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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen gebündelter Dünnholzstangen zu einer Pressstation zur kontinuierlichen Herstellung von Holzrohren, bei der Dünnholzstangen mit definierten geometrischen Abmessungen zunächst von einem Stapel aus vereinzelt und anschließend so radial zueinander in einem Magazin, welches vorteilhaft als Rundmagazin ausgebildet ist, positioniert werden, dass diese einen geschlossenen Hüllkreis ergeben, wobei kein oder ein definierter radialer Zwischenraum zwischen den einzelnen Dünnholzstangen verbleibt und diese Bündelung so erfolgt und bereitgestellt wird, dass dieser Verbund in einen Wirkraum eines verfahrensbedingt nachfolgend angeordneten Wechselmagazins eingeschoben werden kann, wobei die Anordnung der Dünnholzstangen auf dem Hüllkreis so erfolgt, dass zwischen den einzelnen Stangen ein linearer Versatz erzeugt werden kann, der für eine kontinuierliche Fertigung von Holzrohren die erforderliche Verzahnung der einzelnen Dünnholzstangen zu dem nachfolgenden Stangenbündel sichert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung gewährleistet eine sichere kontinuierliche Zuführung eines definierten Dünnholzstangenbündels zu eine nachgeschaltete Pressstrecke zur kontinuierlichen Fertigung von Holzrohren.
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Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen und Verfahren bekannt, die eine Herstellung von Holzrohren zum Ziel haben. In
WO 2008/116458 A1 wird ein Verfahren zur Herstellung von Profilen aus Holz beschrieben. Der erfindungsgemäße Gedanke besteht hierbei darin, dass einzelne Holzquerschnitte zu einem geschlossenen Kreisring vereinigt und in diesem Zustand durch eine Pressform gedrückt werden, wobei zur Plastifizierung die einzelnen Holzquerschnitte im Bereich zwischen 100 C° und 160 C° erwärmt werden. Das dabei frei werdende Lignin dient dann als Bindemittel. Nachteilig ist, dass die erforderlichen technischen Elemente zur Realisierung des Verfahrens nicht beschrieben sind, insbesondere fehlen jegliche Ansätze zur Bildung eines stabilen Kreisringquerschnittes der verwendeten Einzelhölzer. Daraus ist ersichtlich, dass im Verfahren keinerlei Ansätze für eine kontinuierliche Fertigung vorhanden sind. In
DE 102006009161 B4 wird ein Formteil aus Holz und Verfahren zu seiner Herstellung beschrieben. Mit diesen beschriebenen Verfahren ist es nur möglich, in der Ebene leicht gekrümmte, plattenförmige Formteile herzustellen. Die Übertragung der erfinderischen Gedanken auf die Herstellung von endlosen rohrförmigen Hohlkörpern bzw. endlosen Hohlprofilen führt zu keinem Ergebnis. In
DE 10224721 A1 wird ein weiteres Profil aus Holz und das Verfahren zu seiner Herstellung beschrieben. Erfindungsgemäß werden zu Herstellung des Profils eine oder mehrere Holzplatten auf eine Temperatur zwischen 70 C° und 200 C° und einem Feuchtegehalt zwischen 6% und der Fasersättigung gebracht und anschließend zu einem Profil in einer Formgebungseinrichtung umgeformt. Bei Beibehaltung der erzielten Form erfolgt die Abkühlung außerhalb der Form. Das so hergestellte Profil, zum Bsp. U- Profil, ist in seinen geometrischen Abmessungen begrenzt und eine endlose Fertigung ist nicht möglich. Darüber hinaus sind die Herstellung der Vorform, der erforderlichen Platten, sowie das Zusammenfügen zu einem geschlossenen Profil erheblich technisch aufwendig. In
EP 3 446 843 A1 wird ein Freiform-Holzprofil und dessen Herstellung unter Schutz gestellt. Erfindungsgemäß werden hierbei mehrere, mit Klebstoff beschichtete, Holzfurniere mit einander verbunden und in einer Biegeform unter Druck in einer ersten Ebene und anschließend in einer zweiten Biegeform in einer weiteren Ebene umgeformt. Mit dem erfinderischen Gedanken wird eine Möglichkeit offenbart, segmentartige Freiformholzprofile herzustellen. Die Übertragung der erfinderischen Gedanken auf geschlossene endlose hohle Profile ist nicht gegeben, da die Umformung mit einer Formpresse erfolgt, die eine definierte Geometrie des zu fertigenden Profils bedingt. In
