DE19838041A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Anbringen von Längsschlitzen endlicher Tiefe in langgestrecktem Holz - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung und ein Verfahren dienen zum Anbringen von Längsschlitzen (54) endlicher Tiefe (d) in langgestrecktem Holz (12). Die Vorrichtung umfaßt mindestens eine in Längsrichtung durch das Holz (12) geführte Schneide (42, 44). Mindestens eine rotierende Transportwalze (14) liegt mit einer Umfangsfläche (36) unter vorbestimmtem Anpreßdruck (48) an einer ersten Oberfläche (38) des Holzes (12) an, um dieses in Längsrichtung zu fördern. Die Umfangsfläche (36) ist mit mindestens einer umlaufenden Schneide (42, 44) versehen, die beim Fördern den Längsschlitz (54) im Holz (12) erzeugt (Fig. 1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anbringen von Längs­ schlitzen endlicher Tiefe in langgestrecktem Holz, mit minde­ stens einer in Längsrichtung durch das Holz geführten Schneide.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Anbringen von mindestens einem Längsschlitz in langgestrecktem Holz, bei dem mindestens eine Schneide in Längsrichtung durch das Holz ge­ führt wird.

Eine Vorrichtung und ein Verfahren der vorstehend genannten Art sind aus der DE 195 04 030 C1 bekannt.

Die bekannte Vorrichtung und das bekannte Verfahren dienen zum Herstellen sogenannter Strands aus Rundholz. Unter "Strands" versteht man in ihrer Formgebung gezielt hergestellt Holzspäne mit verhältnismäßig großen Abmessungen. Strands haben typi­ scherweise in Faserrichtung eine Länge zwischen 200 mm und 350 mm sowie quer zur Faserrichtung eine Breite und Dicke zwischen 1 mm und 15 mm, wobei diese Werte jedoch auch unter- oder überschritten werden können. Aus diesen Strands werden durch Zusammenfügen und Verleimen Holzerzeugnisse hergestellt, bei­ spielsweise Bretter oder Balken, die dann als sogenannte "Kompositbalken", Strandboards" oder "Structural Lumber Pro­ ducts" oder "Construction Strand Lumber (CSL)" bezeichnet wer­ den.

Bei der in der eingangs genannten DE 195 04 030 C1 beschriebe­ nen Vorrichtung bzw. dem zugehörigen Verfahren wird ein Baum­ stamm zunächst mit Längsschnitten in den außerhalb einer Hauptware des Baumstammes liegenden Restbereichen versehen, die um die spätere Breite des Stands voneinander beabstandet sind, wobei dann die Strands in einem nachfolgenden Schritt mittels Zerspanerköpfen aus den gesamten Restbereichen geschnitten wer­ den. Zum Anbringen der Längsschnitte sind Messer vorgesehen, die zu beiden Seiten des Baumstammes eingreifen und in mehreren parallelen Ebenen die Schnitte über die Gesamtlänge des Baum­ stammes anbringen. Die Messer sind dabei als Messerbänke mit mehreren übereinander angeordneten Schneiden ausgebildet.

Beim Anbringen von Längsschnitten oder Längsschlitzen in der vorstehend beschriebenen Weise besteht die Gefahr, daß durch die Schneiden ein unkontrollierter, vorlaufender Schlitz bzw. Riß im Holz erzeugt wird. Dies liegt daran, daß die Schneiden im Holz Kräfte ausüben, nämlich Zugspannungen, die senkrecht zur Schneidenebene und senkrecht zur Transportrichtung des Hol­ zes gerichtet sind. Diese vorauseilenden Schlitze oder Risse können sich auch in radialer Richtung in das Holz hinein er­ strecken, so daß die Längsschlitze im Ergebnis tiefer werden, als es der vorgegebenen endlichen Tiefe entspricht, mit der die Längsschlitze an sich hergestellt werden sollen.

Ein weiterer Nachteil des Verfahrens sowie der Vorrichtung der vorstehend erläuterten Art besteht darin, daß die mehreren Schneiden ein separates Aggregat bilden, das im Rahmen einer Sägewerksanlage wertvollen Bauraum einnimmt.

