DE102022132324A1

DE102022132324A1 - Verfahren und Sägewerksvorrichtung zum Herstellen von Schnittholz aus einem Baumstamm

Info

Publication number: DE102022132324A1
Application number: DE102022132324.2A
Authority: DE
Inventors: Martin RENDLER
Original assignee: Gebrueder Linck GmbH and Co KG Gatterlinck Maschinen Fabrik
Current assignee: Gebrueder Linck GmbH and Co KG Gatterlinck Maschinen Fabrik
Priority date: 2022-12-06
Filing date: 2022-12-06
Publication date: 2024-06-06

Abstract

Bei einem Verfahren sowie einer entsprechenden Sägewerksvorrichtung zum Herstellen von Schnittholz aus einem Baumstamm, bei dem der Baumstamm an vier Seiten angespant, waldkantige Eckbereiche ausgefräst und der so entstandene Kantling in Haupt- und Seitenware gesägt wird, wobei die Bearbeitung in einer Vorschubbewegung des Baumstammes gegen entsprechende, nacheinander angeordnete Bearbeitungswerkzeuge erfolgt, ist vorgesehen dass die Bearbeitung ohne zwischengeschaltete Drehung des Baumstamms erfolgt. Das Anspanen in aufeinanderfolgenden Bearbeitungsschritten erfolgt in horizontaler und vertikaler Richtung. Ein Ausfräsen erster waldkantiger Eckbereiche und Abtrennen oberer und unterer Seitenwarebretter im Vorschnitt erfolgt in horizontaler Richtung und ein Ausfräsen zweiter, gegebenenfalls noch waldkantiger Eckbereiche und Abtrennen seitlicher Seitenwarebretter im Nachschnitt sowie gegebenenfalls gleichzeitiges Auftrennen der Hauptware erfolgt in vertikaler Richtung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Schnittholz aus einem Baumstamm, bei dem der Baumstamm an vier Seiten angespant, waldkantige Eckbereiche ausgefräst und der so entstandene Kantling in Haupt- und Seitenware gesägt wird, wobei die Bearbeitung in einer Vorschubbewegung des Baumstammes gegen entsprechende, nacheinander angeordnete Bearbeitungswerkzeuge erfolgt.
Außerdem betrifft die Erfindung eine Sägewerksvorrichtung zum Herstellen von Schnittholz aus einem Baumstamm mit einer Transportvorrichtung, die ausgebildet ist, den Baumstamm in Längsrichtung durch verschiedene, nacheinander angeordnete Bearbeitungswerkzeuge zu führen. Als Bearbeitungswerkzeuge sind hierbei ein erstes Paar Spaner und ein zweites Paar Spaner, die angeordnet sind, den Baumstamm an vier Seiten anzuspanen, Eckenfräser zum Ausfräsen gegebenenfalls noch waldkantiger Eckbereiche des angespanten Baumstamms, eine Vorschnittsäge zum Abtrennen erster Seitenwarebretter im Vorschnitt und eine Nachschnittsäge zum Abtrennen zweiter Seitenwarebretter im Nachschnitt und gegebenenfalls Auftrennen von Hauptware in Hauptwarebretter vorgesehen.
In der modernen Sägewerkstechnik werden Baumstämme vor dem Sägen zunächst optisch vermessen und anhand der dreidimensionalen Vermessungsdaten wird für jeden Baumstamm eine optimierte Schnittlösung ermittelt. Die eigentliche Bearbeitung des Baumstamms erfolgt dann während einer Vorschubbewegung. Der Baumstamm wird zunächst mittels sogenannter Spaner vierseitig angespant. Anschließend werden gegebenenfalls waldkantige Eckbereiche ausgefräst und im Vorschnitt durch die Eckbereiche begrenzte Seitenwarebretter abgetrennt. Anschließend werden nochmals gegebenenfalls waldkantige Eckbereiche ausgefräst und der verbliebene Kantling in einer Nachschnittsäge in Haupt- und Seitenware aufgetrennt. Der Einschnitt erfolgt hierbei der Krümmung des Stamms folgend. Ein entsprechendes Bearbeitungsverfahren ist beispielsweise in der EP 2 743 023 A1 beschrieben. Der Baumstamm muss während der Bearbeitung mehrmals gedreht werden. Entsprechende Drehvorrichtungen sind konstruktiv aufwendig und erhöhen die Länge der Gesamtanlage. Bei der Drehung besteht außerdem die Gefahr, dass die Stämme verdrückt werden, was zu Qualitätseinbußen am Schnittholz führt. Zudem kann es vor allem bei schwächerem Stammdurchmesser durch die hohen bei der Drehung auf den Stamm wirkenden Kräfte zu einem Bruch des Holzes kommen.
Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen von Schnittholz und eine entsprechende Sägewerksvorrichtung anzugeben, mit der auch schwächere Stämme verarbeitet, die Gefahr eines Holzbruchs verringert, eine verbesserte Prozesssicherheit erreicht und/oder die Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöht werden kann.
Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Sägewerksvorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 8. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Bearbeitung ohne zwischengeschaltete Drehung des Baumstamms erfolgt, indem das Anspanen in aufeinanderfolgenden Bearbeitungsschritten in horizontaler und vertikaler Richtung erfolgt, ein Ausfräsen erster waldkantiger Eckbereiche und Abtrennen oberer und unterer Seitenwarebretter im Vorschnitt in horizontaler Richtung erfolgt und ein Ausfräsen zweiter, gegebenenfalls noch waldkantiger Eckbereiche und Abtrennen seitlicher Seitenwarebretter im Nachschnitt sowie gegebenenfalls gleichzeitiges Auftrennen der Hauptware in vertikaler Richtung erfolgt.
Indem das vierseitige Anspanen der Baumstämme in horizontaler und vertikaler Richtung erfolgt und Vorschnitt-Seitenwarebretter durch horizontalen Einschnitt abgetrennt werden, kann auf eine Drehung der Stämme während der Bearbeitung vollständig verzichtet werden. Die Spanerpaare für horizontales und vertikales Spanen können direkt hintereinander angeordnet werden, da keine Stammlänge Platz für eine 90°-Drehung zwischen den Spanerpaaren benötigt wird. Alternativ können die Spanerpaare für horizontales und vertikales Spanen natürlich auch jeweils mit einer separaten Einzugsvorrichtung versehen sein. Da die Stämme nicht gedreht werden müssen, ist die Gefahr eines Holzbruchs verringert. Die Einsparung der konstruktiv aufwändigen Drehvorrichtungen führt zudem zu Kostenvorteilen und zu einem kompakteren Aufbau der Anlage, sodass die Hallengröße für den Betrieb der Anlage kleiner gewählt werden kann.
Es liegt jedoch auch im Rahmen der Erfindung, dass das Spanen in vertikaler Richtung erst nach dem Abtrennen der oberen und unteren Seitenwarebretter im Vorschnitt erfolgt.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass der Baumstamm vor der Bearbeitung vermessen und eine Krümmung ermittelt wird und für die Bearbeitung die Drehlage des Baumstamms so eingestellt und über die Bearbeitung beibehalten wird, dass die Krümmung bzw. bei mehrfach gekrümmten Stämmen deren Hauptkrümmung in einer horizontalen Ebene liegt. Der Baumstamm liegt somit nach dem Spanen auf einer planen, nicht gekrümmten Fläche auf, was zu einer verbesserten Bearbeitungsgenauigkeit und damit höherer Ausbeute führt. Zudem ergibt sich ein verbesserter, ruhigerer Längstransport der auf ihrer planen, nicht gekrümmten Fläche aufliegenden Stämme. Als Hauptkrümmung wird hierbei die Krümmung des Stamms mit der größten Pfeilhöhe verstanden.
Vorzugsweise erfolgt das Spanen in vertikaler Richtung bogenfolgend entlang der Krümmungslinie des Baumstamms, während das Spanen in horizontaler Richtung entlang aufgrund einer Vermessung des Baumstamms ermittelter, insbesondere planparalleler Ebenen erfolgt. Das Spanen in vertikaler Richtung kann hierbei in an sich bekannter Weise bogenfolgend erfolgen, indem das vertikale Spanerpaar feststeht und der Stamm durch seitliche Einzugs- und Führungswalzen dem Krümmungsverlauf folgend durch das zweite Spanerpaar geführt wird. Lediglich der Sturzwinkel der beiden vertikalen Spanerköpfe wird während des Durchlaufs des Baumstamms bevorzugt tangential an dessen Krümmungsverlauf der angepasst.
Grundsätzlich möglich, wenn auch konstruktiv aufwändiger, wäre es auch, anstatt den Baumstamm bogenförmig durch das vertikale Spanerpaar zu führen, das Spanerpaar während des Durchlaufs des Stammes dem Krümmungsverlauf des Stammes folgend seitlich zu verstellen, um dem bogenförmigen Krümmungsverlauf zu folgen.
Bevorzugt erfolgt das Spanen in horizontaler Richtung vor dem bogenfolgenden Spanen in Vertikalrichtung. Somit liegt der Stamm beim Durchlauf durch das vertikale Spanerpaar bereits auf einer planen Seite auf, sodass das anschließende krümmungsfolgende Spanen mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden kann.
Auch das Sägen des Kantlings im Nachschnitt erfolgt zweckmäßigerweise bogenfolgend entlang der Krümmungslinie des Kantlings, indem der Kantling während des Einschnittes bogenfolgend durch ein Einschnittwerkzeug, etwa eine Nachschnittsäge, geführt wird. Ebenso wäre es grundsätzlich möglich, den bogenfolgenden Einschnitt dadurch zu erreichen, indem das Einschnittwerkzeug während des Durchlaufs des Kantlings vertikal zur Transportrichtung verstellt wird.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens erfolgt das Ausfräsen der ersten Eckbereiche bahngesteuert, indem betreffende Fräswerkzeuge während des Durchlaufs des zumindest zweiseitig, vorzugsweise vierseitig angespanten Kantlings in einer horizontalen Ebene verstellt werden. Hierdurch lassen sich Brettgeometrien der im Vorschnitt erzeugten Seitenwarebretter realisieren, wie etwa konische oder über die Längsachse gekrümmte Bretter („crook“) oder auch Bretter, die zur Optimierung der Schnittausbeute schräg in den Stammverlauf eingepasst sind.
