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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Profilieren eines Baumstammes für die Erzeugung von Schnittholz.
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In der industriellen Holzverarbeitung werden Bretter, Kanthölzer, Latten oder vergleichbare Holzware typischerweise mittels spanender Bearbeitung aus Baumstämmen gewonnen. Vor seiner Verarbeitung weist ein solcher Baumstamm in Bezug auf seinen Querschnitt meist einen innenliegenden Querschnittsbereich auf, der zur Erzeugung von Holzware dient, die als Hauptware bezeichnet wird. Ein außenliegender Bereich umgibt den innenliegenden Bereich und dient zur Erzeugung von Holzware, die als Seitenware bezeichnet wird.
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Zur Gewinnung der Seitenware muss der außenliegende Querschnittsbereich des Baumstammes typischerweise profiliert werden. Hierbei wird insbesondere die sogenannte Waldkante des Baumstammes, also eine durch den natürlichen Wuchs des Baumstammes bedingte, abgerundete Kante, begradigt. Dabei werden Eckprofile erzeugt, die die Geometrie der zu gewinnenden Seitenware an ihren Schmalseiten definieren. Hierbei ist es denkbar, zwei gegenüberliegende Seitenprofile zu erzeugen und dadurch ein im Wesentlichen rechteckiges Profil der Seitenware einzustellen. Nach anschließendem Abtrennen der Seitenware von dem Baumstamm kann diese abtransportiert und erforderlichenfalls weiterverarbeitet werden. Bei einer derartigen Erzeugung der Seitenware besteht jedoch Optimierungsbedarf hinsichtlich des dabei anfallenden Holzverschnitts, der für eine gute Wirtschaftlichkeit in der Holzverarbeitung reduziert werden muss.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Holzausbeute bei der Gewinnung von Seitenware in der industriellen Holzverarbeitung zu verbessern.
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Die Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung zum Profilieren eines Baumstammes nach dem Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils Gegenstände abhängiger Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zum Profilieren eines Baumstammes und umfasst ein Trennmittel, welches dazu vorgesehen ist, um durch Spanen oder Absägen einer Schwarte an einem Baumstamm mindestens eine gerade Seite zu erzeugen, welche sich im Wesentlichen parallel zu einer Stammachse des Baumstammes erstreckt. Ferner umfasst die Vorrichtung ein Vorschubmittel, welches dazu vorgesehen ist, um den Baumstamm in eine Vorschubbewegung zu versetzen sowie zwei Profilierwerkzeuge, welche gegenüber dem Vorschubmittel derart angeordnet sind, dass der Baumstamm bei der Vorschubbewegung gegen die Profilierwerkzeuge bewegt wird und dabei zwei sich gegenüberliegende Seitenprofile am Baumstamm ausgefräst werden, welche zumindest teilweise die Schmalseiten eines abzutrennenden Seitenwarebretts bilden. Die Profilierwerkzeuge weisen jeweils rotierende Schneiden auf und definieren zumindest eine Bearbeitungsebene. Die Profilierwerkzeuge sind derart angeordnet, um die Seitenprofile jeweils mit einer an die gerade Seite angrenzenden Bearbeitungsfläche zu erzeugen, die mit der geraden Seite einen stumpfen Winkel einschließt.
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Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird durch Spanen oder Absägen einer Schwarte mindestens eine gerade Seite an einem Baumstamm erzeugt, welche sich im Wesentlichen parallel zu einer Stammachse des Baumstammes erstreckt. Während einer Vorschubbewegung des Baumstamms werden durch spanende Bearbeitung mittels Profilierwerkzeugen statt den üblichen rechtwinkligen Eckprofilen mindestens zwei sich gegenüberliegende angeschrägte Seitenprofile ausgefräst, welche die Schmalseiten eines abzutrennenden Seitenwarebretts bilden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung unterscheidet sich zumindest dadurch von anderen Vorrichtungen, dass Profilierwerkzeuge vorgesehen sind, um an die gerade Seite angrenzende Bearbeitungsflächen zu erzeugen, die mit der geraden Seite jeweils einen stumpfen Winkel einschließen.
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Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es auf einfache Weise möglich, den Holzverschnitt bei der Profilierung eines Baumstammes im Vergleich zu vorbekannten Vorrichtungen zu reduzieren. Dies hängt damit zusammen, dass die Bearbeitungsflächen infolge des stupfen Winkels zwischen der Bearbeitungsfläche und der geraden Seite an den runden Verlauf der Waldkante angenähert sind. Somit kann insgesamt nur ein geringes Holzvolumen abgetragen werden, um das Seitenprofil mit einem geradlinigen Konturverlauf zu erzeugen, welcher die Geometrie der abzutrennenden Seitenware definiert. Ein stumpfer Winkel entspricht im Rahmen der Erfindung einem Winkel, der in einem Bereich zwischen 90° und 180° liegt.
