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Die Erfindung betrifft einen Holzkernbohrer zum
Verfahren nach den Patent 196 17 307 zum Prüfen des inneren Zustandes von
Bäumen
und Holzbauteilen durch das mechanische, maschinelle und spannlose
Ausstanzen und Ziehen eines Holzkernes und dem gleichzeitigen Messen
des Ausstanz- und des Kernziehwiderstandes.
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Zur Erläuterung der Kernziehproblematik und
des Unterscheides der vorliegenden Erfindung zu den bisherigen konventionellen
Kernbohrtechniken wird auf die Patentbeschreibung des Patentes 196
17 307 Bezug genommen.
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Der Aufsatz von – RINN, F.: Neue Meßmethode
für Baumuntersuchungen
und Holzprüfungen, Garten
+ Landschaft 6/89, S. 55–56 – erwähnt auf Seite
55, 1. Spalte, im 2. Absatz, nur den konventionellen Zuwachsbohrer.
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Bekannt ist das Holzkernziehen mit
dem konventionellen Zuwachsbohrer. Der Zuwachsbohrer besteht aus
drei Teilen. Der eigentliche Kernbohrer ist ein Rohr mit mehrgängigem Außengewinde
am Bohrkopf. Die gebräuchlichen
Größen liegen
bei Außendurchmessern
von 13 und 22 mm, die Kerndurchmesser bei 5 (5,15) mm und 12 mm.
Der Kernbohrer wird mittels Hebel als Teil 2 per Hand in einen zu
prüfenden
Baum oder Konstruktionsholz hineingedreht, was sich besonders bei
dichteren Holzstrukturen mit der zunehmendem Eindringtiefe als mühseitig
oder gar unmöglich
erweist. Der Stanzdurchmesser ist wesentlich kleiner als der Außendurchmesser
des Bohrrohres und ist nich so ausgebildet, daß man den ausgestanzten Kern
damit abreißen
kann.
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Ist die gewünscht Eindringtiefe dann endlich erreicht,
so wird eine Metallzunge als 3. Teil zwischen den ausgestanzten
Kern und den Bohrrohr-Innendurchmesser geschoben. Auch dieses Vorgehen
ist nicht einfach und kann auch gar nicht möglich sein. Kleine Zähnchen an
der Spitze der Metallzunge dienen zum Festhaken des Kernes, wenn
man die Zunge wieder herauszieht. Das Kernziehen ist häufig genau
so unbequem und anstrengend wie der eigentliche Ausbohrvorgang.
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Die Beschädigung eines lebenden Bäumes beim
Kernziehen ist sehr schwer, da das mit Gewalt eingedrehte Gewinde
von mindestens 13 mm Außendurchmesser
nicht nur ein bleibendes großes Loch
verursacht, sondern auch das um die Bohrung umliegene Holz mit Sicherheit
aufreißt.
Damit werden ideale Eindringschleusen für Parasiten und Schädlinge vorbereitet.
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Es ist weiterhin bekannt, daß einzelne
sogenannte Baumfachleute und Gutachter das Bohrrohr des Zuwachsbohrers
mit einem Akkuschrauber oder einer Handbohrmaschine in einen zu
prüfenden Baum
treiben, wodurch die Rißbildung
vermutlich noch beschleunigt werden muß, da das um das Bohrloch umliegende
Holz die mit dem schnellen Vordringen des Bohrers wachsenden Spannungen
weniger gut umleiten kann.
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Ausgehend von diesen gravierenden
Nachteilen hat sich bereits das Hauptpatent 196 17 307 zum Ziel
gesetz, einen Holzkernbohrer zum Verfahren zum Prüfen des inneren
Zustandes von Bäumen und
Holzbauteilen durch mechanisches, maschinelles und spanloses Aussetzen
und Ziehen eines Holzkernes vorzustellen, welcher wesentlich kleinere
Löcher
hinterläßt, eine
hohe Arbeitsgeschwindigkeit erlaubt und die inneren Beschädigungen
um das Bohrloch weitgehend vermeidet. Das wird dadurch erreicht,
daß ein
Holzkernvohrer zum Prüfen
des inneren Zustandes von Bäumen
und Holzbauteilen durch mechanisches, spanloses Ausstanzen und Ziehen eines
Holzkernes verwendet wird, bei dem ein dünnwandiges Rohr in Holz gedrückt wird
und im Rohrinneren mit zunehmender Eindringtiefe ein ausgebohrter
und länger
werdender Holzkern zu Prüfzwecken entsteht,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Rohr einen Durchmesser kleiner als 12 mm hat, daß die Rohrwandstärke kleiner
als 0,5 mm ist, daß das
in Holz eindringende Rohrende einen größeren Außendurchmesser und einen kleineren
Innendurchmesser als das eigentliche Rohr und damit einen Rohrkopf besitzt,
daß der
Rohrinnenkopf eine nach rückwärts gerichtete
Kante zum Abscheren des freigestanzten Bohrkernes beim Rückzug des
Stanzwerkzeuges aufweist, und daß ein maschineller Rotationsantrieb für den Bohrer
mit hoher Drehzahl vorgesehen ist. Nach einem Unteranspruch ist
die Stirnseite des in das Holz eindringende Rohrende aufgerauht
oder mit Zähnen
versehen, welche auch geschränkt
ausgeführt
sein dürfen,
um den entstehenden Holzabrieb und die Spänchen von der Holzkernbohrer-Innenbohrung
wegzulenken. Nach diesem Umteranspruch wird auch die Rotationsdrehzahl
so hoch gewählt, daß beim Rohreindringen
in das in das Holz eine Verkohlung oder Vergasung des Prüflingwerkstoffes
vorrangig im Bereich des Außendurchmessers
des Rohrkopfes und an der Rohrkopfstirnseite bewirkt wird.