Nach dem Abtrennen der Seitenwarebretter im Vorschnitt durch einen horizontalen Sägeschnitt werden die Seitenwarebretter vorzugsweise in vertikaler Richtung nach oben und unten vom verbliebenen Kantling separiert. Dies kann beispielsweise durch einen in den Sägespalt eintauchenden Keil erfolgen oder, vorzugsweise, durch seitlich in den Sägespalt eingreifende Konusrollen, wie dies in der DE 10 2021 128 977 beschrieben ist, auf die hier zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen vollinhaltlich Bezug genommen wird.
Bei einer Sägewerksvorrichtung der eingangs genannten Art ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Transportvorrichtung ausgebildet ist, den Baumstamm ohne Drehung um seine Längsachse durch die Bearbeitungswerkzeuge zu führen, dass das erste Paar Spaner zum Spanen in horizontaler Richtung und das zweite Paar Spaner zum Spanen in vertikaler Richtung angeordnet sind, dass die Vorschnittsäge zum Abtrennen der ersten Seitenwarebretter durch Einschnitt in horizontaler Richtung angeordnet ist und dass die Nachschnittsäge zum Abtrennen der zweiten Seitenwarebretter im Nachschnitt sowie gegebenenfalls Auftrennen der Hauptware durch Einschnitt in vertikaler Richtung angeordnet ist.
Vorzugsweise besitzt die Sägewerksvorrichtung eine Vermessungseinrichtung zum Vermessen und zum Ermitteln einer Krümmung des Baumstamms und eine vor der Transportvorrichtung angeordnete Drehvorrichtung, die angesteuert ist, die Drehlage des Baumstamms so einzustellen, dass dessen Krümmung oder zumindest Hauptkrümmung in einer horizontalen Ebene liegt. Diese Drehlage wird dann während der nachfolgenden Bearbeitungsschritte beibehalten.
Die Transportvorrichtung weist vorzugsweise seitliche Einzugs- und Führungswalzen auf, die über entsprechende Aktuatoren quer zur Transportrichtung verstellbar sind. Bevorzugt werden diese durch eine entsprechende Steuerungsvorrichtung für ein bogenfolgendes Spanen derart angesteuert, dass der Stamm seinem Krümmungsverlauf folgend durch das zweite Spanerpaar geführt wird.
Die Nachschnittsäge der Sägewerksvorrichtung kann für bogenfolgenden Einschnitt angesteuert sein, indem die Transportvorrichtung ausgebildet ist, den Baumstamm durch die Nachschnittsäge bogenfolgend entlang der Krümmungslinie des Baumstamms zu führen. Alternativ wäre es grundsätzlich auch möglich, dass die Transportvorrichtung ausgebildet ist, den Baumstamm gegenüber der Nachschnittsäge zu positionieren und die Nachschnittsäge derart angesteuert ist, dass sie während des Durchlaufs des Baumstamms zur Realisierung einer Bogenform vertikal zur Transportrichtung verstellt wird.
Erste Eckenfräser der Sägewerksvorrichtung können bahngesteuert betrieben sein, indem diese während des Durchlaufs des angespanten Baumstamms in einer horizontalen Ebene verstellt werden. Hierdurch können wie bereits erläutert, schräg (z.B. diagonal) in den Baumstamm eingepasste, trapezförmige oder über ihre Längskante gekrümmte Vorschnittseitenwarebretter erzeugt werden.
Vorzugsweise ist außerdem hinter der Vorschnittsäge eine Separiereinheit angeordnet, welche ausgebildet ist, die im Vorschnitt abgetrennten Seitenwarebretter, vorzugsweise mittels seitlich in den Sägespalt eingreifender Konusrollen, in vertikaler Richtung nach oben und unten vom verbliebenen Kantling zu separieren.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren. Es zeigt:

1 eine Bearbeitungsstation mit zwei Spanerpaaren zum horizontalen und vertikalen Spanen eines Baumstamms zu einem vierseitig angespanten Kantling,
2 eine Bearbeitungsstation aus in horizontaler Richtung angeordneten Eckenfräsern und einer Vorschnittsäge zum Abtrennen oberer und unterer Seitenwarebretter,
3 eine Bearbeitungsstation mit vertikal angeordneten Eckenfräsern und einer Nachschnittsäge zum Abtrennen von Seitenwarebretter im Nachschnitt und auch gleichzeitigem Auftrennen der Hauptware in Hauptwarebretter,
4 eine isometrische Darstellung der drei hintereinander geschalteten Bearbeitungsstationen aus den 1 bis 3 in Transportrichtung gesehen,
5 eine isometrische Darstellung der drei Bearbeitungsstationen entgegen der Transportrichtung gesehen,
6 eine Separiervorrichtung zum vertikalen Separieren horizontal gesägter Seitenwarebretter vom verbleibenden Kantling,
7 ein Blockdiagramm einer Sägewerksvorrichtung zum Erzeugen von Schnittholz mit Steuerungseinrichtung und Vermessungseinrichtung und
8 eine aus den Bearbeitungsstationen der 1 bis 3 aufgebaute Sägewerksvorrichtung mit Transportvorrichtung.