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Zwar weist die Seitenware nach der Profilierung des Baumstammes einen trapezförmigen Querschnitt auf, allerdings kann sie dennoch zur Erzeugung eines Brettes mit einem rechteckigen oder quadratischen Querschnitt verwendet werden. Dafür kann die abgetrennte Seitenware beispielsweise durch einen weiteren Bearbeitungsschritt mittig in mindestens zwei Seitenwarebretter geteilt und anschließend an den zuvor erzeugten Schmalseiten gefügt werden. Dadurch entsteht ein zusammengesetztes Brett mit einem rechteckigen Querschnitt, dessen Abmessungen größer sind als die eines Seitenwarebrettes, welches in bekannter Weise und einstückig aus einem Baumstamm gewonnen wird. Gleichzeitig fällt, wie oben erwähnt, ein geringerer Holzverschnitt an.
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Die Erzeugung der geraden Seite kann erfolgen, indem der Baumstamm gegen das Trennmittel bewegt wird, welches einen Spanerkopf, insbesondere einen Planfräser umfassen kann. Mittels einer rotierenden Schnittbewegung des Spanerkopfes wird die Schwarte des Baumstammes zerspant und an ihrer Stelle eine plane Fläche hinterlassen, die der geraden Seite entspricht.
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Alternativ kann das Trennmittel ein Sägemittel umfassen, insbesondere ein Sägeband und/oder ein Sägeblatt, um die Schwarte in einem zusammenhängenden Stück von dem Baumstamm zu trennen, wobei ebenfalls die gerade Seite gebildet wird. Vorzugsweise sind mehrere Sägemittel vorgesehen, um an dem Baumstamm zwei gerade Seiten zu erzeugen, die bevorzugt parallel zueinander verlaufen und an voneinander abwandten Seiten des Baumstammes angeordnet sind. Beispielsweise wird der Baumstamm beidseitig in einem Bearbeitungsschritt angespant.
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Das Vorschubmittel kann derart angeordnet sein, dass der Baumstamm gegen den Spanerkopf bewegt werden kann, um die gerade Seite zu erzeugen. Es liegt jedoch auch im Rahmen der Erfindung, dass das Trennmittel ausgebildet ist, um gegenüber dem Baumstamm bewegt zu werden, insbesondere während dieser ruht.
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Das Vorschubmittel kann eine Aufnahme für den Baumstamm aufweisen, auf die der Baumstamm zur Profilierung aufgelegt und bewegt werden kann. Hierfür kann das Vorschubmittel beispielsweise eine oder mehrere angetriebene Rollen, ein Förderband oder ein vergleichbares Fördermittel aufweisen.
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Die anschließende Erzeugung der angeschrägten Seitenprofile ist ebenfalls nicht auf eine bestimmte Ausführungsform der Profilierwerkzeuge beschränkt. Vielmehr liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung mit unterschiedlichen Arten von Profilierwerkzeugen ausgerüstet werden kann. Hierbei ist es allein wesentlich, dass das Profilwerkzeug die Bearbeitungsfläche in einem stumpfen Winkel zu der geraden Seite erzeugt.
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In einer einfachen Ausführungsform können die Profilierwerkzeuge jeweils eine rotationssymmetrische Geometrie mit einem Mantel aufweisen, an dem eine Vielzahl an Schneiden angeordnet ist. Ein solches Profilierwerkzeug kann in eine Rotationsbewegung um eine eigene Rotationsachse versetzt und derart gegenüber dem Baumstamm positioniert sein, dass die Schneiden bei der Vorschubbewegung des Baumstammes in den Baumstamm dringen und dadurch die Seitenprofile ausfräsen. Dadurch kann das Seitenprofil infolge der Bearbeitung genau eine Bearbeitungsfläche aufweisen, die in dem stumpfen Winkel an die gerade Seite angrenzt.
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Vorzugsweise sind die Profilierwerkzeuge lösbar in der Vorrichtung angeordnet. Dadurch ist es möglich, an sich bekannte Eckfräser einer bestehenden Vorrichtung gegen eines der Profilerwerkzeuge wahlweise auszutauschen. Durch einen derartigen Austausch der Werkzeuge ist es möglich, anstelle eines an sich bekannten Seitenprofils das oben beschriebene Seitenprofil mit einer Bearbeitungsfläche zu erzeugen, die in dem stumpfen Winkel an die gerade Seite angrenzt. Anschließend kann das Profilierwerkzeug wieder gegen den Eckfräser ausgetauscht werden. Ebenso ist es natürlich möglich, die genannten Profilierwerkzeuge zusätzlich zu herkömmlichen Eckfräsern vorzusehen und wahlweise, je nach gewünschter bzw. dem Baumstamm angepasster Schnittlösung die Profilerwerkzeuge zur Erzeugung eines angeschrägten Seitenprofils oder die herkömmlichen Eckenfräser einzusetzen.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung weisen die Profilierwerkzeuge rotierende Schneiden auf, deren Geometrie zwei Bearbeitungsebenen definiert, die einen stumpfen Werkzeugwinkel einschließen, derart dass die Seitenprofile bei der Vorschubbewegung des Baumstamms gegen die Profilierwerkzeuge als Eckprofile ausgebildet werden, wobei die erzeugte Bearbeitungsfläche eine erste Bearbeitungsfläche ist und durch die Profilierwerkzeuge jeweils eine an die erste Bearbeitungsfläche angrenzende zweite Bearbeitungsfläche erzeugt wird, die bevorzugt planparallel beabstandet zu der geraden Seite ist.
