DE19621973A1 - Verfahren und Vorrichtung für das Bearbeiten von Werkstücken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für das Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere Holzbalken, Holzwerkstücken und Baum­ stämmen, wobei das Werkstück auf einem Auflagetisch aufliegt sowie ein Verfahren für das Bearbeiten solcher Werkstücke.

Im Zimmereihandwerk hat sich aufgrund jahrhundertelanger Tradi­ tion die Bearbeitung von Holzwerkstücken, stetig weiterent­ wickelt. Als man noch nicht in der Lage war, Wasserkraft oder Dampfmaschinen für die Bearbeitung von Baumstämmen, zum Bei­ spiel zum Zersägen der Stämme zu Balken oder Bretter einzu­ setzen mußte diese Arbeit von Hand erfolgen. Eine Technik bestand darin die Balken durch Abschlagen von Spreißeln und kleinen Stücken aus dem Baumstamm zu formen.

Für die Konstruktion eines Hauses werden zum Beispiel für die Abstützung der Decke eine Vielzahl von Balken verwendet. In früheren Zeiten wurden die Balken, also im wesentlichen quader­ förmige Körper mit einem rechtwinkligen Querschnitt, von Hand behauen, oder aber wenn die Ausgestaltung sehr schnell oder sehr billig erfolgen sollte, wurden die Baumstämme nicht bear­ beitet und die Sichtfläche blieb rund.

Nach dem Einzug der Wasserkraft in den Sägewerken war es mög­ lich, aus den Baumstämmen das Kernholz durch Wasserkraft unterstützt herauszusägen um möglichst exakte, insbesondere rechtwinklige Balken zu fertigen. Die Arbeitserleichterung, die dadurch entstand, war enorm.

Gleichzeitig entwickelte sich der Holzbau dahingehend, daß die Holzoberflächen möglichst glatt sein sollten. Die gesägten Balken wurden hernach gehobelt und erhielten somit eine zu­ mindest in weiten Abschnitten der Mantelfläche eine ebene Oberfläche.

Solch ausgestaltete Balken, Pfetten oder Holzwerkstücke ergeben jedoch eine relativ nüchterne Raumwirkung. Für eine rustikalere Ausgestaltung ist es wünschenswert, nicht diese perfekt bearbeiteten Holzbalken bzw. Holzwerkstücke zu verarbeiten. Gewisse rustikal wirkende Holzwerkstücke, zum Beispiel Balken, Platten, Rahmen, Stämme, Sparren, Pfetten, Pfähle und dergleichen, sollten nunmehr möglichst keine einheitlich ebene Oberfläche mehr besitzen, sondern eine unregelmäßige, grobe strukturierte Oberfläche aufweisen.

Mit den bekannten Maschinen, also Sägen, Hobeln oder Fräsen, ist eine solche Bearbeitung nicht möglich, da solche Werkzeuge großflächig ebene Flächen erzeugen.

Für diese Oberflächengestaltung war wiederum der Handwerker gefordert, wobei die Zimmerleute entsprechend ihrer Tradition mit einem Hackhammer über dem Werkstück gebückt aus dem rohen oder auch grob zugeschnittenen Holzwerkstück im Verhältnis zur Gesamtoberfläche des Werkstückes kleine Holzspreißel heraus­ schlugen. Die Fertigungskosten für solch ausgestaltete Holz­ werkstücke sind entsprechend hoch, die Arbeitsbedingungen für die Handwerker äußerst ungünstig, da diese in der gebückten Haltung über dem Werkstück arbeiten müssen. Des weiteren ist diese Arbeit sehr kräftezehrend und auch gefährlich.

Die vorliegende Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, eine Vorrichtung, wie eingangs beschrieben, dahingehend zu ent­ wickeln, daß die Werkstücke eine grob strukturierte Ober­ flächengestaltung aufweisen, ohne dabei auf manuelle Arbeit zurückgreifen zu müssen, die entsprechend gefährlich und teuer ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einer Vor­ richtung wie eingangs beschrieben und schlägt vor, daß die Vor­ richtung ein maschinell angetriebenes Behauwerkzeug aufweist, das aus der Mantelfläche des Werkstückes im Verhältnis zur Mantelfläche kleine Stücke herausarbeitet und die Werkstück­ manteloberfläche nach der Bearbeitung eine Vielzahl, im Ver­ hältnis zur Mantelfläche kleiner, unterschiedlicher Teil­ flächen, die teilweise als Erhebungen oder als Ausnehmungen ausgebildet sind, aufweist.