Aus der EP 0 812 667 A2 ist ferner ein spanloses Schneiden von Holzlamellen oder Brettern bekannt. Bei diesem bekannten Ver­ fahren sind in Längsrichtung, d. h. in Transportrichtung eines Kantholzes mehrere bevorzugt kreisrunde und sich im Gleichlauf drehende Scheibenmesser angeordnet. Um Holzlamellen und Bretter vollständig von einem Kantholz abzutrennen, sind derartige Scheibenmesser jeweils auf beiden Seiten des Kantholzes ange­ ordnet. In Förderrichtung des Holzes gesehen tauchen die Schei­ benmesser immer weiter in das Holz ein, bis sich die am weite­ sten hinten angeordneten Messer in ihrer Schneidtiefe überlap­ pen. Auf diese Weise wird mit zunehmender Tiefe ein beidseiti­ ger Schnitt durch das Holz geführt, bis die Schnitte sich über­ lappen und letztendlich die Lamelle, bzw. das Brett abgetrennt werden.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art dahin­ gehend weiterzubilden, daß die vorstehend erwähnten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll eine Rißbildung im Holz vermieden werden und darüber hinaus soll erreicht werden, daß Sägewerksanlagen kompakter aufgebaut werden können.

Bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eine ro­ tierende Transportwalze mit einer Umfangsfläche unter vorbe­ stimmtem Anpreßdruck an einer ersten Oberfläche des Holzes an­ liegt, um dieses in Längsrichtung zu fördern, und daß die Um­ fangsfläche mit mindestens einer umlaufenden Schneide versehen ist, die beim Fördern den Längsschlitz im Holz erzeugt.

Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eine rotierende Transportwalze mit einer Umfangsfläche unter vorbestimmtem An­ preßdruck an eine erste Oberfläche des Holzes angelegt wird, um das Holz in Längsrichtung zu fördern, und daß mittels minde­ stens einer aus der Umfangsfläche vorstehenden, umlaufenden Schneide beim Fördern der Längsschlitz erzeugt wird.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auf diese Wei­ se vollkommen gelöst.

Zunächst ist offensichtlich, daß die vorstehend genannten Maß­ nahmen zu einer deutlichen Verkleinerung der Vorrichtung füh­ ren, weil zwei Funktionen, nämlich das Schlitzen und das Trans­ portieren, miteinander vereinigt werden. Darüber hinaus hat aber die Vereinigung dieser beiden Funktionen die zusätzliche unerwartete Wirkung, daß die weiter oben erläuterte Rißbildung vermieden wird. Dies liegt daran, daß der mit den Transportwal­ zen ohnehin aufzubringende Druck im Anlagebereich der Trans­ portwalzen an das Holz einer Rißbildung entgegenwirkt.

Bei der bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vor­ richtung ist die Umfangsfläche mit mehreren, zueinander beab­ standeten Schneiden versehen.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß mit sehr einfachen Mitteln gleichzeitig eine Vielzahl paralleler Längsschlitze angebracht werden kann.

Weiterhin ist bei Ausführungsformen der Erfindung bevorzugt, wenn in Längsrichtung des Holzes mehrere Transportwalzen hin­ tereinander vorgesehen sind, deren Schneiden miteinander fluch­ ten, wobei die Schneiden der Transportwalzen um ein unter­ schiedliches Maß aus der Umfangsfläche vorstehen und das Maß in Förderrichtung des Holzes zunimmt.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß auch tiefe Längsschlitze ohne die Gefahr einer Rißbildung angebracht werden können, weil die in Förderrichtung aufeinander folgenden Schneiden an den Transportwalzen jeweils nur eine bestimmte Schnittiefe ausfüh­ ren. Im Gegensatz zum Stand der Technik gemäß EP 0 812 667 A2 wird dabei aber nicht eine Lamelle oder ein Brett abgetrennt, sondern es wird vielmehr ausschließlich ein Längsschlitz endli­ cher Tiefe angebracht.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind die Schneiden mit radialen Schlitzen versehen.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß ein irreversibles Verlaufen der Schneiden in Längsrichtung des Holzes vermieden wird.