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In einer einfachen Ausführungsform kann zumindest eines der Profilierwerkzeuge in Gestalt eines konischen Fräskopfes aufgebaut sein. Ein solcher Fräskopf weist einen Mantel und eine Deckfläche auf und kann in eine Rotationsbewegung um eine Rotationsachse versetzt sein, wobei der Fräskopf mit der Rotationsachse vorzugsweise orthogonal zu der geraden Seite des Baumstammes gerichtet ist. Bevorzugt sind eine Mehrzahl an Schneiden an dem Mantel und an der Deckfläche verteilt angeordnet. Bei der Rotationsbewegung eines derartigen Profilierwerkzeuges definieren die Schneiden zwei Bearbeitungsebenen, deren relative Anordnung der Geometrie des zu erzeugenden Eckprofils korrespondiert. Vorzugsweise dienen hierbei die an dem Mantel angeordneten Schneiden zur Erzeugung der Bearbeitungsfläche, welche die erste Bearbeitungsfläche des Eckprofils ist und mit der geraden Seite einen stumpfen Winkel einschließt. Die an der Deckfläche angeordneten Schneiden dienen vorzugsweise zur Erzeugung der zweiten Bearbeitungsfläche, die mit der ersten Bearbeitungsfläche das Volumen des Eckprofils begrenzt. Vorzugsweise ist die zweite Bearbeitungsfläche dabei planparallel beabstandet zu der geraden Seite angeordnet. Infolge der Parallelität zwischen der geraden Seite und der zweiten Bearbeitungsfläche schließen die erste und die zweite Bearbeitungsfläche im Bereich einer gemeinsamen Profilkante denselben stumpfen Winkel ein, welcher auch von der geraden Seite und der ersten Bearbeitungsfläche eingeschlossen ist.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Profilierwerkzeuge jeweils entlang einer Zustellachse verlagerbar, welche im Wesentlichen orthogonal zu der Vorschubrichtung des Baumstammes bei der Vorschubbewegung verläuft, und bei der ein Zustellmittel dazu ausgebildet ist, zumindest eines der Profilierwerkzeuge entlang seiner jeweiligen der Zustellachse zu verlagern, um eine Profiltiefe einzustellen.
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Mittels vorstehend beschriebener Weiterbildung können die Profilierwerkzeuge vor der Erzeugung der Seitenprofile entlang der jeweiligen Zustellachse insbesondere so zugestellt, werden, dass die Profiltiefe der Stärke der abzutrennenden Seitenware entspricht. Bevorzugt umfasst die Vorrichtung eine Steuereinrichtung, welche vorgesehen ist, um die Zustellmittel für eine Zustellbewegung anzusteuern und welche dazu einrichtet ist, die Profilierwerkzeuge vor der Erzeugung der Seitenprofile entlang der Zustellachse und im Wesentlichen orthogonal zu der Vorschubbewegung des Baumstammes entsprechend der zu erzeugenden Profiltiefe zuzustellen.
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Wenn das Profilierwerkzeug nach der Art eines rotationssymmetrischen und bevorzugt konischen Fräskopfes ausgebildet ist, können die an dem Mantel angeordneten Schneiden in unterschiedlichen Profiltiefen in den Baumstamm dringen, um eines der Seitenprofile zu erzeugen. Bevorzugt sind die Schneiden des Profilierwerkzeuges also derart ausgebildet, dass sie in Bezug auf ihre Gesamtlänge nur bereichsweise zur Erzeugung der Bearbeitungsfläche genutzt werden können. Die Profiltiefe kann somit allein durch Zustellung des Profilierwerkzeugs eingestellt werden, sodass es insbesondere nicht erforderlich ist, das Profilierwerkzeug in Abhängigkeit der gewünschten Profiltiefe auszutauschen.
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Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung einen oder mehrere Sensoren, um vor und/oder während der Profilierung des Baumstammes eine Stammgeometrie und/oder eine Stammabmessung, insbesondere eine Querschnittsgeometrie bzw. eine Querschnittsabmessung zu erfassen. Die Sensoren können hierfür einen optischen Sensor, bevorzugt eine Kamera, umfassen. Ein solcher Sensor gibt die gewonnenen Messdaten bevorzugt an eine Steuereinrichtung aus, welche die Messdaten auswertet und eine Schnittlösung für den zu profilierenden Baumstamm ermittelt. Die Steuereinheit gibt daraufhin Steuersignale an zumindest eines der Zustellmittel, welche beispielsweise einen hydraulischen Linearaktor umfassen kann und welche die Zustellung des Profilierwerkzeugs entsprechend der erforderlichen Profiltiefe bewirkt. Zweckdienlicherweise kann die Steuereinrichtung hierfür signaltechnisch zumindest mit dem Zustellmittel verbunden sein.