Die Bearbeitung eines Stammes 1 erfolgt im Ausführungsbeispiel in drei hintereinandergeschalteten Bearbeitungsstationen, die jeweils für sich in den 1 bis 3 dargestellt sind. 1 zeigt zunächst eine Spaneranordnung aus zwei hintereinandergeschalteten Spanerpaaren 2, 3. Der Stamm 1 läuft von links nach rechts durch die Spanerpaare 2, 3. Das Spanerpaar 2, welches von oben und unten in die Außenseiten des runden Stammes 1 einschneidet, dient dazu, zwei planparallele, horizontale Bearbeitungsflächen 4 zu erzeugen. Die Höhen der beiden Spaner des Spanerpaares 2 werden aufgrund einer vorausgegangenen Vermessung des Baumstamms 1 fest eingestellt. Hinter dem Spanerpaar 2 befindet sich das zweite Spanerpaar 3 mit zwei vertikal angeordneten Spanerköpfen, welche zwei gegenüberliegende vertikale Bearbeitungsflächen 5 an dem Stamm 1 erzeugen, sodass am Ende der ersten Bearbeitungsstation ein vierseitig angespanter Kantling entsteht, der jedoch in Eckbereichen noch Waldkanten aufweisen kann.
Da ein Baumstamm 1 in der Regel eine Krümmung aufweist, wird bei der bereits erwähnten Vermessung des Baumstamms 1 dessen Krümmung ermittelt und der Baumstamm vor dem Einlauf in das erste Spanerpaar 2 so gedreht, dass sich die Hauptkrümmung in einer horizontalen Ebene befindet. Das zweite Spanerpaar 3 arbeitet krümmungsfolgend, indem die horizontale Position des Baumstamms 1 während des Durchlaufs seinem Krümmungsverlauf folgend mit Hilfe seitlicher Einzugs- und Positionierwalzen 16 permanent nachgestellt wird, sodass die vertikalen Bearbeitungsflächen 5 zueinander planparallel jedoch entsprechend dem Krümmungsverlauf des Stammes gekrümmt sind. Hierzu wird außerdem der Sturzwinkel der Spanerköpfe 2 während des Durchlaufs des Baumstamms so angepasst, dass diese stets tangential zum Krümmungsverlauf des Baumstamms positioniert sind.
Der Transport des Stammes 1 durch die erste Bearbeitungsstation erfolgt durch eine hier nicht gezeigte Transportvorrichtung an sich bekannter Bauart, wie etwa einem Rollen- oder Kettenförderer. Die Transportvorrichtung weist insbesondere vertikale Einzugs- und Positionierwalzen (16 in 8) auf, mit denen die Position des Stammes vor und hinter den Spanerpaaren 2, 3 festgelegt wird. Die vertikale Positionierung der Spanerköpfe 2 und die horizontale Positionierung der Spanerköpfe 3 erfolgt über entsprechende Linearaktuatoren wie etwa Hydraulikzylinder, mit denen entsprechende Maschinenträger, an denen die Spanerpaare 2, 3 angeordnet sind, in vertikaler Position (Spanerpaar 2) bzw. horizontaler Position (Spanerpaar 3) verstellt werden. Der Antrieb der Spanerköpfe 2, 3 erfolgt in ebenfalls an sich bekannter Weise über entsprechende Antriebsmotoren.
Indem die beiden Spanerpaare 2, 3 in zueinander orthogonalen Bearbeitungsrichtungen angeordnet sind, kann der Stamm in einem Durchlauf ohne dazwischengeschaltete Drehung verarbeitet werden. Die Spanerpaare 2, 3 können daher unmittelbar hintereinander angeordnet werden. Alternativ wäre es auch möglich, vor jedem Spanerpaar separate Einzugswalzen vorzusehen.
Die zweite, in 2 dargestellte Bearbeitungsstation umfasst eine Eckenfräseranordnung 6 mit vier jeweils in horizontaler Richtung orientierten Fräsköpfen sowie eine Vorschnittsäge 7 mit jeweils zwei oberen und zwei unteren, in horizontaler Richtung orientierter Kreissägeblätter, die in Vorschubrichtung versetzt von beiden Seiten in den angespannten und mit ausgefrästen Eckkonturen 8 versehenen Baumstamm einschneiden.
