DE19727127C1

DE19727127C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von schmalen Furnierstreifen

Info

Publication number: DE19727127C1
Application number: DE19727127A
Authority: DE
Original assignee: Inter Wood Maschinen GmbH and Co KG
Current assignee: Inter Wood Maschinen GmbH and Co KG
Priority date: 1997-06-26
Filing date: 1997-06-26
Publication date: 1999-01-21
Anticipated expiration: 2017-06-27
Also published as: FR2765137A1; CA2239447C; CA2239447A1; FR2765137B1; US6035910A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von schmalen Furnierstreifen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 10.

Solche schmalen Furnierstreifen kommen bei der Herstellung von Spanholzbalken zum Einsatz, die z. B. unter dem Handelsnamen "Parallam" im Handel sind. Bisher hat man zur Herstellung dieser Furnierstreifen Baumstämme größeren Durchmessers in Furnierschälmaschinen geschält und diese Schälfurniere dann in sog. Klippern auf ca. 80 cm lange Streifen geschnitten, die anschließend von Hand auf Fehler oder Aststücke durchgesehen wurden. Diese Herstellungsmethode ist umständlich und teuer.

Um diese umständliche und teure Herstellungsmethode zu umgehen, ist in der DE 195 04 030 C1 ein Verfahren und eine Vorrichtung vorgeschlagen worden, die es erlaubt, neben dem eigentlichen Fertigungsziel - der Herstellung eines Massivholzbalkens, der sog. Hauptware - die Randbereiche des Baumstammes, die sog. Nebenware, in die besagten Furnierstreifen umzuwandeln. Hierzu wird der Baumstamm zunächst von Trennwerkzeugen, die auch als Sägen ausgebildet sein können, in seinen Randbereichen in Abständen aufgeteilt, die der Breite der noch zu erzeugenden Furnierstreifen quer zur Faserrichtung entsprechen. Daran anschließend gelangt der so vorbereitete Baumstamm in den Bereich von kegelstumpfförmigen Messerscheiben, die nach Art der bekannten Profilzerspaner aufgebaut sind. Auf diesen Messerscheiben sind die Messer spiralförmig gegeneinander versetzt angeordnet, und jedes Messer steht vom kleinsten zum größten Flugkreis immer um eine Spandicke z. B. 1,5 mm, gegenüber dem folgenden Messer zurück.

Solche Messerscheiben oder Profilzerspaner haben sich bei der Herstellung von Hackschnitzeln durchaus bewährt, sind aber für die Fertigung von schmalen Furnierstreifen von 100 mm bis 500 mm Länge ungeeignet, weil ihnen eine Holzführungsfläche fehlt, ohne die ein Trennschnitt zur Erzeugung einer gleichmäßigen Materialdicke unmöglich ist, insbesondere bei den von der Industrie geforderten hohen Durchlaufgeschwindigkeiten von 50 m/min. und mehr, so daß Risse in Richtung Faserverlauf unvermeidbar sind.

Mit dem in der DE 195 04 030 C1 erläuterten Verfahren bzw. der Vorrichtung lassen sich einigermaßen gleichmäßige Spandicken und innenrißfreie Furnierstreifen nur durch eine erhebliche Herabsetzung der Stammvorschubgeschwindigkeit erzielen. Eine derart herabgesetzte Fertigungszeit erfüllt aber nicht mehr die Anforderungen an eine wirtschaftliche Produktion.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die eine wirtschaftliche Herstellung von schmalen Furnierstreifen erlaubt.

Diese Aufgabe wird für das Verfahren durch die im Patentanspruch 1 und für die Vorrichtung durch die im Patentanspruch 10 angegebenen Merkmale gelöst.

Mit den so hergestellten Furnierstreifen lassen sich Spanholzbalken mit bisher unerreichten Gütewerten fertigen, die den aus Schälfurnier hergestellten Spanholzbalken nicht nur in nichts nachstehen, sondern darüber hinaus auch noch wesentlich wirtschaftlicher produziert werden können. Denn durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, auch bei hohen Durchlaufgeschwindigkeiten exakt nach Länge, Breite und Dicke vordefinierte Furnierstreifen in wirtschaftlicher Weise herzustellen.