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Die Steuereinrichtung kann beispielsweise nach der Art einer speicherprogrammierbaren Steuerung ausgebildet sein und/oder einen Steuerrechner umfassen. Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass die Steuereinrichtung einen oder mehrere Steuereinheiten umfassen, die zumindest teilweise, vorzugsweise alle, signaltechnisch miteinander verbunden sein können.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Profilierwerkzeuge jeweils entlang einer Verstellachse verlagerbar, wobei die Verstellachsen der zwei Profilierwerkzeuge in einer gemeinsamen Verstellebene liegen und ein Verstellmittel dazu ausgebildet ist, die Profilierwerkzeuge in entgegengesetzten Richtungen entlang ihrer jeweiligen Verstellachse zu verstellen. Bevorzugt umfasst die Vorrichtung eine Steuereinrichtung, welche vorgesehen ist, um die Verstellmittel für eine Verstellbewegung anzusteuern und welche dazu einrichtet ist, die Profilierwerkzeuge während der Vorschubbewegung des Baumstammes entlang ihrer jeweiligen Verstellachse zu verlagern.
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Mittels der vorstehend beschriebenen Weiterbildung können die Profilierwerkzeuge während der Vorschubbewegung des Baumstammes jeweils entlang ihrer Verstellachse verlagert werden, um die Seitenprofile zu erzeugen. Dadurch können die Seitenprofile jeweils mit einer Erstreckungsrichtung erzeugt werden, die gegenüber der Stammachse und/oder der Vorschubrichtung des Baumstammes schräggestellt ist.
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Es ist denkbar, dass die Verstellachsen der Profilierwerkzeuge koaxial zueinander und orthogonal zu der Vorschubrichtung des Baumstammes verlaufen. Bei einer horizontal gerichteten Vorschubbewegung des Baumstammes können die Profilierwerkzeuge somit jeweils durch eine vertikal gerichtete Verstellbewegung verstellt werden. Es liegt auch im Rahmen der vorteilhaften Weiterbildung, dass die Verstellachsen der Profilierwerkzeuge nicht koaxial zueinander verlaufen, sondern parallel zueinander versetzt sind. Dies kann insbesondere vorteilhaft sein, wenn die zur Verstellung verwendeten Linearaktoren einer Positioniereinheit aufgrund ihrer Abmessungen in Bezug auf die Vorschubrichtung des Baumstammes zueinander versetzt angeordnet sind. Es liegt auch im Rahmen der vorteilhaften Weiterbildung, dass die Profilierwerkzeuge gleichzeitig oder zeitlich zueinander versetzt verstellbar sind.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Profilierwerkzeuge in entgegengesetzten Richtungen um einen Verstellweg verstellbar, um zumindest eines, vorzugsweise beide Seitenprofile mit einer Erstreckungsrichtung auszubilden, welche mit der Vorschubrichtung einen spitzen Winkel einschließt.
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Durch eine entgegengesetzt gerichtete Verstellung der Profilierwerkzeuge ist es auf einfache Weise möglich, den Verlauf der Seitenprofile an die Abholzigkeit des Baumstammes, also eine konische Stammgeometrie, anzupassen. Hierdurch lässt sich der Holzverschnitt bei der Profilierung derartiger Baumstämme reduzieren. Eine derartige Profilierung kann bedarfsweise auch an einem Baumstamm mit zylindrischer Geometrie erfolgen. Die Verstellgeschwindigkeit der Profilierwerkzeuge wird zur Einstellung des spitzen Winkels zwischen der Stammachse und/oder der Vorschubrichtung vorzugsweise in Abhängigkeit der Vorschubgeschwindigkeit des Baumstammes eingestellt.
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Vorzugsweise sind die oben genannten Sensoren auch dazu ausgebildet, eine Stammlänge und/oder einen Querschnittsverlauf des Baumstammes zu erfassen. Die hierbei gewonnenen Messdaten können bevorzugt an die ebenfalls bereits beschriebene Steuereinheit gegeben werden, welche die Messdaten auswertet und einen erforderlichen Verstellweg und eine Verstellgeschwindigkeit der Profilierwerkzeuge ermittelt. Die Steuereinheit gibt Steuersignale an die Positioniereinheit, die beispielsweise einen hydraulischen Linearaktor umfassen kann, welcher die Verstellung des Profilierwerkzeugs entsprechend des erforderlichen Verstellweges und der Verstellgeschwindigkeit entlang der jeweiligen Verstellachse bewirkt.
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Die Positioniereinheit kann einen elektrischen oder hydraulischen Aktor umfassen, mittels dessen die Profilierwerkzeuge linear und entlang einer dafür vorgesehenen Führung verstellbar sind. Der Aktor kann signaltechnisch mit der oben beschriebenen Steuereinheit verbunden und durch diese gesteuert sein. Bevorzugt ist ein Sensor vorgesehen, welcher dazu ausgestaltet sind, die Stammlänge zu erfassen und die hierbei gewonnenen Messsignale an die Steuereinheit auszugeben. Durch Auswertung der gemessenen Stammlänge können der Verstellweg und/oder die Verstellgeschwindigkeit in Abhängigkeit der Stammlänge eingestellt werden. Es liegt im Rahmen der vorteilhaften Weiterbildung, dass die Profilierwerkzeuge mittels eines gemeinsamen Aktors oder mehrerer solcher Aktoren entlang ihrer Verstellachsen verlagerbar sind.