Der in der ersten Bearbeitungsstation (1) erzeugte vierseitig angespante Kantling 1' läuft wieder von links nach rechts durch die zweite Bearbeitungsstation. Mithilfe der Eckenfräser 6 werden zunächst gegebenenfalls noch waldkantige Eckbereiche des Kantlings 1' ausgefräst. Die ausgefrästen Eckkonturen 8 bilden hierbei die Schmalseiten der anschließend von der Vorschnittsäge 7 abzutrennenden Seitenwarebretter 9a, 9b. Da die Krümmung des Kantlings 1' in der horizontalen Ebene liegt, muss diese beim Einschnitt durch die Vorschnittsäge 7 nicht berücksichtigt werden. Die Fräsköpfe 6 können jedoch während des Durchlaufs des Kantlings 1' bahngesteuert in horizontaler Ebene verstellt werden, um beispielsweise ein bezüglich der Längsachse des Kantlings 1 schräg angeordnetes oder trapezförmiges Seitenwarebrett oder ein über seine schmale Längsseite gekrümmtes Seitenwarebrett („crook“) zu erzeugen.
Hinter der Vorschnittsäge 7 werden die abgetrennten Seitenwarebretter 9a, 9b mittels einer Separiervorrichtung 15 von dem verbleibenden Kantling weggeführt. Hierzu können wie in 6 gezeigt vorzugsweise beiderseits der beiden Seitenwarebretter 9a, 9b in den Sägespalt eingreifende Konusrollen 15a, 15b eingesetzt werden, wie dies in der in der DE 2021 128977 beschrieben ist, auf die zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen hiermit vollinhaltlich Bezug genommen wird. Durch die in den Sägespalt eingreifenden Konusrollen 15a, 15b wird das obere Seitenwarebrett 9a nach oben und das untere Seitenwarebrett 9b nach unten weggeführt und in separate Sortierkanäle weitergeleitet.
Der Transport des Kantlings 1' erfolgt durch eine Transportvorrichtung an sich bekannter Bauart mithilfe von Förderwalzen (17 in 8), auf denen der Kantling 1' aufliegt und seitlichen Einzugs- und Positionierwalzen 16, wie in 6 und 7 dargestellt, sowie gegebenenfalls oberseitigen Andruckwalzen (18 in 8). Alternativ oder kumulativ können auch Kettenförderer zum Einsatz kommen.
In 3 schließlich ist die dritte Bearbeitungsstation gezeigt. Diese umfasst eine Anordnung 10 aus Eckenfräsern mit vier vertikal orientierten Fräsköpfen sowie eine Nachschnittsäge 11 mit einer Mehrzahl vertikal angeordneter Kreissägeblätter. Die Nachschnittsäge 11 umfasst eine Gruppe von oben einschneidender Kreissägeblätter, die auf einer Welleanordnung (nicht gezeigt) in Axialrichtung verstellbar montiert sind. In Transportrichtung versetzt hierzu schneidet eine zweite Gruppe von Sägeblätter, die ebenfalls auf einer Welleanordnung in Axialrichtung verstellbar montiert sind, von unten in den Kantling 1" ein. Die axialverstellbare Wellenanordnung kann mittels Telekopwellen realisiert werden, auf denen die Sägeblätter montiert sind. Beispielsweise kann eine doppelt teleskopierbare Teleskopwelle mit drei Sägeblättern versehen sein, sodass die Positionen der drei Sägeblätter über die Teleskopfunktion der Welle in Axialrichtung einzeln verstellbar sind. Wenn auf jeder Seite des Stamms je eine Telekopwelle mit drei Sägeblättern angeordnet wird, können somit sechs in der Breite einstellbare Sägeschnitte ausgeführt werden.
Die Fräsköpfe der Eckenfräseranordnung 10 fräsen von oben und unten gegebenenfalls noch waldkantige Eckbereiche aus und stellen so zwei seitliche Seitenwarebretter 14 frei. Jeweils ein oberes und unteres Kreissägeblatt der Nachschnittsäge 11 trennt das durch die ausgefrästen Eckkonturen 12 seitlich begrenzte Seitenwarebrett 14 im Nachschnitt ab. Weitere Kreissägeblätter der Nachschnittsäge 11 können dazu vorgesehen und angeordnet sein, die im Kernbereich des Stammes 1 verbliebene Hauptware 13 im selben Bearbeitungsschritt in Hauptwarebretter aufzutrennen.
Der nach Abtrennen der oberen und unteren Seitenwarebretter im Vorschnitt verbliebene Kantling 1" läuft in 3 wieder von links nach rechts durch die Bearbeitungsstation. Der Transport des Kantlings 11" erfolgt wie in den zuvor erläuterten Bearbeitungsstationen der 1 und 2 durch eine Transportvorrichtung an sich bekannter Bauart mit unteren Transportwalzen 17, seitlichen Führungswalzen 16 und obenseitigen Andruckwalzen 18. Da die Krümmung des Kantlings 1" in der horizontalen Ebene liegt, erfolgt das Ausfräsen der Eckbereiche und das Auftrennen des Kantlings 1" in Haupt- und Seitenware bogenfolgend entlang der zuvor vermessenen Krümmungslinie des Stammes 1. Hierzu wird der Kantling 1" seinem zuvor bestimmten Krümmungsverlauf folgend von der Transportvorrichtung bogenfolgend durch die zuvor in der Breite eingestellten Fräsköpfe des Eckenfräsers 10 und die Sägeblätter der Nachschnittsäge 11 geführt, sodass die sich ergebenden Haupt- und Seitenwarebretter der Länge nach leicht gekrümmt sind. Seitliche Einzugs- und Positionierwalzen 16 werden hierbei zur Realisierung der Bogenform beim Durchlauf des Kantlings 1" dem Krümmungsverlauf folgend quer zur Transportrichtung verstellt.