Eine weitere besonders bevorzugte Gruppe von Ausführungsbei­ spielen der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Trans­ portwalze Mittel zum Ausüben eines Druckes parallel zur Achs­ richtung der Transportwalze aufweist.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Rißbildung noch effek­ tiver vermieden werden kann, weil nämlich entgegen den von den Schneiden auf das Holz ausgeübten Zugspannungen Druckspannungen auf das Holz ausgeübt werden, die in sehr wirkungsvoller Weise einer Rißbildung entgegen wirken.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung dieses Ausführungsbeispiels sind die Mittel als mindestens ein im Durchmesser verdickter Abschnitt ausgebildet, der an einer zweiten Oberfläche des Hol­ zes anliegt, die zur ersten Oberfläche im wesentlichen senk­ recht verläuft. Vorzugsweise ist der mindestens eine verdickte Abschnitt in Achsrichtung der Transportwalze verfahrbar.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die erwähnte Zusatzfunktion der Ausübung eines Druckes parallel zur Achsrichtung der Trans­ portwalze mit extrem einfachen konstruktiven Mitteln realisiert werden kann. Insbesondere dann, wenn zwei derartige im Durch­ messer verdickte Abschnitte auf beiden Seiten des Holzes an­ greifen, beispielsweise von oben und von unten, wird das Holz in demjenigen Randbereich, in dem die Längsschlitze angebracht werden, zusammengepreßt, was der Rißbildung entgegenwirkt.

Bei weiteren Ausführungsformen der Erfindung ist die Transport­ walze außerhalb der mindestens einen Schneide mit einer Profi­ lierung versehen.

Diese an sich bekannte Maßnahme hat den Vorteil, daß die För­ derwirkung der Transportwalzen verbessert wird.

Weiterhin ist in ebenfalls an sich bekannter Weise bevorzugt, wenn jeweils zwei Transportwalzen einander auf gegenüberliegen­ den Seiten des Holzen gegenüberstehen. Dabei ist weiterhin be­ vorzugt, wenn die zwei Transportwalzen mittels einer Andrück­ einheit aufeinander zubewegbar sind, um das Holz zwischen sich mit vorbestimmtem Druck einzuschließen.

Auf diese Weise kann der Anpreßdruck feinfühlig und auf beide Seiten des Holzes symmetrisch verteilt eingestellt werden.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung der beige­ fügten Zeichnung.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachste­ hend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils an­ gegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge­ stellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, stark schematisiert, auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrich­ tung;

Fig. 2 in einer Ansicht von oben und in kleinerem Maßstab ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In Fig. 1 bezeichnet 10 insgesamt eine Vorrichtung zum Trans­ portieren und Längsschlitzen von langgestrecktem Holz, insbe­ sondere von Kanthölzern bzw. Balken 12.

Zwei Transportwalzen 14, 14' liegen beidseits des Balkens 12 an diesem an. Die Transportwalzen 14, 14', von denen lediglich die linke Transportwalze 14 in weiteren Einzelheiten dargestellt ist, sind um in Fig. 1 senkrecht verlaufende Achsen 16 drehbar, wie mit einem Pfeil 18 angedeutet.

Die Transportwalze 14 weist eine zentrale Welle 20 auf. Die Welle 20 ist in Fig. 1 oben mit einem oberen verdickten Ab­ schnitt 22 versehen, der eine untere Radialfläche 24 aufweist. Diese untere Radialfläche 24 liegt auf einer Oberseite 26 des Balkens 12 auf. In entsprechender Weise ist die Welle 20 unten mit einem unteren verdickten Abschnitt 28 versehen, dessen obe­ re Radialfläche 30 an einer Unterseite 32 des Balkens 12 an­ liegt. Die Abschnitte 22 und 28 schließen damit den Balken 12 zwischen sich ein. Der Abstand der Radialflächen 24 und 30 ist mit l bezeichnet. l wird vorzugsweise etwas kleiner gewählt als die Kantenlänge des Balkens 12, so daß dieser unter einem ge­ wissen Druck zwischen den Abschnitten 22 und 28 gehalten ist.

Es ist aber auch möglich, mindestens einen der Abschnitte 22, 28 axial beweglich auszubilden, z. B. mittels einer in die Transportwalze 14 integrierten Hydraulik.

Zwischen den Abschnitten 22 und 30 befindet sich ein mittlerer, etwas dünnerer Abschnitt 34. Der mittlere Abschnitt 34 weist eine Umfangsfläche 36 auf. Die Umfangsfläche 36 liegt in Fig. 1 an einer linken Seitenfläche 38 des Balkens 1 : 2 an, während des­ sen rechte Seitenfläche 40 an einer entsprechenden Umfangsflä­ che 36' der rechten Transportwalze 14' anliegt.