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In einer anderen vorteilhaften Weiterbildung sind die Profilierwerkzeuge entlang ihrer jeweiligen Verstellachse in gleicher Richtung und um einen Verstellweg verstellt. Dadurch können die Seitenprofile vorzugsweise unter dem spitzen Winkel gegenüber der Stammachse in den Baumstamm eingebracht werden. Hierdurch kann der Verlauf der Seitenprofile zumindest abschnittsweise an einen gekrümmten Stammverlauf angepasst werden. Dadurch wird die Holzausbeute weiter erhöht.
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Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, um die Profilierwerkzeuge mit dem gleichen oder unterschiedlichen Verstellwegen zu verstellen.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Profilierwerkzeuge jeweils um eine Neigungsachse in der Verstellebene verlagerbar. Ein Neigungsmittel ist dazu ausgebildet, einen, vorzugsweise identischen, Neigungswinkel der Verstellachsen gegenüber einer Ebene, welche orthogonal zu einer Vorschubrichtung des Baumstammes orientiert ist, einzustellen.
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Durch Neigung der Profilierwerkzeuge um den spitzen Neigungswinkel kann die Bearbeitungsqualität bei der Profilierung des Baumstammes verbessert werden. Eine derartige Neigung der Verstellachse ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn zumindest eines der Profilierwerkzeuge durch seinen Einschnitt in den Baumstamm die Bearbeitungsfläche erzeugt und dabei um die Verstellachse verstellt wird. Durch eine Neigung der Verstellachse kann das Profilierwerkzeug mit seiner Sägeblattebene entsprechend der zu erzeugenden Bearbeitungsfläche ausgerichtet werden. Hierdurch wird bei der Erzeugung der Bearbeitungsfläche ein Nachschneiden des Sägeblattes verhindert, die Bearbeitungsqualität weiter erhöht und der Verschleiß des Profilierwerkzeuges verringert.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Vorrichtung ein Sägemittel, welches in Bezug auf die Vorschubbewegung des Baumstammes hinter den Profilierwerkzeugen angeordnet ist und dazu vorgesehen ist, um bei der Vorschubbewegung des Baumstammes durch die zwei erzeugten Seitenprofile oder an die zwei Seitenprofile angrenzend zu erzeugen.
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Der Sägeschnitt kann mittels einer Säge erfolgen, gegen die der Baumstamm bei seiner Vorschubbewegung bewegt wird. Die Seitenware kann unter Zuhilfenahme von Schwerkraft oder einer Abschlagvorrichtung nach dem Sägeschnitt von dem Baumstamm gelöst werden und zur Weiterverarbeitung abgefördert werden.
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Der Sägeschnitt kann entlang einer gekrümmten Bahn mit einer bogenfolgenden Schnittführung erfolgen. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn der profilierte Baumstamm eine gekrümmte Stammachse aufweist. Alternativ kann der Sägeschnitt auch entlang einer Schnittebene erfolgen, die planparallel beabstandet zu der geraden Seite des Baumstammes verläuft. Vorzugsweise ist die Säge hierbei in Abhängigkeit einer zuvor eingestellten Zustellung der Profilierwerkzeuge und/oder einer durch sie erzeugten Profiltiefe zugestellt. Vorzugsweise sind die Seitenprofile vor dem Sägeschnitt als Eckprofile erzeugt worden, die jeweils eine erste und eine zweite Bearbeitungsfläche aufweisen. Die zweiten Bearbeitungsflächen beider Eckprofile liegen hierbei vorzugsweise in einer gemeinsamen Ebene, welche der Schnittebene entspricht.
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Nach dem Profilieren wird ein Seitenwarebrett durch einen Sägeschnitt abgetrennt. Das Abtrennen der Seitenware kann im Vorschnitt oder im Nachschnitt erfolgen. Wenn das Abtrennen der Seitenware im Nachschnitt erfolgt, kann dies zusammen mit oder getrennt von einem Zerlegen der Hauptware erfolgen. Ebenso ist es möglich, mit mehreren, versetzt angeordneten Profilierwerkzeugen ein gestuftes Profil mit mehreren zueinander versetzten Seitenprofilen zu erzeugen, von denen mindestens ein Profilpaar in der erfindungsgemäßen Weise angeschrägt ausgebildet ist, und mehrere Seitenwarebretter unterschiedlicher Breite abzutrennen.
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Weitere Vorteile sind nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren erläutert.
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Es zeigen
- 1 einen ersten Baumstamm in den Ansichten a), b), c), welcher mittels zwei Profilierwerkzeugen profiliert wird;
- 2 einen zweiten Baumstamm in den Ansichten a), b), c), welcher mittels zwei Profilierwerkzeugen profiliert wird;
- 3 einen dritten Baumstamm in den Ansichten a), b), c), welcher mittels zwei Profilierwerkzeugen profiliert wird;
- 4 einen vierten Baumstamm in den Ansichten a), b), c), welcher mittels zwei Profilierwerkzeugen profiliert wird.