Dies geschieht dadurch, daß das zu zerspanende Holz zunächst vollständig in ein Schnittholzpaket aufgeteilt wird, wobei die Dicke der erzeugten Bretter der Breite der zu erzeugenden Furnierstreifen quer zur Faser entspricht. Daran anschließend wird das Schnittholzpaket von einer Spannvorrichtung gehalten, so daß die einzelnen Bretter nicht mehr verrutschen können und ihre Lage beibehalten. Das so zusammengehaltene Schnittholzpaket wird dann von einer Zerspaneinrichtung zu den gewünschten Furnierstreifen zerspant.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung kann nicht nur ein einzelner Baumstamm verarbeitet werden, sondern es können auch mehrere Baumstämme gleichzeitig verarbeitet werden, die z. B. neben- oder übereinander angeordnet sein können.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Aufteilung des Holzes entweder durch horizontale oder durch vertikale Trennschnitte erfolgen. Dazu können in vorteilhafter Weise Sägen, z. B. Gatter- oder Kreissägen, verwendet werden. Je nach verwendeter Zerspaneinrichtung kann es erforderlich sein, das Schnittholzpaket vor dem Zerspanvorgang um seine Längsachse um 90° zu drehen.

Nach dem Aufteilen des Holzes in ein Schnittholzpaket wird dieses mittels einer Spannvorrichtung zusammengehalten. Eine solche Spannvorrichtung kann z. B. in der im "Holz-Zentralblatt", Nr. 60/61 vom 21. Mai 1997, S. 923 erläuterten Weise ausgebildet sein.

Das so zusammengehaltene Holz wird dann der Zerspaneinrichtung zugeführt. Diese kann in vorteilhafter Weise als Messerring, als im wesentlichen ebene Messerscheibe oder als kegelstumpfförmige Messerscheibe ausgebildet sein. Um eine größere Zerspanungsleistung zu erzielen, können nach einer besonderen Weiterbildung zwei Messerscheiben auf gegenüberliegenden Seiten des zu zerspanenden Schnittholzpaketes vorgesehen sein.

Ist die Zerspaneinrichtung als Messerscheibe ausgebildet, kann sie in vorteilhafter Weise mit spiralförmig gegeneinander versetzten Messern versehen werden, wobei jedes Messer vom kleinsten zum größten Flugkreis immer um eine Spandicke gegenüber dem folgenden Messer zurückversetzt ist. Jedes Messer weist eine quer zur Drehrichtung der Messerscheibe verlaufende Hauptschneide und eine in Drehrichtung verlaufende Nebenschneide auf und das nacheilende Ende der Nebenschneide ist gegenüber dem voreilenden Ende der Nebenschneide zurückversetzt.

Durch diese Ausgestaltung ist die Nebenschneide dem vorrückenden Holz nicht mehr im Weg, so daß das Holz ungehindert vorgeschoben werden kann und kein unzulässiger Druck mehr auf die Schmalseiten der Furnierstreifen ausgeübt wird. Das Maß, um welches das nacheilende Ende der Nebenschneide gegenüber dem voreilenden Ende der Nebenschneide zurückspringt, muß in Abhängigkeit von Stammvorschubgeschwindigkeit und Messerscheibendrehzahl bestimmt werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung hat die Nebenschneide zwischen dem nacheilenden Ende und dem voreilenden Ende einen geradlinigen oder einen gekrümmten Verlauf. Dabei kann der gekrümmte Verlauf parabel- oder kreisförmig sein.

Damit nach dem Nachschleifen der Messer wieder eine exakte Einstellung der Messer möglich ist, ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung jedes Messer sowohl parallel als auch senkrecht zur Hauptschneide verschiebbar auf einem Messerträger gehalten. Hierzu weist der Messerträger schräg oder gekrümmt verlaufende Schlitze auf, so daß das Messer in einfacher Weise in beiden Richtungen verschoben werden kann.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung steht die Nebenschneide seitlich über den Messerträger vor, da nur so ein Eingriff der Nebenschneide in das Holz gewährleistet ist.