Der Einsatz von Oberfräsen oder dergleichen ist nicht anwend­ bar, da die Oberflächenbehandlungen der Werkzeuge gleich aus­ sehen. Für eine rustikale Ausgestaltung der Holzteile ist jedoch eine möglichst unregelmäßige, eben wie durch Menschen­ hand geschaffene Oberfläche wünschenswert.

Erfindungsgemäß wird nicht nur eine Vorrichtung vorgeschlagen, sondern auch ein Verfahren. Die Aufgabe wird hierbei dadurch gelöst, daß das Werkstück von dem Werkstückfesthalter ergriffen wird und das Werkstück während der Bearbeitung durch ein Behauwerkzeug festhält, der Werkstückfesthalter hernach das Werkstück losläßt und das Werkstück durch den Auflagetisch und/oder eine Rotation um eine Achse des Werkstückes, insbesondere der Längsachse, in eine neue Bearbeitungsposition bringt, der Werkstückfesthalter das Werkstück in dieser neuen Behau­ position wieder fixiert und das Behauwerkzeug eine weitere Bearbeitung durchführt.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird erreicht, daß auf die aufwendige, gefährliche und teuere, händische Arbeit voll­ ständig verzichtet werden kann. Es wird nicht nur die Be­ lastung für die Bearbeitungsperson verringert, auch die Ober­ flächenbehandlung erfolgt deutlich schneller als bei der hän­ dischen Bearbeitung.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß ein periodisch umlaufendes Behauwerkzeug vorgesehen ist. Das Behauwerkzeug führt eine periodisch umlaufende Be­ wegung aus, die hierbei nicht zwingenderweise kreisrund sein muß. Es ist beispielsweise auch vorgesehen, eine im wesent­ lichen winklige Bewegungsbahn des Behauwerkzeuges vorzusehen, die zu dem gleichen erfindungsgemäßen Ergebnis führt, jedoch eine andere Oberflächengestaltung bewirkt. Auch eine solche Bewegung ist als periodisch umlaufende Bewegung anzusehen.

Hierbei ist zu beachten, daß durch die Führung des Behauwerk­ zeuges die Form der Ausnehmungen, und dadurch auch die Form der Erhebungen, beeinflußt wird. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zum Beispiel vorgesehen, daß das Behauwerk­ zeug drehbar gelagert ist und das Behauwerkzeug ein Ausgleichs­ gewicht aufweist. Durch die drehbare Lagerung des Behauwerk­ zeuges führt das Behauwerkzeug eine im wesentlichen kreisrunde Bewegung aus. Die Ausnehmungen auf dem Holzstück sind somit Walzenabschnitte.

Für eine entsprechende Gestaltung der Seitenflanken bezüglich der Bewegungsrichtung des Behauwerkzeuges kann eine ent­ sprechende Formgebung des Behauwerkzeuges vorgesehen werden. Beispielsweise ist es möglich, abgeschrägte Seitenbereiche des Behauwerkzeuges vorzusehen. Bei einer entsprechenden Ausge­ staltung des Behauwerkzeuges ist es somit möglich, jede be­ liebige Oberflächengestaltung an der Mantelfläche zu erreichen. Eine solche kann zum Beispiel auch als Kugelabschnitt ausge­ bildet sein.

Durch die Verwendung eines Ausgleichsgewichtes an dem Behau­ werkzeug wird die Energie für den Antrieb des Behauwerkzeuges reduziert, da im Idealfall das Ausgleichsgewicht so gewählt ist, daß keine Umwucht an dem sich drehenden Behauwerkzeug auftritt. Eine entsprechende Vereinfachung der Lagerung ist ein positiver Nebeneffekt.

Für den Antrieb des Behauwerkzeuges ist ein Motor mit Ketten­ antrieb vorgesehen. Das Antriebsrad des Motors weist ein Zahn­ rad auf, über das eine Kette umgelenkt ist und dadurch mit der Antriebswelle des zum Beispiel drehbar gelagerten Behauwerk­ zeuges verbunden ist und so die Antriebskraft überträgt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß das auf dem Auflagetisch aufliegende Werkstück relativ zu dem Behauwerkzeug entlang der drei Raumachsen beweg- und positionierbar ist. Die drei Raumachsen bilden ein orthogonales System und erlauben eine Positionierung des Werkstückes entlang der drei Raumachsen, wobei diese Bewegung nur durch die konstruktive Ausgestaltung der Vorrichtung begrenzt ist. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, das Werkstück an jeder beliebigen Position für eine Behauung vorzuhalten. Für eine solche Positionierung ist im Prinzip eine Beweglichkeit in der horizontalen Ebene ausreichend. Eine vertikale Verschiebbarkeit ist insofern von Vorteil, um dadurch eine Fixierung des Werkstückes während des Behauvorganges zu erreichen und um unterschiedliche Stärken des Werkstückes in Bezug auf das feststehende Behauwerkzeug auszugleichen.

