ausgeführt, dass im ungespreizten Zustand der Holzspaltvorrichtung 10 zwischen den Spreizschenkelflächen 24 ein Hohlraum 26 ausgebildet wird.
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Die Spreizschenkel 12 sind zur Übertragung einer Spaltkraft auf das zu spaltende Holzelement 20 an einem Abstützelement 28 drehbar gelagert angeordnet. Hierbei sind die Spreizschenkel 12 um jeweils einen Lagerpunkt 30 drehbar gelagert. Die Lagerpunkte 30 sind die Kontaktpunkte bzw. die Kontaktbereiche zwischen dem jeweiligen Spreizschenkel 12 und dem Abstützelement 28. Die Lagerpunkte 30 sind einem oberen, in Einbringrichtung 18 der Holzspaltvorrichtung 10 dem Holzelement 20 abgewandten Endbereich 32 der Spreizschenkel 12 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Lagerpunkte 30 zusätzlich entlang einer Oberfläche des Abstützelements 28 radial bzw. senkrecht zu einer Längsachse der Holzspaltvorrichtung 10 bewegbar ausgebildet. Im Allgemeinen können die Lagerpunkte 30 jedoch auch fixiert an dem Abstützelement 28 ausgebildet sein und somit relativ zu der Längsachse der Holzspannvorrichtung translatorisch unbewegbar sein.
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Das Abstützelement 28 ist hierbei hülsenförmig ausgebildet. Durch das Abstützelement 28 wird bei einer Bewegung des Spreizelements 14 entgegen der Einbringrichtung 18 der Holzspaltvorrichtung 10 eine Bewegung der Spreizschenkel 12 entgegen der Einbringrichtung 18 der Holzspaltvorrichtung 10 unterdrückt. Ferner wird die radiale Bewegung der Spreizarme 12 bzw. der Lagerpunkte 30 der Spreizarme 12 zu der Längsachse der Holzspaltvorrichtung 10 begrenzt, wodurch eine Hebelwirkung erzielt wird.
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Das Spreizelement 14 ist als Keil mit runder Grundfläche ausgebildet. Die Form des Spreizelements 14 ist komplementär zu der Form des zwischen den Spreizschenkelflächen 24 der Spreizschenkel 12 ausgebildeten Hohlraums 26. Demnach weist das Spreizelement 14 jeweils eine den Spreizschenkeln 12 bzw. den Spreizschenkelflächen 24 zugewandte Spreizelementfläche 34 auf. Somit sind die Spreizelementflächen 34 des Spreizelements 14 und die Spreizschenkelflächen 24 der Spreizschenkel 12 einander zugewandt angeordnet. Die Spreizelementflächen 34 sind hierbei geradflächig ausgebildet. Demnach kann das Spreizelement 14 im ungespreizten Zustand der Spreizschenkel 12 mit (annährend) vollem Volumen in den Hohlraum 26 eingebracht sein. Das Spreizelement 14 weist ferner entlang der Längsachse der Holzspaltvorrichtung 10 eine Längsbohrung 36 auf, durch welche die Kraftübertragungseinheit 16 geführt ist.
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Die Kraftübertragungseinheit 16 ist länglich und in ihrer Grundform als gerader länglicher Hohlzylinder ausgebildet. Die Kraftübertragungseinheit 16 erstreckt sich von einem oberen in Einbringrichtung 18 der Holzspaltvorrichtung 10 dem Holzelement 20 abgewandten Holzspaltvorrichtungsendbereich 38 entlang der Längsachse der Holzspaltvorrichtung 10 bis zu einem unteren in Einbringrichtung 18 der Holzspaltvorrichtung 10 dem Holzelement 20 zugewandten Holzspaltvorrichtungsendbereich 40. Konkreter erstreckt sich die Kraftübertragungseinheit 16 vom oberen Holzspaltvorrichtungsendbereich 38 durch die Längsbohrung 36 des Spaltelements 14 bis zum unteren Holzspaltvorrichtungsendbereich 40. Die Kraftübertragungseinheit 16 ist hierbei drehbar an dem Spaltelement 14 bzw. in der Längsbohrung 36 des Spaltelements 14 angeordnet. Die Kraftübertragungseinheit 16 ist ausgebildet, eine Zugkraft in Zugrichtung 42, d.h. entgegen der Einbringrichtung 18 auf das Spaltelement 14 zu übertragen.