Der Messerträger kann als verstellbare Brücke ausgebildet sein und unter sich einen Spandurchtrittsschlitz bilden. Dadurch kann die Messerscheibe kostengünstig als glatte geschlossene Scheibe ausgebildet sein.

Um ein Einziehen des Holzes unter das Messer zu verhindern, kann nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung vor dem Messer eine Holzführungsfläche vorgesehen werden. Diese kann als auswechselbares Stockmesser ausgebildet sein.

Vor jedem Messer kann mindestens ein Ritzermesser angeordnet sein, um ein sicheres Abtrennen der Furnierstreifen zu gewährleisten. Das Ritzermesser ist insbesondere im Bereich der Nebenschneide angeordnet.

Damit die Nebenschneide ohne großen Kraftaufwand in das Holz eindringen kann, sollte der Keilwinkel der Nebenschneide möglichst kleiner als ca. 30° sein.

Um eine besonders gute Ableitung der Furnierstreifen zu erreichen, kann die Messerscheibe auch mit Spandurchtrittsschlitzen versehen sein.

In der folgenden Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und zur Herstellung von schmalen Furnierstreifen gemäß einer ersten Ausführungsvariante;

Fig. 2 eine Gesamtansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und zur Herstellung von schmalen Furnierstreifen gemäß einer zweiten Ausführungsvariante;

Fig. 3 eine Ansicht einer Messerscheibe zur Herstellung von schmalen Furnierstreifen;

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht eines Messers zur Verwendung in der Messerscheibe und

Fig. 5 eine schematische Ansicht einer Messerbefestigung.

In Fig. 1 ist eine Gesamtansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und zur Herstellung von schmalen Furnierstreifen dargestellt. Ein Holz 1, z. B. ein oder mehrere Baumstämme, wird von einer nicht gezeigten Vorschubeinrichtung in Richtung der Pfeile 2 transportiert und an Trennwerkzeugen 3, die z. B. als Sägen, wie Gatter- oder Kreissägen, ausgebildet sind, vorbeigeführt. Diese Trennwerkzeuge 3 erzeugen horizontale Schnitte und unterteilen das Holz 1 in Bretter 4, deren Dicke der Breite der noch zu erzeugenden Furnierstreifen quer zur Faserrichtung entspricht, z. B. 20 mm.

Das so erzeugte Schnittholzpaket wird anschließend von einer nur schematisch dargestellten Spannvorrichtung 5 zusammengehalten, so daß die Bretter 4 ihre gegenseitige Lage beibehalten, während sie zu einer Zerspaneinrichtung 6 gelangen, in der das Schnittholzpaket vollständig zu schmalen Furnierstreifen zerspant wird.

Die Zerspaneinrichtung 6 besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus zwei einander gegenüberliegenden Messerscheiben, die nach Art eines Profilzerspaners ausgebildet sind und um eine horizontale Achse umlaufen. Statt kegelstumpfförmiger Messerscheiben können aber auch ebene Messerscheiben nach Art eines Scheibenzerspaners oder ein Messerring verwendet werden.

Die beiden kegelstumpfförmigen Messerscheiben werden mittels Wellen 7 in Drehrichtung 8 angetrieben. Auf der Bearbeitungsoberfläche der Messerscheiben sind spiralförmig gegeneinander versetzt Messer 9 angeordnet (vgl. Fig. 3). Jedes Messer 9 steht vom kleinsten Flugkreis R1 zum größten Flugkreis R2 immer um eine Spandicke, z. B. 1,5 mm, gegenüber dem folgenden Messer 9 zurück.

Die Messer 9 weisen eine quer zur Drehrichtung 8 angeordnete Hauptschneide 10 und eine in Drehrichtung 8 verlaufende Nebenschneide 11 auf. Um zu verhindern, daß während des Schneidvorganges bei gleichzeitiger Vorschubbewegung des Holzes 1 das vorrückende Holz 1 gegen die Nebenschneide 11 gedrückt wird, ist das Messer 9 gemäß der in der Fig. 4 dargestellten Art und Weise ausgebildet.