Hierbei ist es günstig, wenn der Auflagetisch eine Fördervor­ richtung aufweist, auf der das Werkstück aufliegt. Durch diese Fördervorrichtung wird das Werkstück beispielsweise parallel zu seiner Längsachse transportiert. Hierbei kann die Fördervor­ richtung zum Beispiel als Rollenbahn, als Förderband oder der­ gleichen ausgebildet sein. Neben der Aufgabe der Positio­ nierung des Werkstückes bezüglich der Längsachse des Werk­ stückes für eine Bearbeitung durch das Behauwerkzeug ist der Fördervorrichtung noch eine weitere Aufgabe zuweisbar. Bei­ spielsweise kann vorgesehen sein, daß die Vorrichtung als Teil einer Werkstückbearbeitungsanlage, zum Beispiel einer Abbund­ anlage oder dergleichen, ausgebildet ist. Die Fördervorrichtung übernimmt dann auch eine Zulieferaufgabe von einem bei­ spielsweise vorgeschalteten Bearbeitungszentrum in das Behau­ werkzeug und nach Abschluß der Bearbeitung in dem Behauwerkzeug einen Weitertransport zu weiter nachgeschalteten Bearbeitungs­ aggregaten.

Auch ist vorgesehen, daß der Auflagetisch absenkbar, insbe­ sondere senkrecht oder schräg senkrecht absenkbar ausgebildet ist. Für eine optimale Bearbeitung, insbesondere von unter­ schiedlich dicken Werkstücken, kann durch eine solche Ausge­ staltung eine Anpassung des Werkstückes an die Bear­ beitungsebene, die zum Beispiel bei einem rundumlaufenden Be­ hauwerkzeug kreisrund ist, erreicht werden. Durch das An- und Abheben ist aber auch ein Fest spannen des Werkstückes während der Bearbeitung realisierbar. Hierbei ist zu beachten, daß verschiedenste Bewegungen vorstellbar sind, um eine vertikale, also im wesentlichen senkrechte Bewegung des Auflagetisches zu erreichen. Hierunter ist selbstverständlich auch eine Über­ lagerung einer vertikalen mit einer horizontalen Bewegung, beispielsweise durch einen gegen die Horizontale schräg ange­ winkelten Lenker oder Arbeitszylinder, vorstellbar. Auch kann es günstig sein, eine bogenförmige Bewegung für die vertikale Stellung des Auflagetisches vorzusehen, wobei diese bogen­ förmige Bewegung ebenfalls vertikale Anteile umfaßt.

Des weiteren sieht die Erfindung vor, daß der Auflagetisch quer zur Förderrichtung der Fördervorrichtung in einem Gestell be­ wegbar ist. Hierbei ist zum Beispiel vorgesehen, daß der ge­ samte Auflagetisch quer bewegbar ist, oder nur das Element des Auflagetisches, auf dem das Werkstück aufliegt, beispielsweise die Fördervorrichtung. In der Regel ist das Behauwerkzeug schmäler als die dem Behauwerkzeug zugewandte Werkstückbreite. Für eine optimale Bearbeitung, insbesondere einer entspre­ chenden Positionierung des Werkstückes bezüglich des Behau­ werkzeuges, wird günstigerweise eine Querverschiebung, also eine Bewegung in der horizontalen Ebene, vorgesehen. Es kann auch günstig sein, diese Bewegung-mit vertikalen Bewegungs­ elementen zu kombinieren. Der Auflagetisch ist hierbei in einem Gestell, insbesondere einem Maschinengestell der Vorrichtung, gelagert.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß zwischen dem Werkstück und dem Behauwerkzeug ein Fixierfenster vorgesehen ist. Dieses Fixierfenster ist bei­ spielsweise als Rahmen ausgebildet, aus Metall, zum Beispiel Eisen, gefertigt. Es dient dazu, gegen die vertikal nach oben wirkende Kraft, die durch die Höhenverstellung an dem Auflage­ tisch entsteht, ein Widerlager zu bilden. Dies ist insbesondere für den Zeitpunkt der Bearbeitung durch das Behauwerkzeug von Vorteil, da durch die Anpreßbewegung des Auflagetisches gegen das Fixierfenster das Werkstück während der Bearbeitung optimal festgespannt und fixiert ist. Die dem Werkstück zugewandte Unterseite des Werkstückes kann in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung eine entsprechende Anpassung an den Querschnitt des Werkstückes aufweisen. Zum Beispiel kann eine glatte Unter­ seite, beispielsweise für Balken, vorgesehen sein, oder eine runde, konkave Ausgestaltung für Baumstämme besitzen. Das Fixierfenster ist zum Beispiel starr ausgebildet und fest mit dem Gestell der Vorrichtung verbunden. Das Fixierfenster kann aber auch ein aktives Element sein und durch einen Arbeits­ zylinder oder dergleichen zur Festspannung des Werkstückes dienen und vertikal verschiebbar ausgebildet sein. Die Ausgestaltung des Fixierfensters dient auch dazu, daß die Bedienperson in dem Fixierfenster die zu bearbeitende Werk­ stückoberfläche genau erkennt.