Wenn sich die Transportwalzen 14, 14' in der mit dem Pfeil 18 bezeichneten Drehrichtung drehen, wird der Balken 12 folglich in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1, d. h. in seiner Längsrichtung gefördert.

Die Umfangsflächen 36 sind mit zwei umlaufenden Schneiden 42 und 44 versehen, die in Richtung der Achse 16 zueinander beab­ standet sind. Die Schneiden 42, 44 tauchen in das Holz des Bal­ kens 12 ein. In Fig. 1 ist der Radius der Schneiden 42, 44 mit R und der Radius der Umfangsfläche 36 mit r bezeichnet. Die Differenz R - r = d ist damit die Tiefe, mit der die Schneiden 42, 44 in das Holz des Balkens 12 eindringen.

Da die Schneiden 42, 44 fest mit der Transportwalze 14 verbun­ den sind, erzeugen die Schneiden 42, 44 beim Transportieren des Balkens 12 Längsschlitze in den Seitenflächen 38 und 40.

Durch das Eindringen der Schneiden 42 und 44 in das Holz des Balkens 12 werden Zugspannungen erzeugt, wie mit einem Pfeil 46 angedeutet. Diese Zugspannungen können dazu führen, daß das Holz reißt, wobei einerseits ein in Transportrichtung vorlau­ fendern Riß entstehen kann, andererseits aber auch ein Riß, der sich seitlich in das Holz des Balkens 12 hinein erstreckt, in Fig. 1 also von der Schneide 42 nach rechts.

Um dieser Rißbildung infolge von Zugspannungen (Pfeil 46) vor­ zubeugen, wird auf zweierlei Weise Druck auf den Balken 12 aus­ geübt.

Wie mit einem Pfeil 48 angedeutet, liegt die Transportwalze 14 von links unter Druck am Balken 12 an, so daß die linke Seiten­ fläche 38 mit Druck beaufschlagt ist und zwar gerade dort, wo die Schneiden 42, 44 in das Holz des Balkens 12 eindringen.

Darüber hinaus wird aber der Balken 12, wie bereits weiter oben erwähnt, auch in Richtung der Achse 16 unter Druck gefaßt, näm­ lich mittels der radial verdickten Abschnitte 22 und 28, die den Balken 12 mit ihren Radialflächen 24 und 30 umfassen. Diese in Richtung der Achse 16 verlaufenden Druckkomponente ist in Fig. 1 mit einem Pfeil 50 bezeichnet.

Dadurch, daß der Balken 12 somit in zweierlei Richtung (Pfeil 48 und 50) unter Druck gesetzt wird, ist es möglich, mit den auf diese Weise erzeugten Druck Spannungen die Zugspannungen (Pfeil 46) zu kompensieren, die von den Schneiden 42 und 44 er­ zeugt werden.

Die Anordnung gemäß Fig. 1 ermöglicht es damit, durch eine ein­ zige Baugruppe, nämlich die Transportwalzen 14, 14', den Balken 12 zu fördern und gleichzeitig mit Längsschlitzen zu versehen, wobei diese Längsschlitze ohne die Gefahr von unerwünschten Rißbildungen erzeugt werden.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Variante sind mehrere Trans­ portwalzen 14a, 14b und 14c in der mit einem Pfeil 52 symboli­ sierten Transportrichtung des Balkens 12 hintereinander ange­ ordnet. Darüber hinaus sind die Transportwalzen 14a, 14b und 14c mit gleich dimensionierten mittleren Abschnitten 34a, 34b und 34c versehen, so daß deren Radius r jeweils gleich groß ist. Im Gegensatz dazu haben die Schneiden 42a, 42b, 42c einen unterschiedlichen Radius R₁, R₂, R₃, wobei diese Radien R₁, R₂, R₃ in Transportrichtung 52 zunehmen. Dies hat zur Folge, daß von der ersten Transportwalze 14a mit der Schneide 34a zunächst ein Längsschlitz verhältnismäßig kleiner Tiefe d₁ erzeugt wird, der dann mittels der zweiten Transportwalze 14b bzw. deren Schneide 42b auf d₂ vergrößert wird. Die dritte Transportwalze 14c mit der Schneide 42c erzeugt schließlich den fertigen Längsschlitz 54 mit der gewünschten Tiefe d₃.