In den 4 und 5 sind die drei Bearbeitungsstationen aus den 1 bis 3 hintereinander angeordnet dargestellt, wobei die Transportrichtung der Stämme 1 in 4 in die Zeichnungsebene hineinläuft und in 5 die umgekehrte Richtung dargestellt ist, bei der die fertigen Hauptwarebretter 13 und Seitenwarebretter 14 nach vorne aus der Zeichnungsebene herauskommen. Da zwischen den drei Bearbeitungsstationen keine Drehung des Stammes bzw. Kantlings erforderlich ist, muss zwischen den Bearbeitungsstationen nicht wie sonst üblich eine Stammlänge Abstand gehalten werden. Das dargestellte Verfahren eignet sich insbesondere auch für kleine Stammdurchmesser, da durch den Verzicht auf Drehvorrichtungen die Gefahr eines Holzbruchs vermindert ist.
Indem der Stamm während der gesamten Bearbeitung auf der eingangs durch den Spaner 2 erzeugten ebenen Fläche aufliegt, ergibt sich ein ruhigerer Transport, eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit und damit einhergehend eine höhere Ausbeute. Da eine Drehvorrichtung in der Regel ein Nadelöhr bei der Bearbeitung darstellt, was die Bearbeitungsgeschwindigkeit anbelangt, kann die erfindungsgemäßen Anordnung ohne Drehvorrichtung zudem mit höherer Durchlaufgeschwindigkeit betrieben werden.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel wurde jeweils nur ein Seitenwarebrett im Vorschnitt und im Nachschnitt auf jeder Seite erzeugt. Ebenso ist es jedoch möglich, durch gestuftes Fräsen mehrerer Eckbereiche auf jeder Seite auch zwei oder mehr Seitenwarebretter freizustellen und abzutrennen. Hierzu können, um die Stufenform der Eckbereiche zu realisieren, zusätzliche, separate Eckenfräser vorgesehen sein, also statt vier Eckenfräsern beispielsweise jeweils acht. Möglich wäre auch der Einsatz von Stufen-Fräsköpfen, welche die gestufte Kontur in einem Bearbeitungsschritt erzeugen können. Ebenso ist es möglich, die Seitenwarebretter vor dem Abtrennen senkrecht zur Bearbeitungsfläche einzuritzen, sodass mit einem Sägeschnitt mehrere parallele schmale Seitenwarebretter abgetrennt werden können.
In 7 ist ein Blockdiagramm einer Sägewerksvorrichtung zum Herstellen von Schnittholz gezeigt. Die Vorrichtung umfasst in Förderrichtung A aufeinanderfolgend die in den 1 bis 3 gezeigten Bearbeitungseinheiten, nämlich das horizontale Spanerpaar 2, das vertikale Spanerpaar 3, die Eckenfräseranordnung 6 mit in horizontaler Richtung orientierten Fräsköpfen, die horizontal orientierte Vorschnittsäge 7, die Eckenfräseranordnung 10 mit in vertikaler Richtung orientierten Fräsköpfen und die vertikal orientierte Nachschnittsäge 11. Außerdem umfasst die Sägewerksvorrichtung eine Transportvorrichtung T1-T4 mit jeweils vor und hinter den Bearbeitungsstationen angeordneten horizontalen Förderwalzen und vertikalen Einzugs- und Positionierwalzen. Gegebenenfalls kann eine weitere Transporteinheit (hier nicht gezeigt) zwischen dem horizontalen Spanerpaar 2 und dem vertikalen Spanerpaar 3 vorgesehen sein. Vor den Einzugswalzen T1 vor der ersten Bearbeitungsstation ist zudem noch eine Drehvorrichtung D angeordnet, welche einen Stamm anhand einer zuvor durchgeführten optischen Vermessung in eine Drehlage dreht, in der die Krümmung des Stammes in der horizontalen Ebene liegt. Diese Drehlage wird während dem Durchlauf durch die nachfolgenden Bearbeitungsstationen beibehalten.
Zusätzlich ist in 7 eine Berechnungsvorrichtung RE dargestellt. Diese dient dazu, eine optimierte Schnittlösung zu ermitteln. Hierzu ist sie mit zwei optischen Messeinrichtungen K1, K2 wie etwa einer Anordnung aus Kameras oder optischen Scannern verbunden. Die Messeinrichtung K1 führt eine Vermessung des Stammes durch, bevor dieser in die Sägewerksvorrichtung eingezogen wird und ermittelt eine optimale Eindrehung des Baumstammes vor dem ersten Spanen. Außerdem werden anhand der Vermessung die Position der Spanerköpfe 2 und der der Spanerköpfe 3 sowie die krümmungsfolgende Verstellung der seitlichen Einzugs- und Positionierwalzen 16 während des Durchlaufs des Stammes ermittelt.