Des weiteren ist es günstig, wenn das Behauwerkzeug im minde­ stens zwei der drei Raumachsen beweglich gelagert ist. Erfin­ dungsgemäß wird vorgeschlagen, daß das Werkstück relativ zu dem Behauwerkzeug positionierbar ist. Dies kann entweder durch eine Bewegung des Werkstückes bei feststehenden Behauwerkzeug oder durch eine Bewegung des Behauwerkzeuges entlang dem Werkstück geschehen. Selbstverständlich ist auch eine Überlagerung dieser beiden Bewegungen, also der Bewegung des Auflagetisches bzw. des Werkstückes, welches sich auf dem Auflagetisch befindet, und dem Behauwerkzeug möglich. Durch eine solche Ausgestaltung kann eine sehr schnelle Positionierung und damit auch sehr schnelle Bearbeitungszeit erreicht werden, insbesondere dann, wenn eine Vielzahl von vorgehaltenen Werkstücken nacheinander bearbeitet werden soll. Hierbei ist es günstig wenn das Fixierfenster mit der Bewegung des Behauwerkzeuges mitgeführt wird.

Auch ist es günstig, wenn ein Werkstückfesthalter vorgesehen ist, der das Werkstück während der Bearbeitung fixiert. Wie oben ausgeführt, kann hier zum Beispiel das Fixierfenster dienen.

Es können aber durch Anpreßstempel, die kurz vor der Bearbei­ tung durch das Behauwerkzeug das Werkstück beispielsweise in vertikaler oder horizontaler Richtung gegen ein Widerlager pressen eine optimale Fixierung und Festspannung des Werk­ stückes bewirken, um hiermit ein Verrutschen des Werkstückes während der Bearbeitung durch das Behauwerkzeug zu vermeiden. Es ist auch vorgesehen, daß durch ein Zusammenwirken von Fest­ haltern und durch Anpressen gegen das Fixierfenster eine Fest­ spannung des Werkstückes erreicht wird. Günstigerweise sind vor und nach dem Fixierfenster an dem Auflagetisch entsprechende Festhalter vorgesehen.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Werkstück um seine Längsachse drehbar auf dem Auflagetisch gelagert ist. Es kann zum Beispiel vorgesehen werden, daß die Fördervorrichtung nicht nur eine Längsbewegung ausführt, sondern auch eine Rotation um die Längsachse des Werkstückes ermöglicht. Beispielsweise sind an den Stirn­ flächen des Werkstückes angreifende Halter vorgesehen. Das Werkstück liegt zum Beispiel auf einer Rollenbahn auf und die Halter sind in einer Schiene geführt und bewegen das Werkstück auf der Rollenbahn. Die Halter sind an ihren Werkstückansatz­ punkten drehbar gelagert, derart daß eine Drehung des Werkstückes um seine Längsachse möglich ist. Eine solche Rotation ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Werkstück an mehreren Seiten eine entsprechend ausgestaltete Oberfläche aufweisen soll. Dies kann zum Beispiel bei in Sichtbauweise verarbeiteten Deckenbalken oder dergleichen der Fall sein. Auch kann eine solche Ausgestaltung beispielsweise bei der Bearbeitung von runden Werkstücken, also Baumstämmen oder dergleichen, von Vorteil sein, da der Anteil der Werkstück­ mantelfläche, der durch das Behauwerkzeug erreicht werden kann, durch die zylindrisch ausgebildete Mantelfläche entsprechend reduziert ist. Neben einer Ausbildung im Zusammenhang mit der Fördervorrichtung kann aber auch vorgesehen werden, daß eine Rotation bei Bedarf erfolgt, also Dreharme von der Steuerung dann eingesetzt werden, wenn eine Rotation erfolgen soll. Günstigerweise kann hierzu die Absenkbewegung des Auf­ lagetisches ausgenützt werden, um dadurch die Rotation zu er­ leichtern.