In Fig. 2 ist mit 56 an der Schneide 42c der dritten Transport­ walze 14c angedeutet, daß radiale Schlitze 56 in den Schneiden angebracht werden können. Dies verhindert ein irreversibles Verlaufen der Schneiden während des Durchlaufs durch den Balken 12.

Weiterhin ist in Fig. 2 mit 58, 58' eine Andrückeinheit ange­ deutet, mit der es möglich ist, Transportwalzen 14a und 14a' auf gegenüberliegenden Seiten des Balkens 12 aufeinander zuzu­ fahren, so daß der Balken 12 beidseitig unter Druck gehalten wird.

Schließlich ist in Fig. 1 mit 60 noch eine Profilierung der Um­ fangsfläche 36 des mittleren Abschnitts 34 angedeutet, die es ermöglicht, die Transportwirkung der Transportwalze 14 zu erhö­ hen.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Anbringen von Längsschlitzen (54) endli­ cher Tiefe (d) in langgestrecktem Holz (12), mit minde­ stens einer in Längsrichtung durch das Holz (12) geführ­ ten Schneide (42, 44), dadurch gekennzeichnet, daß minde­ stens eine rotierende Transportwalze (14) mit einer Um­ fangsfläche (36) unter vorbestimmtem Anpreßdruck (48) an einer ersten Oberfläche (38) des Holzes (12) anliegt, um dieses in Längsrichtung zu fördern, und daß die Umfangs­ fläche (36) mit mindestens einer umlaufenden Schneide (42, 44) versehen ist, die beim Fördern den Längsschlitz (54) im Holz (12) erzeugt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsfläche (36) mit mehreren, zueinander beabstan­ deten Schneiden (42, 44) versehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß in Längsrichtung des Holzes (12) mehrere Trans­ portwalzen (14a, 14b, 14c) hintereinander vorgesehen sind, deren Schneiden (42a, 42b, 42c) miteinander fluch­ ten, und daß die Schneiden (42a, 42b, 42c) der Transport­ walzen (14a, 14 b, 14c) um ein unterschiedliches Maß (d₁, d₂, d₃) aus der Umfangsfläche vorstehen, wobei das Maß (d₁, d₂, d₃) in Förderrichtung (52) des Holzes (12) zunimmt.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden (42c) mit radialen Schlitzen (56) versehen sind.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportwalze (14) Mittel zum Ausüben eines Druckes (50) parallel zur Achs­ richtung der Transportwalze (14) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel als mindestens ein im Durchmesser verdickter Abschnitt (22, 28) ausgebildet sind, der an einer zweiten Oberfläche (26, 32) des Holzes (12) anliegt, die zur er­ sten Oberfläche (38) im wesentlichen senkrecht verläuft.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine verdickte Abschnitt (22, 28) in Achs­ richtung der Transportwalze (14) verfahrbar ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportwalze (14) außerhalb der mindestens einen Schneide (42, 44) mit ei­ ner Profilierung (60) versehen ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Transportwal­ zen (14, 14') einander auf gegenüberliegenden Seiten des Holzes (12) gegenüberstehen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Transportwalzen (14, 14') mittels einer Andrück­ einheit (58, 58') aufeinander zu bewegbar sind, um das Holz (12) zwischen sich mit vorbestimmtem Druck einzu­ schließen.

11. Verfahren zum Anbringen von mindestens einem Längsschlitz (54) in langgestrecktem Holz (12), bei dem mindestens ei­ ne Schneide (42, 44) in Längsrichtung durch das Holz (12) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine rotierende Transportwalze (14) mit einer Umfangsfläche (36) unter vorbestimmtem Anpreßdruck (48) an eine erste Oberfläche (38) des Holzes (12) angelegt wird, um das Holz (12) in Längsrichtung zu fördern, und daß mittels mindestens einer aus der Umfangsfläche (36) vorstehenden, umlaufenden Schneide (42, 44) beim Fördern der Längs­ schlitz (54) im Holz (12) erzeugt wird.