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Der im vorliegenden Zusatzpatent
angemeldete Holzkernbohrer hat sich die Aufga be gestellt, die beim
Eindringen in einen Holzprüfling
entstehende Reibwärme
noch besser kontrollieren zu können, weil
der Eindringwiderstand weiter herab gesetzt wird.
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Die kann erreicht werden durch das
Aufbau eines Holzkernbohrers, welcher durch Formgebung und angewendeter
relativ hoher Drehzahl sowohl leicht in den Holzprüfling eindringt,
als auch beim Rückzug
aus dem Holzprüfling
gleich den ausgestanzten und so gewonnenen Holzkern mit herauszieht.
Zunächst
erhält
man dann kleine Löcher,
wenn man als Bohrkernführungsrohr
kleine und sehr dünnwandige
Rohre vorgibt. Solche Rohre lassen sich mit hoher Drehzahl bereits
ohne jede zusätzliche
konstruktive Erweiterungen in Holzprüflinge einbrennen. Es verbrennt
dabei allerdings nicht nur der ausgestanzte Kern, sondern auch das
Holz an der Bohrungswandung, was zu Ablagerungen und Klemmungen
des eindringenden Röhrchen
führen
muß.
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Die erfindungsgemäße Lösung sieht deshalb vor, daß beim neu
vorgestellten Holzkernbohrer zusätzlich
zu der Ausführung
nach Patent 196 17 307 an der Stirnseite des Rohres ein Stanzring
mit einer Wandstärke
kleiner als 2 mm ausgebildet ist und daß sich der Stanzring-Außendurchmesser
nach der von der Stanzring-Stirnfläche abgewandten Seite durch eine
konvex oder kegelig oder konkav ausgebildete Mantelfläche so erweitert,
daß der
Mantelflächen-Enddurchmesser
größer als
der Außendurchmesser
des Bohrkernführungsrohres
ist, und zusätzlich
sich der Stanzring-Innendurchmesser nach der von der Stirnfläche abgewandten
Seite durch eine konvex oder kegelig oder konkav ausgebildete Mantelfläche verringert.
Durch die hohe Drehzahl beim Einsatz des neuartigen Werkzeuges wird
das nach außen
verdrängte
Holz derartig erhitzt, daß er schrumpft,
verkohlt oder vergast wird. Dadurch wird ein Klemmen des Bohrkern-Führungsrohrschaftes
in der entstandenen Höhlung
verhindert und das Entstehen von Spänen vermieden. Durch die Verringerung
des Innendurchmessers wird nicht nur die Kernabrißkante zum
Abscheren des Holzkernes gebildet, sondern es erfolgt auch eine
Kernoberflächenglättung.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht
das Anbringen von Riefen oder Zähnen
auf der Stanzring-Außenmantelfläche vor,
welche gerade und/oder schräg
und/oder senkrecht zur Mittelachse des Kernbohrers orientiert sind.
Hierbei entstehen im Außenbereich
zwar zunächst
doch Späne,
welche aber durch die hohe Arbeirsdrehzahl im äußeren Mantelbereich noch besser
schrumpfen, verkohlen oder vergasen.
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Wenn nun vermieden wird, daß die Riefen oder
Zähne den
Stanzring-Innendurchmesser durchstoßen, so wird beim Einsatz des
neuen Holzkernbohrers der zu gewinnende Holzkern in jedem Fall spanlos
ausgestantzt.
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Um die Erwärmung vom ausgestanzten Bohrkern
fern zu halten, wird zunächst
ein Bohrkopf mit einem größeren Außendurchmesser
als der Außendurchmesser
der Bohrkernführungsrohres
vorgesehen. In das Bohrkernführungsrohr
wird ein Führungsstück für den auszustanzenden
Holzkern mit kleinerem Innendurchmesser als der Innendurchmesser
des Bohrkernführungsrohres
eingebracht. Diese Führungsstück muß vorzugsweise
bereits enden, bevor die eigentliche Erwärmungs-, Verkohlung- und Vergasungszone
im Außendurchmesser
des Rohrkopfes in Abhängigkeit
von der Arbeitsdrehzahl beginnt.