Es ist von Vorteil, wenn eine Steuerung die Behauposition an dem Werkstück bestimmt. Die Steuerung kann automatisch oder halbautomatisch ausgestaltet sein. Die Steuerung kann zum Bei­ spiel einen Mikroprozessor bzw. Computer aufweisen. Beispiels­ weise kann bei einer halbautomatischen Ausgestaltung vorge­ sehen werden, daß die Bedienperson die Bearbeitung schrittweise überwacht und jeweils die zu bearbeitenden Stellen durch die entsprechende Beweglichkeit des Werkstückes oder des Behauwerk­ zeuges auf dem Auflagetisch anfährt. Dies hat insbesondere den Vorteil, daß dadurch Bearbeitungen an Astlöchern oder sonstigen schwierigen Positionen des Werkstückes umgangen werden können, die unter Umständen zu einer Beschädigung des Behauwerkzeuges führen könnten.

In einer weiteren Variante der Erfindung ist auch vorgesehen, daß die Steuerung einen Zufallsgenerator für die Behauposition aufweist. Ziel der Erfindung ist es, Werkstücke derart zu be­ arbeiten, als wenn sie von Hand so beschlagen oder behauen worden wären, die "händische" Arbeit jedoch durch die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung ausgeführt wird. Da eine Bearbeitung durch einen Handwerker in der Regel immer Unregelmäßigkeiten aufweist, ist es auch eine Anforderung der Vorrichtung, daß die eingebrachten Oberflächenausnehmungen durch das Behauwerk­ zeug nicht regelmäßig erfolgen, sondern willkürlich, eben wie von Menschenhand geschaffen, angeordnet sind. Bei einer halb­ automatischen Steuerung kann dies problemlos durch die Be­ dienperson erfolgen, wobei die Bedienperson wiederum selbst die Behauposition bestimmt und ein entsprechendes Behaumuster oder dergleichen einhalten kann. Bei einer vollautomatischen Aus­ gestaltung kann es aber von Vorteil sein, die genaue Positio­ nierung durch einen Zufallsgenerator bestimmen zu lassen, wo­ durch dann die Bedienperson entbehrlich ist.

Hierbei ist es günstig, wenn die Steuerung eine Bilderfassung- und Auswerteinheit für die Kontrolle der Behauposition auf­ weist. Bei einer solchen Ausgestaltung entscheidet die Vor­ richtung selbständig, ob an der von der Steuerung vorgegebenen Position wirklich eine Bearbeitung durchgeführt werden soll. Erkennt zum Beispiel die Bilderfassungs- und Auswerteinheit an der vorgeschlagenen Behauposition ein Astloch oder einen Nagel oder dergleichen, würde ein Behauen an dieser Position zu einer Beschädigung oder zur Zerstörung des Behauwerkzeuges und somit zu Standzeiten der Vorrichtung führen. In dem Verfahren zum Be­ treiben der Vorrichtung ist dann zum Beispiel vorgesehen, daß keine Hochfahrbewegung des Werkstückes erfolgen soll, also das Werkstück nicht in den Eingriffsbereich des Behauwerkzeuges geführt wird, sondern vielmehr eine weitere, neue Position des Werkstückes bezüglich des Behauwerkzeuges gesucht wird.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine Schleifmaschine für das Schleifen der bearbeiteten Werkstückmanteloberfläche vorgesehen ist. Die Bearbeitung durch das Behauwerkzeug ist eine doch relativ grobe, spanabhebende bzw. spreißelabhebende Bearbeitung des Werkstückes. Durch das Schleifen wird eine relativ glatte, wenn auch nicht ebene Werk­ stückoberfläche erreicht. Günstigerweise wird hierzu eine mit Schleifpapier bestückte Schleiftrommel verwendet, wobei diese Ausgestaltung auch die herstellungsbedingten Ausnehmungen opti­ mal erreicht und schleift.