Die zweite Messeinrichtung K2 ist optional und dient dazu, den vierseitig angespanten Kantling nach dem Spanen erneut zu vermessen. Aus den von der Messeinrichtung K2 gelieferten Vermessungsdaten wird ein virtuelles Modell des Kantlings erzeugt, anhand dessen die Berechnungsvorrichtung RE die optimierte Schnittlösung berechnet, indem mögliche Schnittholzabmessungen rechnerisch in das virtuelle Modell eingepasst werden. Bei der Berechnung der Schnittlösung wird auch die Form und Lage der im Vorschnitt zu erzeugenden Seitenwarebretter ermittelt. Die Berechnungsvorrichtung RE ist mit einer Benutzerschnittstelle III versehen, über welche Parameter für die Berechnung der Schnittlösung vorgegeben werden können.
Sämtliche Bearbeitungseinheiten werden von einer Steuerungseinrichtung CT angesteuert. Diese sorgt wie erwähnt entsprechend der zuvor ermittelten Vermessungsdaten für eine geeignete Eindrehung des Stammes vor dem ersten Spanen und eine passende Anordnung der Spanerpaare 2 und 3, sodass durch das Spanerpaar 2 zwei parallele, ebene Flächen erzeugt werden können, und das zweite Spanerpaar 3 durch entsprechend bogenfolgenden Transport des Baumstamms 1 dessen Krümmungsverlauf folgend parallele aber gekrümmte Seitenflächen des Kantlings erzeugt.
Die Steuerungseinrichtung CT positioniert auch die Fräsköpfe der Eckenfräseranordnung 6 und verstellt diese relativ zum Baumstamm während dessen Vorschub entsprechend einer zuvor ermittelten Lage und Form der oberen und unteren Seitenwarebretter. Die Steuerungseinrichtung CT steuert die Positionierung der Vorschnittsäge 7, sodass die durch die Fräsköpfe der Eckenfräseranordnung 6 freigestellten Seitenwarebretter durch zwei horizontale Sägeschnitte abgetrennt werden. Schließlich steuert die Steuerungseinrichtung CT die Positionierung der Eckenfräseranordnung 10 und Einstellung der Nachschnittsäge 11 sowie den bogenfolgenden Transport des Kantlings durch Eckenfräseranordnung 10 und Nachschnittsäge 11 des Durchlaufs des Stammes, sodass der Kantling entsprechend der zuvor ermittelten Schnittlösung zerteilt wird.
Die Transportvorrichtung wird ebenfalls von der Steuerungseinrichtung CT ansteuert, welche somit die Vorschubgeschwindigkeit des Baumstammes kontrolliert und die Lage der Einzugs- und Positionierwalzen während des Durchlaufs fortwährend einstellt, sodass der Baumstamm entsprechend seinem zuvor gemessenen Krümmungsverlauf bahngesteuert durch die Anlage transportiert wird.
Die Berechnungsvorrichtung RE kann wie in 7 gezeigt als bzw. mittels einer separaten programmierbaren Recheneinheit oder auch mit der Steuerungseinrichtung CT integriert auf einer programmierbaren gemeinsamen Recheneinheit realisiert werden, wobei Berechnungsvorrichtung RE und Steuerungseinrichtung CT durch getrennte Computerprogramme oder auch durch entsprechende Teilroutinen eines gemeinsamen, integrierten Computerprogramms implementiert sein können.
In 8 schließlich ist eine aus den zuvor erläuterten Bearbeitungsstationen aufgebaute Sägewerksvorrichtung gezeigt, bei der zusätzlich vertikale Einzugs- und Positionierwalzen 16, unterseitige Transportwalzen 17 und oberseitige Andruckwalzen 18 dargestellt sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2743023 A1 [0003]
DE 102021128977 [0015]
DE 2021128977 [0029]

Claims

Verfahren zum Herstellen von Schnittholz aus einem Baumstamm (1), bei dem der Baumstamm (1) an vier Seiten angespant, waldkantige Eckbereiche (8, 12) ausgefräst und der so entstandene Kantling in Hauptware (13) und Seitenware (9a, 9b, 14) gesägt wird, wobei die Bearbeitung in einer Vorschubbewegung des Baumstamms (1) gegen entsprechende, nacheinander angeordnete Bearbeitungswerkzeuge (2, 3, 6, 7, 10, 11) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitung ohne zwischengeschaltete Drehung des Baumstamms (1) erfolgt, indem - das Anspanen in aufeinanderfolgenden Bearbeitungsschritten in horizontaler und vertikaler Richtung erfolgt, - ein Ausfräsen erster waldkantiger Eckbereiche (8) und Abtrennen oberer und unterer Seitenwarebretter (9a, 9b) im Vorschnitt in horizontaler Richtung erfolgt und - ein Ausfräsen zweiter gegebenenfalls noch waldkantiger Eckbereiche (12) und Abtrennen seitlicher Seitenwarebretter (14) im Nachschnitt sowie gegebenenfalls Auftrennen der Hauptware (13) in vertikaler Richtung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Baumstamm (1) vor der Bearbeitung vermessen und eine Krümmung ermittelt wird und für die Bearbeitung die Drehlage des Baumstamms (1) so eingestellt und über die Bearbeitung beibehalten wird, dass die Hauptkrümmung in einer horizontalen Ebene liegt.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Spanen in vertikaler Richtung bogenfolgend entlang der Krümmungslinie des Baumstamms erfolgt, während das Spanen in horizontaler Richtung entlang aufgrund einer Vermessung des Baumstamms (1) ermittelter, insbesondere planparalleler Ebenen erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Spanen in horizontaler Richtung vor dem bogenfolgenden Spanen in vertikaler Richtung erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem das Sägen des Kantlings (1") im Nachschnitt bogenfolgend entlang der Krümmungslinie des Kantlings (1") erfolgt, indem der Kantling (1") während des Einschnittes bogenfolgend durch ein Einschnittwerkzeug, insbesondere eine Nachschnittsäge (11) geführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem das Ausfräsen der ersten Eckbereiche (8) bahngesteuert erfolgt, indem betreffende Fräswerkzeuge (6) während des Durchlaufs des zumindest zweiseitig vorzugsweise vierseitig angespanten Kantlings (1') in einer horizontalen Ebene verstellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei dem nach dem Abtrennen der Seitenwarebretter (9a, 9b) im Vorschnitt diese in vertikaler Richtung nach oben und unten vom verbliebenen Kantling (1") separiert werden.