DE 10 2013 208 166 A1 wird eine Einrichtung zur Herstellung eines aus mehreren Lagen von Blättern aus Holz als Furniere bestehenden Rohres und damit hergestellte Rohre unter Schutz gestellt. Eine angeordnete Transporteinrichtung dient der Zuführung der Furnierblätter, die als Rechteck oder Trapez aufgelegt werden, zu einem angetriebenen Wickeldorn, mit dessen Hilfe die Furnierblätter nach einander auf diesen Dorn aufgewickelt werden. Mit dieser Einrichtung ist es möglich, dünnwandige Holzrohre, die aus mehreren Furnierlagen bestehen, in definierten Abmessungen und längenbegrenzt herzustellen. Nachteilig hierbei sind die längenbegrenzte Herstellung sowie der erhebliche wirtschaftliche Aufwand für die Bereitstellung der Furnierblätter. Eine Übertragung der erfinderischen Gedanken auf eine kontinuierliche Fertigung von Holzrohren ist hier nicht gegeben. Die auf diesem Gebiet recherchierten Schriften zur Herstellung von Holzprofilen gehen bei der Herstellung nicht von Stangenprofilen aus und haben keine spezielle Bündelungs- und Zuführvorrichtung vorgeschaltet. Ein kontinuierlicher Fertigungsprozess kann damit nicht realisiert werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zu schaffen mit der es möglich wird, Dünnholzstangenbündel einer Pressstation so zu zu führen, dass diese kontinuierlich und untereinander verzahnt zugeführt werden können.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine Vereinzelungseinrichtung angeordnet ist, die zunächst die Materialstangen durch einen Linearförderer aus einem Magazin entnimmt und vereinzelt und einer Übergabeeinrichtung, vorzugsweise als Aufnahme und Übergabeelement gestaltet, übergibt, wobei hiermit die vereinzelten Materialstangen einzeln in ein angeordnetes Rundmagazin übergeben werden. Die Übergabeeinrichtung besteht aus einem segmentartig gestaltetem Aufnahme- und Übergabeelement, welches reversierbar angetrieben wird, und die vereinzelte Materialstange in einer Aufnahmetasche aufnimmt, wobei die Aufnahmetasche eine Einkerbung besitzt, die ein vorzeitiges Abrollen der zu übergebenden Materialstange in das Rundmagazin verhindert. Kernstück dieses Rundmagazins bildet ein Aufnahmestern der so gestaltet ist, das dieser am Umfang verteilte Vertiefungen zur Aufnahme der Materialstangen besitzt, wobei die Vertiefungen so gestaltet sind, das die Aufnahme der Materialstange bis weniger der Hälfte des Durchmessers der Materialstangen beträgt. Das Rundmagazin wird getaktet angetrieben und zur Sicherung eines Formschlusses der Materialstangen mit den Vertiefungen im Rundmagazin sind beiderseits Druckbacken angeordnet, die durch angeordnete aktiv wirkende Elemente die Lagesicherung der Materialstangen in den Vertiefungen des Rundmagazins sichern. Die Druckbacken sind so gestaltet, das diese schwenkbar angeordnet sind und eine Leitkante besitzen, die zur Bildung eines Einlaufkanals dienen. In dem Rundmagazin werden die Materialstangen so kreisförmig aufgenommen und zu einem Vollkreis oder einem Kreissegment angeordnet, wobei diese Beschickungseinrichtung so gestaltet ist, dass ein oder mehrere Aufnahme- und Übergabeelemente angeordnet sein können. Im unteren Bereich zwischen den Druckbacken ist eine Leiteinrichtung drehbar so angeordnet, dass diese über ein aktiv wirkendes Element gegen die im Aufnahmestern befindlichen Materialstangen bewegt wird. Die Lagerung der Leiteinrichtung ist derart gestaltet, dass die im Aufnahmestern befindlichen Materialstangen diese ungehindert passieren können und während des Passierens die Leiteinrichtung gegen eine von außen einstellbare Kraft an den Aufnahmestern drücken. Durch die Wirkung der Leiteinrichtung ist ein Fixmaß der Materialstangen gegenüber äußeren Gestell- und Übernahmeelementen sichergestellt. Eine axiale Verteilung mehrerer Leiteinrichtungen ist möglich. Die an der Druckbacke positionierte Lagerstelle ermöglicht die synchrone Lageveränderung der Leiteinrichtung mit Lageveränderung der Druckbacke. Dies ist dann von Bedeutung, wenn zum Beispiel gekrümmte Dünnholzstangen einen vergrößerten Druckbackenhub verursachen. Bei einer gewünschten Öffnung der Druckbacken zur Reparatur und Wartung vergrößert sich der Lagerabstand der Druckbacke zum Mittelpunkt gleichermaßen und erzeugt einen vergrößerten Freiraum zum Aufnahmestern.