Des weiteren ist es günstig, wenn das Behauwerkzeug über dem Werkstück angeordnet ist und die Drehachse das Behauwerkzeug im wesentlichen rechtwinklig zur Förderrichtung der Fördervor­ richtung angeordnet ist. Bei einer solchen Anordnung des Behau­ werkzeuges bezüglich des Werkstückes ist es von Vorteil, daß die Bearbeitungsposition von oben, insbesondere für die Bedien­ person einsehbar, ist. Es ist aber auch möglich, das Behau­ werkzeug bezüglich des Werkstückes allgemein peripher anzu­ ordnen, also nicht nur oberhalb, sondern auch an den Seiten oder an der Unterseite. Durch die Anordnung der Drehachse, die im wesentlich rechtwinklig zur Förderrichtung der Fördervor­ richtung ausgebildet ist, wird eine Behaubewegung erreicht, die der händisch erfolgten Bearbeitung eines Zimmermannes ent­ spricht. Dadurch wird der handwerkliche Bearbeitungscharakter des fertig bearbeiteten Werkstückes betont. Auch wird durch eine solche Ausgestaltung eine platzsparende Anordnung der Vor­ richtung erreicht, da das umlaufende Behauwerkzeug im Prinzip mit dem Werkstück in einer Ebene liegt. Es kann aber auch eine andere Ausgestaltung getroffen werden, derart, daß die Dreh­ achse des Behauwerkzeuges parallel zur Längsachse des Werk­ stückes angeordnet ist.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn das Behauwerkzeug zwei Be­ hauköpfe aufweist, wobei die Behauköpfe gleichzeitig als Aus­ gleichsgewichte dienen. Durch die doppelte Anordnung von einer Schneidfläche an dem Behauwerkzeug durch die Verwendung von zwei Behauköpfen kann eine schnellere Bearbeitung erfolgen. Günstigerweise sind die Behauköpfe dann gleich ausgestaltet, wodurch auf die Verwendung eines zusätzlichen Ausgleichs­ gewichtes verzichtet werden kann, da die jeweiligen Behauköpfe für die andere Seite als Ausgleichsgewichte dienen. Mit einer solchen Ausgestaltung ist es auch möglich, die Rotationsge­ schwindigkeit des Behauwerkzeuges zu reduzieren.

Bei dem Verfahren für das Bearbeiten von Werkstücken ist es von Vorteil, wenn das periodisch umlaufende Behauwerkzeug das Werk­ stück nicht bei jedem Umlauf bearbeitet. Es sind also in dem Arbeitsablauf Leerdrehungen des Behauwerkzeuges vorgesehen. Für das Positionieren des Werkstückes auf dem Auflagetisch bezüg­ lich des Behauwerkzeuges ist es von Vorteil, die Positionierung exakt durchzuführen, wodurch eine relativ lange Einstellzeit erforderlich sein kann. Das Behauwerkzeug wird aber in seiner Geschwindigkeit nicht verändert, sondern dreht sich eben leer durch. Insbesondere bei der Verwendung von zwei Behauköpfen an dem Behauwerkzeug wird dann, wenn das Werkstück in einer Bear­ beitungsposition angeboten wird, eine schnelle Bearbeitung er­ reicht, auch wenn sich das Behauwerkzeug mit relativ geringer Drehzahl dreht.

In der Zeichnung ist die Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch ein von der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung bearbeitetes Werkstück.

In Fig. 1 ist die Vorrichtung 1 schematisch dargestellt. Das Werkstück 3 liegt auf einem Auflagetisch 4 auf. Der Auflage­ tisch 4 ist hier im wesentlichen als Fördervorrichtung 40 aus­ gebildet. Als Fördervorrichtung 40 kann ein Förderband 44 dienen. In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß eine Rollenbahn, an der ein an einer Schiene geführter Schlitten entlangführt und der Schlitten das Werkstück 3 er­ faßt. Durch die Fördervorrichtung 40 ist das Werkstück 3 pa­ rallel zur Längsachse 33 des Werkstückes 3 in einer Raumachse beweglich. Diese Bewegung ist durch den Doppelpfeil 42 ange­ deutet.

Das angedeutete Förderband 44 ist als Endlosförderband ausge­ staltet, wobei das Förderband 44 um zwei Umlenkrollen 45 je­ weils am Ende der Fördervorrichtung umgelenkt ist. An den Um­ lenkrollen 45 greift je eine Absenkvorrichtung 41 an. Diese Ab­ senkvorrichtung ist zum Beispiel als Arbeitszylinder ausge­ staltet und bildet zum Beispiel einen Teil des nicht weiter dargestellten Gestelles der Vorrichtung 1.

Die Absenkvorrichtung 41 ist gegen den Boden 10 abgestützt und bewirkt eine Absenk-, Anhebbewegung, die durch den Doppelpfeil 43 angedeutet ist. Durch eine solche Ausgestaltung ist eine Bewegung entlang einer weiteren Raumachse, hier der vertikalen Achse, möglich.

Um eine Querverschiebung des Werkstückes 3, hier eine Bewegung die senkrecht zur Zeichnungsebene ist, durchzuführen, kann vor­ gesehen werden, daß die Absenkvorrichtung 41 in auf dem Boden 10 entsprechend verlegten Schienen gelagert ist und so eine Querverschiebung entlang der dritten Raumachse ermöglicht.

In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel befindet sich über dem Werkstück 3 das Behauwerkzeug 2. Das Behauwerkzeug 2 ist drehbar um die Drehachse 20 gelagert. Fest verbunden mit dem Behauwerkzeug 2 ist ein nicht weiter dargestellter Antrieb, der eine Rotation gemäß dem Pfeil 21 des Behauwerkzeuges 2 er­ möglicht. Eine Rutschkupplung dient als Sicherung.