Sägewerksvorrichtung zum Herstellen von Schnittholz aus einem Baumstamm (1), mit einer Transportvorrichtung (T1-T4; 16, 17, 18), die ausgebildet ist, den Baumstamm (1) in Längsrichtung (A) durch verschiedene, nacheinander angeordnete Bearbeitungswerkzeuge (2, 3, 6, 7, 10, 11) zu führen, wobei als Bearbeitungswerkzeuge (2, 3, 6, 7, 10, 11) vorgesehen sind: - ein erstes Paar Spaner (2) und ein zweites Paar Spaner (3), die angeordnet sind, den Baumstamm (1) an vier Seiten anzuspanen, - Eckenfräser (6) zum Ausfräsen gegebenenfalls noch waldkantiger Eckbereiche (8) des angespanten Baumstamms (1'), - eine Vorschnittsäge (7) zum Abtrennen erster Seitenwarebretter (9a, 9b) im Vorschnitt und - eine Nachschnittsäge (11) zum Abtrennen zweiter Seitenwarebretter (14) im Nachschnitt und gegebenenfalls Auftrennen von Hauptware (13) in Hauptwarebretter, dadurch gekennzeichnet, dass - die Transportvorrichtung (T1-T4; 16, 17, 18) ausgebildet ist, den Baumstamm (1) ohne Drehung um seine Längsachse durch die Bearbeitungswerkzeuge (2, 3, 6, 7, 10, 11) zu führen, - das erste Paar Spaner (2) zum Spanen in horizontaler Richtung und das zweite Paar Spaner (3) zum Spanen in vertikaler Richtung angeordnet sind, - die Vorschnittsäge (7) zum Abtrennen der ersten Seitenwarebretter (9a, 9b) durch Einschnitt in horizontaler Richtung angeordnet ist und - die Nachschnittsäge (11) zum Abtrennen der zweiten Seitenwarebretter (14) im Nachschnitt sowie gegebenenfalls Auftrennen der Hauptware (13) durch Einschnitt in vertikaler Richtung angeordnet ist.
Sägewerksvorrichtung nach Anspruch 8, mit einer Vermessungseinrichtung (K1) zum Vermessen und zum Ermitteln einer Krümmung des Baumstamms (1) und einer vor oder als Teil der Transportvorrichtung (T1-T4; 16, 17, 18) angeordneten Drehvorrichtung (D), die angesteuert ist, die Drehlage des Baumstamms (1) vor Einlauf in das erste Paar Spaner (2) so einzustellen, dass die Krümmung in einer horizontalen Ebene liegt.
Sägewerksvorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Transportvorrichtung (T1-T4; 16, 17, 18) seitliche Einzugs- und Positionierwalzen (16) aufweist, welche angesteuert sind, während des Durchlaufs des Baumstamms (1) durch das zweite Spanerpaar (3) zum bogenfolgenden Spanen entlang der Krümmungslinie des Baumstamms eine Vertikalbewegung relativ zur Längstransportrichtung (A) auszuführen.
Sägewerksvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, bei der die Transportvorrichtung (T1-T4; 16, 17, 18) ausgebildet ist, den Baumstamm durch die Nachschnittsäge (11) bogenfolgend entlang der Krümmungslinie des Baumstamms (1) zu führen.
Sägewerksvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei der erste Eckenfräser (6) während des Durchlaufs des angespanten Baumstamms (1') in einer horizontalen Ebene verstellt werden.
Sägewerksvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, mit einer hinter der Vorschnittsäge (11) angeordneten Separiereinheit (15), welche ausgebildet ist, die im Vorschnitt abgetrennten Seitenwarebretter (9a, 9b) in vertikaler Richtung nach oben und unten vom verbliebenen Kantling (1") zu separieren.