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Das in einer derartigen Vorrichtung erzeugte Bündel ist für eine kontinuierliche Herstellung von Hohlprofilen, beispielsweise aus Holz unter Nutzung von Dünnholzstangen, im weiteren Verarbeitungsprozess so zu verändern, dass ein linearer Versatz der einzelnen Materialstangen zu einander so erfolgt, dass eine Verzahnung der Stangen untereinander zum nachfolgenden Stangenbündel erzeugt wird. Dies kann dadurch geschehen, dass bereits vor Übergabe der Dünnholzstange von der Vereinzelungseinrichtung in das Rundmagazin ein linearer Versatz derart erzeugt wird, dass ein lineares Verschieben, vorzugsweise jeder zweiten Dünnholzstange, erfolgt. Dies kann durch aktiv wirkende Elemente, vorzugsweise pneumatische Aktuatoren, erfolgen, die die jeweilige Stange um einen definierten Betrag linear verschiebt. Eine weitere Möglichkeit zur Erzeugung eines linearen Versatzes besteht darin, dass am Rundmagazin eine Rückhalteeinrichtung angeordnet ist mit der es möglich ist, vorzugsweise jede zweite, im Rundmagazin eingelegte Dünnholzstange, mit technischen Mitteln derart zurückzuhalten, dass mit der erforderlichen Einschubvorrichtung diese Stangen zeit- und/oder wegabhängig am Einschub gehindert wird. Die Rückhalteeinrichtung ist deshalb erforderlich, dass beim Einschieben des Stangenbündels diese zurückgehaltenen Stangen nicht durch Reibschluss der einzuschiebenden benachbarten Dünnholzstangen mitgenommen werden und somit die Erzeugung eines definierten linearen Versatzes der Dünnholzstangen untereinander negativ beeinträchtigen. Vorzugsweise ist die Rückhalteeinrichtung so gestaltet, dass am Umfang verteilt, mit Wirkrichtung auf jede zweite Dünnholzstange, Rückhalteelemente auf einer Verschiebeeinrichtung angeordnet sind. Zur Erzeugung der Rückhaltekräfte wirkt die Verschiebeeinrichtung hierbei gegen das Gestell.
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Um die Rückhalteelemente zur Wirkung zu bringen, sind diese gemeinsam auf einem positionsfesten Ring angeordnet. Durch aktiv wirkende Elemente, vorzugsweise pneumatische Aktuatoren oder einen Spindelantrieb, wird der axial verschiebbare Ring, an dem radial ausgerichtete keilförmige Betätigungselemente angeordnet sind und in Wirkkontakt mit dem Kontaktelement stehen, axial in Verarbeitungsrichtung verschoben, infolge des Rückhalteelementes eine Schwenkbewegung um den Drehpunkt vollzieht und in Wirkstellung der Stirnseite der zurück zu haltenden Dünnholzstangen gebracht wird.
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Die Wirkung des Zurückhaltens wird zeit- oder/und wegabhängig gesteuert. Damit kann die Größe des linearen Versatzes der Dünnholzstangen untereinander und damit die Längenverzahnung, variiert werden. Ist der gewünschte Rückhalteeffekt erreicht, werden die Rückhalteelemente durch deaktivieren der aktiv wirkenden Elemente deaktiviert. Das Rückschwenken des Rückhalteelementes erfolgt vorzugsweise durch Krafteinleitung mittels Feder.