Das Behauwerkzeug 2 ist länglich ausgebildet und vorzugsweise in seinem Schwerpunkt auf der Drehachse 20 gelagert. Das Behau­ werkzeug besitzt einen oder auch mehrere Behauköpfe 22. Der Behaukopf 22 weist eine Schneidfläche 24 auf, die in Bewegungs­ richtung 21 vorstehend an dem Behaukopf 22 vorgesehen ist. Auf dem dem Behaukopf 22 gegenüberliegenden Ende des Behauwerk­ zeuges 2 ist ein Ausgleichsgewicht 23 vorgesehen.

Es kann vorgesehen werden, daß das Behauwerkzeug 2 mehrere Behauköpfe 22 aufweist, die gegenseitig als Ausgleichsgewichte 23 dienen. Auch ist es möglich, mehrere Schneidflächen 24 an einem Behaukopf 22 vorzusehen. Zum Beispiel kann durch Um­ steuern der Rotation 21 die Bearbeitungszeit für den Behaukopf erhöht werden, wenn beispielsweise die erste Schneide 24 stumpf oder verschlissen ist.

Die Drehachse 20 ist parallel zur Querverschiebung des Auflage­ tisches 4 ausgerichtet.

Zwischen dem Behauwerkzeug 2 und dem Werkstück 3 ist ein Fixierfenster 5 vorgesehen. Dieses Fixierfenster 5 kann in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung als Werkstück­ festhalter 7 dienen. Hierbei wird durch die Absenk-, Anheb­ vorrichtung 41 das Werkstück 3 von unten gegen das Fixier­ fenster 5 gedrückt und das Werkstück 3 während der Bearbeitung durch das Behauwerkzeug 2 festgehalten.

Das Fixierfenster 5 besteht im wesentlichen aus einem Rahmen 50 mit einer Öffnung 51, in die insbesondere die Schneidfläche 24 für das Bearbeiten der Werkstückoberfläche 35 eintaucht. Es ist vorgesehen, daß das Fixierfenster 5 ebenfalls eine Vertikal­ verstellung ermöglicht, um dadurch das Festhalten des Werk­ stückes 3 zu ermöglichen und auf der anderen Seite einen Höhen­ ausgleich bezüglich der Bearbeitungstiefe des Behauwerkzeuges 2 zu erreichen. Letzteres kann auch durch eine Höhenverstellung der Drehachse 20 des Behauwerkzeuges 2 erreicht werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist auch vor­ gesehen, daß eine Rotation um die Längsachse 33 möglich ist. Diese Rotation ist durch den Pfeil 34 angedeutet. Hierzu kann an den Enden des Werkstückes 3 ein Greifer, Roboter oder der­ gleichen angreifen, wobei der Auflagetisch 4 durch die Absenk­ vorrichtung 41 abgesenkt wird und hernach das Werkstück 3 dreht.

Für das Schleifen der bearbeiteten Oberfläche 35 ist eine Schleifmaschine 6 vorgesehen. Diese ist vorzugsweise am hinteren Ende ausgangsseitig nach der Bearbeitung durch das Behauwerkzeug 2 angeordnet. Die Schleifmaschine 6 ist als um die Achse 61 rotierender Walzenkörper 60 ausgebildet, wobei auf der Walze 60 eine Vielzahl von radial angeordneter Schleif­ papiere 62 aufgespannt sind. Durch diese Ausgestaltung wird eine optimale Schleifung auch der Ausnehmungen 32 auf der Werk­ stückoberfläche 35 erreicht.

In Fig. 2 ist in einem senkrechten Schnitt das Werkstück 3 nach der Bearbeitung dargestellt. Die dargestellten Dimensionen entsprechen nicht unbedingt der Realität. Sie dienen der Er­ läuterung.

Die bearbeitete Oberfläche 35 der Mantelfläche 30 des Werk­ stückes 3 weist Ausnehmungen 32 auf, zwischen den Erhebungen 31 angeordnet sind. Teilweise schließen die Erhebungen 31 mit der ursprünglichen Mantelfläche 30 vor der Bearbeitung ab, teil­ weise ergibt sich eine Erhebung 36 durch die niedriger liegenden Ausnehmungen 32, die sehr eng beieinanderliegen. Das Behauwerkzeug 2 ist um die Drehachse 20 drehbar gelagert und ergibt somit im wesentlichen walzenabschnittartige Aus­ nehmungen 32. Durch eine entsprechende Ausgestaltung der Schnittfläche 24 können die Seitenbereiche der Ausnehmungen 32 gestaltet werden.