Das Messer 9 ist so an der Messerscheibe befestigt, daß die Hauptschneide 10 quer zur Drehrichtung 8 und die Nebenschneide 11 in Drehrichtung 8 verläuft. Außerdem ist das nacheilende Ende 13 der Nebenschneide 11 gegenüber dem voreilenden Ende 12 der Nebenschneide 11 zurückversetzt, wobei sich das Versatzmaß V in Abhängigkeit von Stammvorschubgeschwindigkeit und Messerscheibendrehzahl bestimmt. Der Verlauf der Nebenschneide 11 zwischen dem voreilenden Ende 12 und dem nacheilenden Ende 13 ist in Fig. 4 zwar kreisbogenförmig dargestellt, er kann aber auch parabelförmig oder geradlinig sein.

Damit die Messer 9 nach dem Nachschleifen sowohl hinsichtlich der Hauptschneide 10 als auch hinsichtlich der Nebenschneide 11 richtig justiert werden können, müssen die Messer 9 sowohl parallel als auch senkrecht zur Hauptschneide 10 verschiebbar auf einem Messerträger 14 gehalten sein. Dazu können entweder in dem Messer 9 bzw. im Messerträger 14 schräg oder gekrümmt verlaufende Schlitze vorgesehen sein, oder aber der Messerträger 14 kann als verstellbare Brücke ausgebildet sein. Diese letztgenannte Ausgestaltung hätte den weiteren Vorteil, daß die Furnierstreifen unterhalb des Messers 9 durch die Brücke abgeführt werden könnten. Als Alternative oder zusätzlich könnten in der Messerscheibe Spandurchtrittsschlitze vorgesehen sein.

Um ein Einziehen der abgeschnittenen Furnierstreifen unter die Messer 9 zu verhindern, ist vor jedem Messer 9 eine Holzführungsfläche 15 vorgesehen, die in der Darstellung nach Fig. 5 als auswechselbares Stockmesser ausgebildet ist. Weiterhin können im Bereich der Nebenschneide 11 nicht dargestellte Ritzermesser vorgesehen sein, die für ein sauberes Abtrennen der Furnierstreifen sorgen.

Eine zweite Ausführungsvariante ist in Fig. 2 dargestellt. Während bei der ersten Ausführungsvariante nach Fig. 1 von den Trennwerkzeugen 3 horizontale Schnitte erzeugt werden, sind gemäß der Ausführungsvariante nach Fig. 2 Trennwerkzeuge 3 vorgesehen, die vertikale Schnitte erzeugen. Damit das so erzeugte Schnittholzpaket von den kegelstumpfförmigen Messerscheiben, wie sie im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsvariante nach Fig. 1 erläutert wurden, in der gewünschten Weise zerspant werden kann, ist im Anschluß an die Trennwerkzeuge 3 eine in der Zeichnung nur als Pfeil dargestellte Wendevorrichtung 16 vorgesehen, die das Schnittholzpaket um seine Längsachse um 90° dreht, so daß die einzelnen Bretter 4 des Schnittholzpaketes wieder horizontal liegen. Das gewendete Schnittholzpaket wird dann, wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, vollständig zerspant.

Je nach verwendeter Zerspaneinrichtung 6 kann u. U. bei vertikal verlaufenden Trennschnitten auf die Wendevorrichtung 16 verzichtet werden, z. B. bei um vertikale Achsen umlaufenden Messerscheiben oder bei einem Messerring. Andererseits kann eine entsprechende Zerspaneinrichtung 6 auch bei horizontalen Trennschnitten, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind, eine Wendevorrichtung 16 erforderlich machen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Furnierstreifen vorbestimmter Länge, Breite und Dicke aus Holz, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

1. das zu zerspanende Holz (1) wird vollständig in ein Schnittholzpaket aufgeteilt, wobei die Dicke der erzeugten Bretter (4) der Breite der zu erzeugenden Furnierstreifen quer zur Faser entspricht,
2. das so erzeugte Schnittholzpaket wird zusammengespannt,
3. das zusammengespannte Schnittholzpaket wird vollständig zu den Furnierstreifen zerspant.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Holz (1) in oder mehrere Baumstämme sind, die gleichzeitig bearbeitet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Baumstämme nebeneinander- oder übereinanderliegend bearbeitet werden.

4. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufteilung durch Sägen erfolgt.

5. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Aufteilung horizontale Trennschnitte erzeugt werden.

6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Aufteilung vertikale Trennschnitte erzeugt werden.

7. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Trennschnitten versehene Schnittholzpaket um seine Längsachse um 90° gewendet wird.

8. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerspanung des Schnittholzpaketes durch mindestens einen Messerring, eine im wesentlichen ebene Messerscheibe oder eine kegelstumpfförmige Messerscheibe erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander gegenüberstehende Messerscheiben verwendet werden.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

1. daß eine Trennvorrichtung (3) zum vollständigen Aufteilen des zu zerspanenden Holzes (1) in ein Schnittholzpaket vorgesehen ist,
2. daß der Trennvorrichtung (3) eine Spannvorrichtung (5) nachgeschaltet ist, die das Schnittholzpaket zusammenhält und
3. daß hinter der Trennvorrichtung (3) eine Zerspaneinrichtung (6) zum vollständigen Zerspanen des Schnittholzpaketes in Furnierstreifen vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtung (3) als Gatter- oder Vielblattkreissäge ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtung (3) horizontale Trennschnitte erzeugt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtung (3) vertikale Trennschnitte erzeugt.

14. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennvorrichtung (3) eine Wendevorrichtung (16) nachgeordnet ist, die das Schnittholzpaket um seine Längsachse um 90° wendet.

15. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerspaneinrichtung (6) als Messerring, als im wesentlichen ebene Messerscheibe oder als kegelstumpfförmige Messerscheibe ausgebildet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwei ebene oder zwei kegelstumpfförmige Messerscheiben vorgesehen sind, die einander gegenüberstehend auf beiden Seiten des Schnittholzpaketes angeordnet sind.

17. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Messerscheibe mit spiralförmig gegeneinander versetzten Messern (9) versehen ist, wobei jedes Messer (9) vom kleinsten (R1) zum größten Flugkreis (R2) immer um eine Spandicke gegenüber dem folgenden Messer (9) zurückversetzt ist, daß jedes Messer (9) eine quer zur Drehrichtung (8) der Messerscheibe verlaufende Hauptschneide (10) und eine in Drehrichtung (8) verlaufende Nebenschneide (11) besitzt und daß das nacheilende Ende (13) der Nebenschneide (11) gegenüber dem voreilenden (12) Ende der Nebenschneide (11) zurückversetzt ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenschneide (11) zwischen dem nacheilenden Ende (13) und dem voreilenden (12) Ende einen geradlinigen Verlauf aufweist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenschneide (11) zwischen dem nacheilende Ende (13) und dem voreilenden (12) Ende einen gekrümmten Verlauf aufweist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der gekrümmte Verlauf Parabel- oder kreisförmig ist.

21. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer (9) sowohl parallel als auch senkrecht zur Hauptschneide (10) verschiebbar auf einem Messerträger (14) gehalten ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstellung der Messer (9) auf dem Messerträger (14) schräg oder gekrümmt verlaufende Schlitze vorgesehen sind.

23. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenschneide (11) seitlich über den Messerträger (14) vorsteht.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Messerträger (14) als verstellbare Brücke ausgebildet ist, die unter sich einen Spandurchtrittsschlitz bildet.

25. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Messer (9) eine Holzführungsfläche (15) vorgesehen ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Holzführungsfläche (15) als auswechselbares Stockmesser ausgebildet ist.

27. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Messer (9) mindestens ein Ritzermesser vorgeordnet ist.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Ritzermesser im Bereich der Nebenschneide (11) angeordnet ist.

29. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Keilwinkel der Nebenschneide (11) kleiner als ca. 30° ist.

30. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Messerscheibe mit Spandurchtrittsschlitzen versehen ist.