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Der Holzkernbohrer hat eine Stanzring-Stirnfläche mit
sehr schmaler Wandstärke.
Der Stanzring-Innendurchmesser ist in jedem Fall kleiner als der
Innendurchmesser des Kernbohrungsführungsrohres.
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Ein ausgestanzter Holzkern, welcher
durch das so ausgeformte innere Kernführungsstück durchgedrückt wurde,
wird beim Herausziehen des neuen und hier vorgestellten Werkzeuges
am Mantelflächen-Enddurchmesser
des Bohrkernführungsrohres, wodurch
er ohne Klemmung mit Hilfe eines Stäbchens leicht aus dem Werkzeug
gedrückt
werden kann und auch nicht übermäßig durch
Kontakt mit dem warm werdenden vorderen Kernführungsrohr erhitzt werden kann.
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Nachfolgend wird ein Vorteilhaftes
Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Holzkernbohrers
anhand von Zeichnungen näher
beschrieben. Es zeigen:
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1 die
Seitenansicht mit einem halben Längsschnitt
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2 die
Ansicht von vorne auf den Werkzeugkopf
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Das im Auführungsbeispiel gezeigte Werkzeug
besteht aus einem dünnwandigen
Rohr als Kernführungsrohr 1,
einem inneren Rohrwulst 2 zum Ausstanzen eines Holzkernes
und einem äußeren Rohrwulst 3 zur
Verdrängung,
Verkohlung und Vergasung des den ausgestanzen Holzkern umgebenden
Holzfaserbereichs. Im Ausführungsbeispiel
werden an das Kernführungsrohr 1 der
innere und der äußere Rohrwulst
aus Rohrabschnitten mit passendem Durchmesser angelötet oder
angeklebt.
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Der innere Rohrwulst 2 dient
als Stanzring und ist erfindungsgemäß mit einer glatten Stanzkante 5 an
der Stanzring-Stirnseite 4 versehen. Der Stanzkanten-Durchmesser
ist im erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
etwas größer als
der Stantzring-Innendurchmesser, wodurch die entgegen der Eindringrichtung
liegende Stanzringkante 6 auch die Abrißkante für die ausgestanzen Kerne beim
Herausziehen des Holzkernbohrers aus dem Holzprüfling ist.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel
eines Werkzeuges zum spanlosen Kernziehen besitzt der äußere Rohrwulst
Zähne 7 mit
Schneidkannten auf der Wulstmantelfläche, welche die den ausgestanzten
Kern umgebenden Holzfasern zerspanen und nach hinten führen. Weil
der Durchmesser des äußeren Wulstes
nach hinten größer wird,
werden bei einer entsprechend gewählten Arbeitsdrehzahl die abgeschabten
Holzspänchen
erhitzt, verkohlt und vergast. Dieses geschieht bei dem Ausführungsbeispiel vorrangig
in dem Bereich des Werkzeuges, an dem der ausgestanzte Kern keine
feste Berührung
mehr mit der Kernführungsrohrwand
hat und damit nicht durch eine möglicherweise
hohe Wärmeleitung übermäßig erhitzt
werden kann.
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In diesem Bereich der höchsten Reibungshitze
am Werkzueg-Ausführungsbeispiel
liegt der Enddurchmesser 8 des äußeren Rohrwulstes 3,
welcher als Meßkante
beim Rückzug
des Holzkernbohrers nach dem Kernstanzen dient. Der Enddurch messer 8 bewirkt
aufgrund der hohen Arbeitsdrehzahl auch beim Rückzug eine Erwärmung der
zurückfedernden elastischen
Bohrlochwandlung bis zur Verkoh lung und Vergasung der umgebenden
und den Rückzug störenden Holzfasern.
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Das vorgestellte erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel
eines Holzkernbohrers zum spanlosen Stanzen von Holzkernen ist im
Maßstab
20:1 gezeichnet und besitzt demzufolge eine Wandstärke des
Kernführungsrohres
von 0,25 mm. Damit kann ein Holzkern von 4 mm Durchmesser aus einem Bohrloch
mit einem Durchmesser von 5,6 mm gewonnen werden.
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- 1
- Kernführungsrohr
- 2
- Innerer
Rohrwulst
- 3
- Äußerer Rohrwulst
- 4
- Stanzring-Stirnseite
- 5
- Stanzkante
- 6
- Stanzring-Kernabrißkante
- 7
- Zähne mit
Schneidkanten
- 8
- Enddurchmesser