Es ist vorgesehen, daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowohl gesägte und gehobelte Balken als auch rohe unge­ schnittene Baumstämme bearbeitet werden. Für ein optimales Festhalten ist an dem Werkstückfesthalter 7 eine entsprechende Kontur vorgesehen, um entweder einen Balken oder einen runden, zylindrischen Baumstamm optimal zu ergreifen und zu fixieren.

Die jetzt mit der Anmeldung und später eingereichten Ansprüche sind Versuche zur Formulierung ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes.

Die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Haupt­ anspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Jedoch sind diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Merkmale, die bislang nur in der Beschreibung offenbart wurden, können im Laufe des Verfahrens als von erfindungswesentlicher Bedeutung, zum Beispiel zur Abgrenzung vom Stand der Technik beansprucht werden.

Claims (21)

1. Vorrichtung für das Bearbeiten von Werkstücken, insbe­ sondere Holzbalken, Holzwerkstücken und Baumstämmen, wobei das Werkstück auf einem Auflagetisch aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein maschi­ nell angetriebenes Behauwerkzeug (2) aufweist, das aus der Mantelfläche (30) des Werkstückes (3) im Verhältnis zur Mantelfläche kleine Stücke herausarbeitet, und die Werkstückoberfläche (35) nach der Bearbeitung eine Viel­ zahl, im Verhältnis zur Mantelfläche (30) kleiner, unter­ schiedlicher Teilflächen, die teilweise als Erhebungen (31) oder als Ausnehmungen (32) ausgebildet sind, auf­ weist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein periodisch umlaufendes Behauwerkzeug (2) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach einem oder beiden der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das auf dem Auflage­ tisch (4) aufliegende Werkstück (3) relativ zu dem Behauwerkzeug (2) entlang der drei Raumachsen beweg- und positionierbar ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflagetisch (4) eine Fördervorrichtung (40) aufweist, auf der das Werkstück (3) aufliegt.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflagetisch (4) absenkbar, insbesondere senkrecht oder schräg senk­ recht absenkbar, ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflagetisch (4) quer zur Förderrichtung (42) der Fördervorrichtung (40) in einem Gestell bewegbar ist.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Werk­ stück (3) und dem Behauwerkzeug (2) ein Fixierfenster (5) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Behauwerkzeug (2) in mindestens zwei der drei Raumachsen beweglich gelagert ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Werkstückfest­ halter (7) vorgesehen ist, der das Werkstück (3) während der Bearbeitung fixiert.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflagetisch (4) das Werkstück (3) gegen das Fixierfenster (5) drückt und so den Werkstückfesthalter (7) bildet.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (3) um seine Längsachse (33) drehbar auf dem Auflagetisch (4) gelagert ist.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerung die Behauposition an dem Werkstück (3) bestimmt.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung einen Zufallsgenerator für die Behauposition aufweist.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung eine Bilderfassungs- und Auswerteinheit für die Kontrolle der Behauposition aufweist.

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schleif­ maschine (6) für das Schleifen der bearbeiteten Werk­ stückmanteloberfläche (35) vorgesehen ist.

16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Behauwerkzeug (2) drehbar gelagert ist und das Behauwerkzeug (2) ein Ausgleichsgewicht (23) aufweist.

17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Behauwerkzeug (2) über dem Werkstück (3) angeordnet ist und die Dreh­ achse das Behauwerkzeug (2) im wesentlichen rechtwinklig zur Förderrichtung (42) der Fördervorrichtung (40) ange­ ordnet ist.

18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Behauwerkzeug (2) zwei Behauköpfe (22) aufweist, wobei die Behauköpfe (22) gleichzeitig als Ausgleichsgewichte (23) dienen.

19. Verfahren für das Bearbeiten von Werkstücken mit einer Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück von dem Werkstückfesthalter ergriffen wird und das Werkstück während der Bearbeitung durch ein Behauwerkzeug festhält, der Werkstückfesthalter hernach das Werkstück losläßt und das Werkstück durch den Auflagetisch und/oder einer Rotation um eine Achse des Werkstückes, insbesondere der Längsachse, in eine neue Bearbeitungsposition bringt, der Werkstückfesthalter das Werkstück in dieser neuen Behauposition wieder fixiert und das Behauwerkzeug eine weitere Bearbeitung durchführt.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das periodisch umlaufende Behauwerkzeug das Werkstück nicht bei jedem Umlauf bearbeitet.

21. Verfahren nach einem oder beiden der vorhergehenden An­ sprüche 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Auf­ lagetisch nach der Bearbeitung abgesenkt wird und hernach eine neue Bearbeitungsposition durch eine Längs- und/oder Querverschiebung des Werkstückes durch den Auflagetisch eingestellt wird.