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Die Kraftübertragungseinheit 16 weist an einer Außenfläche einen Gewindeabschnitt 44 auf. Über den Gewindeabschnitt 44 kann mittels eines nicht dargestellten Sechskantelements und einer externen Vorrichtung ein Drehmoment angelegt werden, durch welches die Zugkraft in Zugrichtung 42 auf die Kraftübertragungseinheit 16 und damit das Spaltelement 14 erzeugbar ist. Alternativ die Kraftübertragungseinheit 16 im oberen Holzspaltvorrichtungsendbereich 38 einen Abschnitt aufweisen, in den ein nicht dargestelltes Hebelwerkzeug eingreifen und dadurch die Zugkraft auf die Kraftübertragungseinheit 16 bzw. das Spaltelement 14 übertragen kann.
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Sequenzartig wird in 1a bis 1d dargestellt, wie mittels der Holzspaltvorrichtung 10 das Holzelement 20 gespalten werden kann. 1a zeigt die Holzspaltvorrichtung 10 vor dem Einbringen in eine vorgesehene Aussparung 46. Die Aussparung 46 kann bspw. mittels eines separaten Werkzeuges erzeugt werden. Wie aus 1b ersichtlich, wird die Holzspaltvorrichtung 10 zunächst in Einbringrichtung 18 in die Aussparung 46, bis in eine zum Spalten des Holzelements 20 geeignete Eindringtiefe eingebracht. Hierbei wird die Holzspaltvorrichtung 10 mit ihrer Längsachse vorzugsweise in Richtung einer Längsachse der Aussparung 46 angeordnet.
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In 1c ist gezeigt, wie durch Betätigung der externen Vorrichtung, d.h. Anlegen einer Zugkraft in Zugrichtung 42 auf die Kraftübertragungseinheit 16 eine Zugkraft auf das Spaltelement 14 übertragen wird. Hierdurch resultiert eine Bewegung des Spreizelements 14 in Zugrichtung 42 relativ zu den Spreizschenkeln 12. Durch diese Bewegung des Spreizelements 14 relativ zu den Spreizschenkeln 12 wird eine Spreizkraft von dem Spreizelement 14 mittels der Spreizelementfläche 34 auf die Spreizschenkelflächen 24 und damit die Spreizschenkel 12 übertragen. Durch das Abstützelement 28 wird beim Übertragen der Spreizkraft auf die Spreizschenkel 12 eine Gegenkraft auf die Spreizschenkel 12 in Einbringrichtung 18 der Holzspaltvorrichtung 10 aufgebracht. Demnach wird mittels des Abstützelements 28 bei einer Bewegung des Spreizelements 14 in Zugrichtung 42 eine Bewegung des Spreizschenkels 12 in Zugrichtung 42 unterdrückt. Ferner wird die radiale Bewegung der Spreizarme 12 bzw. der Lagerpunkte 30 der Spreizarme zu der Längsachse der Holzspaltvorrichtung 10 begrenzt, wodurch eine Hebelwirkung erzielt wird. Dies führt zu einem Aufspreizen der Spreizschenkel 12 um die Lagerpunkte 30 in Spreizrichtung 48, wodurch wiederum eine Spaltkraft von den Spreizschenkeln 12 in Spreizrichtung 48 auf das Holzelement 20 übertragen wird. Im Einzelnen erzeugt das Aufspreizen der Spreizschenkel 12 eine zumindest anteilig senkrecht zur Längsachse der Holzspaltvorrichtung 10 bzw. der Aussparung 46 wirkende Spaltkraft auf das Holzelement 20, so dass das Holzelement 20 teilweise gespalten wird.
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1d zeigt die Holzspaltvorrichtung 10 mit maximal aufgespreizten Spreizschenkeln 12 und das mittels der Holzspaltvorrichtung 10 in zwei Teile gespaltene Holzelement 20. Zur Erreichung des maximalen Spreizwinkels a der Spreizschenkel 12 wird das Spreizelement 14 bis an den oberen Endbereich 32 der Spreizschenkel 12 bewegt bzw. gezogen.