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In der industriellen Holzverarbeitung werden verschiedene Arten von Brettern oder vergleichbare Holzware aus Baumstämmen gewonnen. Ein solcher Baumstamm weist in Bezug auf seinen Querschnitt typischerweise einen innenliegenden Querschnittsbereich und einen außenliegenden Querschnittsbereich auf. Während der innenliegende Bereich zur Gewinnung von sogenannter Hauptware dient, dient der außenliegende Querschnittsbereich zur Gewinnung sogenannter Seitenware.
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Typischerweise weisen die Baumstämme in dem außenliegenden Querschnittsbereich ein rundes Außenprofil auf, welches begradigt werden muss, um Seitenware mit geradlinigen Kantenverläufen gewinnen zu können. Üblicherweise geht eine derartige Profilierung des Baumstammes mit einem hohen Holzverschnitt einher, insbesondere, wenn für die Seitenware ein rechteckiger oder ein quadratischer Querschnitt erzeugt werden soll. Mittels der Profiliervorrichtung, welche in den 1 bis 4 veranschaulicht und nachfolgend erläutert ist, lässt sich die Ausbeute gegenüber herkömmlichen Profiliervorrichtungen weiter erhöhen.
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1 zeigt in der isometrischen Ansicht a) einen Baumstamm 1, welcher eine im Wesentlichen zylindrische Geometrie aufweist und in einer Vorschubbewegung mit der Förderrichtung 2 gegen zwei Profilierwerkzeuge 3, 4 bewegt wird. Zur besseren Veranschaulichung ist lediglich die Profilierung einer Seite des Baumstammes gezeigt. Selbstverständlich kann jedoch auch eine beidseitige Bearbeitung des Baumstamms an zwei gegenüberliebenden Seiten vorgenommen werden und ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung mit umfasst.
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Der Baumstamm 1 ist während der Vorschubbewegung mit seiner Stammachse 5 parallel zu der Förderrichtung 2 orientiert und weist eine gerade Seite 6 auf, welche in hier nicht gezeigter Weise in einem vorgelagerten Verfahrensschritt erzeugt wurde. Alternativ kann der Baumstamm 1, wie bereits erwähnt, auch zwei gerade Seiten 6 aufweisen, die an entgegengesetzten Seiten des Baumstammes 1 ausgebildet sind.
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Die beiden Profilierwerkzeuge 3, 4 dienen jeweils dazu, den Baumstamm 1 spanend zu bearbeiten und dabei jeweils einen an die gerade Seite 6 angrenzenden Waldkantenbereich des Baumstammes 1 abzutragen. Dabei werden zwei sich gegenüberliegende Seitenprofile 7, 8 ausgefräst. In den 1 bis 4 sind die Seitenprofile 7, 8 zur besseren Nachvollziehbarkeit andeutungsweise vor der Profilierung des Baumstammes 1 dargestellt.
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Für die Erzeugung der Seitenprofile 7 und 8 sind die Profilierwerkzeuge 3 und 4 jeweils in eine Rotationsbewegung um ihre jeweiligen Rotationsachsen 9 bzw. 10 versetzt. Die Rotationsachsen 9 und 10 entsprechen jeweils einer Zustellachse der Profilierwerkzeuge 3 bzw. 4, entlang derer sie jeweils verlagert werden können, um eine gewünschte Profiltiefe der Seitenprofile 7 bzw. 8 einzustellen.
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Die Profilierwerkzeuge 3, 4 weisen jeweils eine konische Geometrie mit einem Mantel und einer Deckfläche auf. In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Mehrzahl an Schneiden (nicht gezeigt) an der Mantelfläche der Profilierwerkzeuge 3, 4 angeordnet. Die Profilierwerkzeuge 3, 4 dienen jeweils dazu, genau eine an die gerade Seite 6 angrenzende Bearbeitungsfläche 11 zu erzeugen, die mit der geraden Seite 6 einen stumpfen Winkel 12 einschließt. Hierdurch entsteht in einem außenliegenden Querschnittsbereich des Baumstammes 1 ein trapezförmiges Profil.
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Durch einen anschließenden Sägeschritt, kann die profilierte Seitenware von dem Baumstamm 1 getrennt werden. Durch einen weiteren Sägeschritt kann die Seitenware mittig geteilt und an den zuvor erzeugten Bearbeitungsflächen 11 verleimt werden, um ein Brett mit einem rechteckigen Querschnitt zu erzeugen. Im Gegensatz zu einem Profilierverfahren, bei dem ein zu gewinnendes Seitenwarebrett mit einem rechteckigen Profil einstückig an dem Baumstamm 1 ausgefräst wird, ist es möglich, die insgesamt abgetragene Holzmenge bei der Erzeugung der Seitenprofile 7, 8 zu reduzieren. Denn im Gegensatz zu einem Seitenprofile mit zwei Bearbeitungsflächen, die einen rechten Winkel einschließen, ist die Bearbeitungsfläche 11 infolge des stumpfen Winkels 12 an den runden Kantenverlauf des Baumstammes angepasst, wodurch sich das abzutragende Holzvolumen verringert.