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Das Hauptanwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Zuführung gebündelter Dünnholzstangen zu einer Pressstation als Verfahrensvorstufe für eine kontinuierliche Fertigung endloser Hohlprofile, insbesondere von Holzrohren.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Hierzu zeigen:
- 1: Schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Zurückhalteposition
- 2: Schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verarbeitungsposition
- 3: Schematische Darstellung der Rückhalteeinrichtung
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In 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung schematisch dargestellt. Umfänglich am Rundmagazin ist die Rückhalteeinrichtung 4 angeordnet. In einem Rundmagazin 1 sind die Materialstangen 2 in einem Vollkreis oder segmentartig magaziniert, wobei diese achsbündig liegen Vor oder mit Beginn der Vorschubbewegung des Materialbündels in Verarbeitungsrichtung 3 wird die Rückhalteeinrichtung 4 aktiviert. Die an einem positionsfestem Ring 8 über den Drehpunkt 15 schwenkbar angeordneten Rückhalteelemente 5 werden durch Verschieben des verschiebbaren Ringes 12 in Verarbeitungsrichtung 3 eingeschwenkt. Durch aktiv wirkende Elemente 7 , vorzugsweise pneumatische Aktuatoren oder einen Spindelantrieb, wird der axial verschiebbare Ring 12, an dem radial ausgerichtete, keilförmige Betätigungselemente 13 angeordnet sind und in Wirkkontakt mit dem Kontaktelement 14 stehen, axial in Verarbeitungsrichtung 3 verschoben, infolge des Rückhalteelementes 5 eine Schwenkbewegung um den Drehpunkt 15 vollzieht und in Wirkstellung der Stirnseite der zurück zu haltenden Dünnholzstangen gebracht wird. Die Wirkung des Zurückhaltens wird zeit- oder/und wegabhängig gesteuert. Damit kann die Größe des linearen Versatzes der Dünnholzstangen untereinander und damit die Längenverzahnung, variiert werden.
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Ist der gewünschte Rückhalteeffekt erreicht, werden die Rückhalteelemente 5 durch deaktivieren der aktiv wirkenden Elemente 7 deaktiviert. Das Rückschwenken der Rückhalteelemente 5 erfolgt über die Feder 9.
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In 2 ist die erfinderische Vorrichtung in Verschiebeposition dargestellt. Nach dem der gewünschte Versatz 11 durch Ausschieben der Materialstangen mit der Verschiebeeinrichtung 6 realisiert wurde, werden die Rückhalteelemente 5 in die Grundposition zurückgeschwenkt und die zurückgehaltenen Materialstangen 10 können die Rückhalteeinrichtung 4 ungehindert in Verarbeitungsrichtung 3 passieren.
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3 zeigt die Rückhalteeinrichtung in schematischer Darstellung. An einem positionsfestem Ring 8 sind die Rückhalteelemente 5 über den Drehpunkt 15 schenkbar angeordnet. Durch die Feder 9 werden diese über das Kontaktelement 14 gegen das am verschiebbaren Ring 12 angeordnetem Betätigungselement 13 in Wirkung gebracht. Über aktiv wirkende Elemente 7 wird der verschiebbare Ring 12 in Verarbeitungsrichtung 3 definiert verschoben. Dabei wird das Betätigungselement 13 mit dem Kontaktelement 14 in Wirkung gebracht und das Rückhalteelement 5 gegen die Wirkung der Feder 9 eingeschwenkt. Mit Beginn der Bewegung des Materialstapels in Verarbeitungsrichtung 3 werden die erforderlichen Materialstangen 10 an der Bewegung gehindert und somit zurückgehalten. Ist der Versatz 11 der Materialstangen 2 zu den Materialstangen 10 erreicht, werden die Rückhalteelemente 5 durch Wirkung der Feder 9 beim Zurückfahren des verschiebbaren Ringes 12 in die Grundposition zurückgeschwenkt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rundmagazin
- 2
- Materialstangen
- 3
- Verarbeitungsrichtung
- 4
- Rückhalteeinrichtung
- 5
- Rückhalteelement
- 6
- Verschiebeeinrichtung
- 7
- Aktiv wirkendes Element
- 8
- Positionsfester Ring
- 9
- Feder
- 10
- Zurückgehaltene Materialstange
- 11
- Versatz
- 12
- Verschiebbarer Ring
- 13
- Betätigungselement
- 14
- Kontaktelement
- 15
- Drehpunkt
- 16
- Schwenkbewegung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2008/116458 A1 [0002]
- DE 102006009161 B4 [0002]
- DE 10224721 A1 [0002]
- EP 3446843 A1 [0002]
- DE 102013208166 A1 [0002]