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In 2a bis 2d ist eine weitere erfindungsgemäße Holzspaltvorrichtung 10 mit einem Spaltelement 14' gezeigt. Das Spaltelement 14' weist wie vorangehend beschrieben jeweils eine den Spreizschenkeln 12 bzw. den Spreizschenkelflächen 24 zugewandte Spreizelementfläche 34' auf. In der gezeigten Ausführungsform sind die Spreizelementflächen jedoch nicht geradflächig ausgebildet, sondern weisen jeweils einen ersten Flächenbereich 50 und einen zweiten Flächenbereich 52 auf. Die beiden Flächenbereiche 50, 52 verlaufen quer zueinander. Der erste Flächenbereich 50 ist angrenzend zu einer in Einbringrichtung 18 der Holzspaltvorrichtung 10 dem Holzelement 20 zugewandten Grundseite des Spaltelements 14' angeordnet ist. Der zweite Flächenbereich 52 ist angrenzend zu einer in Einbringrichtung 18 der Holzspaltvorrichtung 10 dem Holzelement 20 abgewandten Spaltelementspitze des Spaltelements 14' angeordnet. Der zweite Flächenbereich 52 weist einen größeren Winkel gegenüber der Längsachse der Holzspaltvorrichtung 10 auf als der erste Flächenbereich 50. Demnach ist das Spaltelement 14' aus 2a bis 2d an der Spaltelementspitze stumpfer ausgebildet als das Spaltelement 14 aus 1a bis 1d.
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Analog zu den 1a bis 1d wird in 2a bis 2d sequenzartig dargestellt, wie mittels der Holzspaltvorrichtung 10 das Holzelement 20 gespalten werden kann. 2a zeigt die Holzspaltvorrichtung 10 vor dem Einbringen in eine vorgesehene Aussparung 46 und 2b nach dem Schritt des Einbringens in die Aussparung 46. Hierbei ist ersichtlich, dass vor bzw. bei Betätigung der Holzspaltvorrichtung 10, d.h. vor bzw. bei Beginn des Spaltvorgangs der erste Flächenbereich 50 des Spaltelements 14' im Wesentlichen parallel zu der Spreizschenkelfläche 24 verläuft bzw. angeordnet ist. Hierbei kontaktiert der erste Flächenbereich 50 einen Bereich der Spreizschenkelfläche 24. Hierdurch kann in der ersten Phase des Spaltvorgangs bzw. Spaltschritts, in der eine große Spaltkraft normal zur Längsachse der Holzspaltvorrichtung 10 benötigt wird, eine optimale Kraftübertragung von dem Spaltelement 14' auf die Spreizschenkel 12 erzielen, wodurch wiederum die Spaltkraft maximiert wird.
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2c und 2d zeigen analog zu 1c und 1d den Spaltvorgang. In 2d ist die Holzspaltvorrichtung 10 mit maximal aufgespreizten Spreizschenkeln 12 und das mittels der Holzspaltvorrichtung 10 in zwei Teile gespaltene Holzelement 20 dargestellt. Zur Erreichung des maximalen Spreizwinkels a‘ der Spreizschenkel 12 wird das Spreizelement 14 bis an den oberen Endbereich 32 der Spreizschenkel 12 bewegt bzw. gezogen. Aus 2d ist ersichtlich, dass nun am Ende des Spaltvorgangs der zweite Flächenbereich 52 des Spaltelements 14' im Wesentlichen parallel zu der Spreizschenkelfläche 24 verläuft bzw. angeordnet ist. Hierbei kontaktiert nun der zweite Flächenbereich 52 einen Bereich der Spreizschenkelfläche 24. Da der zweite Flächenbereich 52 einen größeren Winkel gegenüber der Längsachse der Holzspaltvorrichtung 10 aufweist als der erste Flächenbereich 50, weisen die Spreizschenkel 12 einen größeren maximalen Spreizwinkel a‘ auf als in den 1a bis 1d. Hierdurch kann die Effizienz des Spaltvorgangs optimiert werden, da - wie vorangehend beschrieben - zwar zu Beginn der Spaltvorgangs die aufzubringende Spaltkraft wichtig ist, jedoch nachdem das Holzelement 20 teilweise gespalten ist der Spreizwinkel entscheidend ist, um die Effizienz des Spaltvorgangs zu verbessern. Durch die resultierende nicht-lineare Spreizung können somit der Spaltvorgang an die Bedürfnisse angepasst und die Spaltzeit verkürzt werden.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 100 zum Spalten von Holz mittels der Holzspaltvorrichtung 10. Das Verfahren umfasst einen Schritt 102 des Vorsehens einer Aussparung 46 in dem zu spaltenden Holzelement 20. Ferner umfasst das Verfahren 100 einen Schritt 104 des Anordnens einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 in der Aussparung 46. Schließlich umfasst das Verfahren 100 einen Schritt 106 des Übertragens einer Kraft auf das Spreizelement 14 mittels der Kraftübertragungseinheit 16, um mittels einer Bewegung des Spreizelements 14 relativ zu dem Spreizschenkel 12 eine Spreizkraft und resultierend eine Spaltkraft auf das zu spaltende Holzelement 20 zu übertragen.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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