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1 zeigt in der Frontalansicht b) den Baumstamm 1 sowie die Profilierwerkzeuge 3 und 4, die in Überlappung mit den Seitenprofilen 7 bzw. 8 dargestellt sind. Wie anhand von dieser Ansicht erkennbar ist, weisen die Profilierwerkzeuge 3 und 4 eine kegelstumpfartige Geometrie auf, deren Mantel jeweils eine Bearbeitungsebene 13 definiert. Die Profilierwerkzeuge 3, 4 sind derart angeordnet, dass die Bearbeitungsebene 13 zu der Bearbeitungsfläche 11 korrespondiert, welche mit der geraden Seite 6 den stumpfen Winkel 12 einschließt.
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1 zeigt in der Seitenansicht c) den Baumstamm 1 sowie die Profilierwerkzeuge 3, 4. Zusätzlich zu den Ausführungen in Bezug auf die isometrische Ansicht a) und die Frontalansicht b) der 1 ist erkennbar, dass die Eckprofile 7 und 8 jeweils mit einer Erstreckungsrichtung erzeugt werden, die im Wesentlichen parallel zu der Stammachse 8 und der Förderrichtung 2 verläuft.
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2 zeigt in der isometrischen Ansicht a) einen Baumstamm 1, der eine im Wesentlichen zylindrische Geometrie aufweist und in einer Vorschubbewegung mit der Förderrichtung 2 gegen zwei Profilierwerkzeuge 3, 4 bewegt wird. Der Baumstamm 1 ist, entsprechend den Ausführungen zu 1, mit seiner Stammachse 5 parallel zu der Förderrichtung 2 orientiert und weist eine gerade Seite 6 auf.
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Die Profilierwerkzeuge 3, 4 dienen dazu, zwei Seitenprofile 7, 8 zu erzeugen, welche jeweils als Eckprofile mit einer ersten und einer zweiten Bearbeitungsfläche 11 bzw. 14 ausgebildet werden. Hierfür weisen die Profilierwerkzeuge 3, 4 jeweils eine kegelstumpfförmige Geometrie mit einem Mantel und einer Deckfläche auf. Eine Mehrzahl an Schneiden (nicht gezeigt) ist sowohl an dem Mantel als auch an der Deckfläche angeordnet. Die an dem Mantel angeordneten Schneiden dienen, entsprechend den Ausführungen zu 1, dazu, eine Bearbeitungsfläche 11 zu erzeugen, die mit der geraden Seite 6 einen stumpfen Winkel 12 einschließt. Die an der Deckfläche angeordneten Schneiden dienen zusätzlich dazu, die zweite Bearbeitungsfläche 14 zu erzeugen, die mit der Bearbeitungsfläche 11 ebenfalls einen stumpfen Winkel einschließt, welcher jedoch durch die Geometrie des jeweiligen Profilierwerkzeugs 3, 4 definiert ist. Zur besseren Übersichtlichkeit sind die Bearbeitungsflächen 11 und 13 sowie der stumpfe Winkel 12 lediglich an dem Eckprofil 7 veranschaulicht.
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2 zeigt in der Frontalansicht b) den Baumstamm 1 sowie die Profilierwerkzeuge 3 und 4, die in Überlappung mit den Seitenprofilen 7 bzw. 8 dargestellt sind. Wie anhand von dieser Ansicht erkennbar ist, weisen die Profilierwerkzeuge 3 und 4 eine kegelstumpfartige Geometrie auf, wobei der Mantel jeweils eine Bearbeitungsebene 13 definiert. Die Deckfläche definiert jeweils eine zweite Bearbeitungsebene 15, die mit der Bearbeitungsebene 13 einen stumpfen Winkel 16 einschließt.
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2 zeigt in der Seitenansicht c) den Baumstamm 1 sowie die Profilierwerkzeuge 3, 4. Zusätzlich zu den Ausführungen in Bezug auf die isometrische Ansicht a) und die Frontalansicht b) der 2 ist erkennbar, dass die Eckprofile 7 und 8 jeweils mit einer Erstreckungsrichtung erzeugt werden, die im Wesentlichen parallel zu der Stammachse 8 und der Förderrichtung 2 verläuft.
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3 zeigt in der isometrischen Ansicht a) einen Baumstamm 1, der eine im Wesentlichen zylindrische Geometrie aufweist und mit einer Vorschubbewegung mit der Förderrichtung 2 gegen zwei Profilierwerkzeuge 3, 4 bewegt wird. Der Baumstamm 1 ist, entsprechend den Ausführungen zu 1 und 2, mit seiner Stammachse 5 parallel zu der Förderrichtung 2 orientiert und weist eine gerade Seite 6 auf.
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Die Profilierwerkzeuge 3, 4 dienen jeweils dazu, den an die gerade Seite 6 angrenzenden Waldkantenbereich des Baumstammes 1 auszufräsen und dabei zwei Seitenprofile 7, 8 zu erzeugen, die als Eckprofile mit zwei Bearbeitungsflächen 11 und 14 ausgebildet sind. Hierfür weisen die Profilierwerkzeuge 3, 4 weisen jeweils rotierende Schneiden auf, deren Werkzeuggeometrie zwei Bearbeitungsebenen 13, 15 definiert, die einen stumpfen Winkel einschließen. Dieser stumpfe Winkel, wird bei der spanenden Bearbeitung des Baumstammes 1 entsprechend der Ausführungen zu 2 unmittelbar auf die Eckprofile 7 und 8 übertragen.
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Im Unterschied zu den Profilierverfahren, welche in den 1 und 2 veranschaulicht sind, werden die Profilierwerkzeuge 3, 4 gemäß 3 während der Erzeugung der Seitenprofile 7, 8 jeweils entlang einer Verstellachse 17 bzw. 18 und in entgegengesetzten Richtungen 19 bzw. 20 verlagert. Die Verstellachsen 17, 18 liegen hierbei in einer gemeinsamen Ebene, welche im Wesentlichen parallel zu der geraden Seite 6 verläuft. Durch die Verlagerung der Profilierwerkzeuge 3, 4 entlang der Verstellachsen 17 bzw. 18 werden die Eckprofile 7, 8 jeweils in einer Erstreckungsrichtung ausgebildet, die gegenüber der Stammachse 5 und der Vorschubrichtung 2 einen spitzen Winkel 21 einschließt (vgl. Seitenansicht c) der 3).
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3 zeigt in der Frontalansicht b) den Baumstamm 1 sowie die Profilierwerkzeuge 3 und 4, die in Überlappung mit den Seitenprofilen 7 und 8 dargestellt sind. Hinsichtlich der Geometrie der Profilierwerkzeuge 3, 4 gelten die gleichen Ausführungen wie in Bezug auf Frontalansicht b) der 2. Zusätzlich ist anhand der Frontalansicht b) der 3 erkennbar, dass die Verstellachsen 17, 18 in einer gemeinsamen Ebene liegen, welche parallel zu der geraden Seite 6 orientiert ist.
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3 zeigt in der Seitenansicht c) den Baumstamm 1 sowie die Profilerwerkzeuge 3, 4. Zusätzlich zu den obigen Ausführungen in Bezug auf die isometrische Ansicht a) und die Frontalansicht b) der 2 ist anhand der Seitenansicht c) erkennbar, dass die Seitenprofile 7 und 8 jeweils mit einer Erstreckungsrichtung erzeugt werden, die mit der Stammachse 8 und der Förderrichtung 2 jeweils einen spitzen Winkel 21 einschließt. In einer alternativen Ausführungsform, welche hier nicht gezeigt ist, ist es auch denkbar, dass die Verstellachsen 17, 18 in der gemeinsamen Verstellebene jeweils um einen spitzen Neigungswinkel geneigt sind.
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4 zeigt in der isometrischen Ansicht a) einen Baumstamm 1, welcher eine im Wesentlichen konische Geometrie aufweist und in einer Vorschubbewegung mit der Förderrichtung 2 gegen zwei Profilierwerkzeuge 3, 4 bewegt wird. Der Baumstamm 1 ist, entsprechend den Ausführungen zu den 1 bis 3, mit seiner Stammachse 5 parallel zu der Förderrichtung 2 orientiert und weist eine gerade Seite 6 auf. Die Profilierwerkzeuge 3, 4 dienen jeweils dazu, den an die gerade Seite 6 angrenzenden Waldkantenbereich des Baumstammes 1 auszufräsen und dabei zwei Seitenprofile 7, 8 zu erzeugen. Hierfür sind die Profilierwerkzeuge 3, 4 entsprechend den Ausführungen zu 2 und 3 jeweils in eine Rotationsbewegung um ihre jeweilige Rotationsachse 9 bzw. 10 versetzt. Zudem weisen die Profilierwerkzeuge 3, 4 jeweils eine Verstellachse 17 bzw. 18 auf, entlang derer sie jeweils in entgegengesetzten Richtungen 19, 20 verlagerbar sind. Dadurch ist es möglich, die Erstreckungsrichtungen der Eckprofile 7, 8 an die Abholzigkeit des Baumstammes 1 anzupassen. Hierdurch wird die Holzausbeute erhöht. Im Übrigen gelten die Ausführungen zu der isometrischen Ansicht a) der 3 entsprechend.
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4 zeigt in der Frontalansicht b) den Baumstamm 1 sowie die Profilierwerkzeuge 3 und 4, die in Überlappung mit den Eckprofilen 7 und 8 dargestellt sind. Hinsichtlich der Geometrie der Profilierwerkzeuge 3, 4 gelten die gleichen Ausführungen wie zu der Frontalansicht b) der 3.
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4 zeigt in der Seitenansicht c) den Baumstamm 1. Zusätzlich zu den obigen Ausführungen in Bezug auf die isometrische Ansicht a) und die Frontalansicht b) der 3 ist anhand der Seitenansicht c) erkennbar, dass die Eckprofile 7 und 8 jeweils mit einer Erstreckungsrichtung erzeugt werden, die mit der Stammachse 8 und der Förderrichtung 2 jeweils einen spitzen Winkel 21 einschließt und dabei an die konische Geometrie des Baumstammes 1 angepasst sind.
