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Verfahren und Vorrichtung zum Stapeln
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von Holzbrettern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stapeln
und Entstapeln von Brettern, insbesondere solchen mit unparallelon Längskanten,
durch Umlegen der Bretter von mindestens einem vorbereiteten Stapel auf mindestens
einen anderen au£zubauenden Stapel, ggf. unter Zwischenlegen oder Wegnehmen von
querliegenden Stapelleisten, sowie eine Stapelvorrichtung.
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Beim Sägen von Holzstämmen mit einer Gattersäge im Sägewerk fallen
die einzelnen Bretter in vertikaler Anordnung noch im wesentlichen in 11'ohm des
gesamten Stammes an. Vor ihrer
Veiarbeitung müssen die Bretter
im allgemeinen noch längere Zeit zum trocknen gelagert werden, häufig ein Jahr und
mehr.
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Hierzu werden die Bretter in horizontaler Anordnung gestapelt, wobei
einzelne Stapelleisten in regelmäßigen Abständen zwischen die Bretter gelegt werden.
In der Regel werden mehrere Stämme parallel nebeneinander gestapelt, wobei die Leisten
quer über die Stämme gelegt werden, so daß eine Bretterlage jeweils von mehreren
parallel angeordneten Brettern verschiedener Stämme gebildet wird. Dieses Stapeln
erfolgt heute noch von Hand, wobei Stapel beträchtlicher Höhe und Breite aufgebaut
werden, was sehr mühsam ist. Bei Nadelholz werden die einzelnen Rolzbretter in der
Regel gleich beim Zerschneiden des Stammes auch an den Seitenrändern besäumt, so
daß einzelne Bretter mit definierten Breitenmaßen vorliegen, die genau parallel
neben- und übereinander angeordnet werden können. Hier ist das Stapeln verhältnismäßig
einfach. Auch ist bereits schon eine Stapelvorrichtung für besäunte Bretter vorgeschlagen
worden. Bei diesem Stapler werden Holzpakete, bei denen eine Vielzahl von schmalen
Brettern bzw. Latten geordnet auf- und nebeneinanderliegen, zunächst aufgelöst,
wobei die Bretter einzeln und in gleichen Abständen voneinander auf einem Bandförderer
kontinuierlich nach der Seite bewe und zu mehreren dicht nebeneinder auf Leisten
abgelegt und übereinandergestapelt wercLen. Dabei werden sie nach ihren besäumten
lnngskanten auf den Stapeln ausgerichtet.
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Bei Laubholz werden dagegen die einzelnen Ränder der Bretter nicht
besäumt. Es verbleibt am Seitenrand der Bretter die Stammkante. Auch werden die
Bretter in der Regel nicht in Längsrichtung zersägt, so daß weder parallele noch
gerade Längskanten vorliegen. Erschwerend wirkt, daß Laubholz bereits vom Wlchstum
her weniger geradlinig ist als
Nadelholz und auch beim Sägen oder
bereits vorher Länge risse bekommen kann, so daß die einzelnen Bretter in verschiedenartigster
Borm anfallen. Eine parallele Anordnung der Bretter durch Ausrichtung anhand ihrer
Längskanten ist somit nicht möglich, weshalb die vorgeschlageiie Stapelvorrichtung
bei Laubholz nicht einsetzbar ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Stapeln von in Sägewerken (unfallenden Brettern zu schaffen, wobei die Funktionsweise
im wesentlichen unabhängig von der Gestaltung der Längskanten der Bretter ist, insbesondere
unbesäumte Laubholzbretter stapelbar sind.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das
Stapeln maschinell erfolgt, indem die Bretter des vorgebildeten Stapels lagenweise
stirnseitig eingesIannt, vom Stapel getrennt, durch Parallelverschiebung über die
Stelle des neu zu bildenden Stapels geS rt und dort wieder freigegeben und abgelegt
werden.
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Durch das stirnseitige Ergreifen der Bretter von vo gebildeten Stapeln
bzw. Stapelpaketen können die Bretter leicht lageweise umgesetzt werden, ohne daß
es einer besonderen Ausrichtung der Bretter gegeneinander während des Umsetzens
bedarf. Erfindungsgemäß wird vorzugsweise so vorgegangen, daß die umzusetzenden
Bretter, wenn sie an ihren Stirnseiten erfaßt sind, lediglich horizontal bewegt
werden, so daß sie beim Umsetzen von einem Stapel zum anderen keine Vertikalbeschleunigungen
erfahren. Dies wird in einfacher Weise dadurch erreicht, daß der vorbereitete Stapel
zum Abnehmen der jeweils obersten Bretterlage von unten her gegen die geöffnete
Greifeinrichtung gehoben wird, die oberste Bretterlage ergriffen, horizontal verschoben
und danach vor dem Freigeben durch die Greifeinrichtung von unten her abgestütz
und
nach dem Freigeben nach unten abgesenkt wird. Da die Stirnseiten der Bretter meist
beim Fällen der Bäume oder beim Durchtrennen der Stämme gebildet wurden, also kunstlich
geschaffene Flächen sind, bieten sie in den allermeisten Fällen einen sicheren Halt
für die Greifeinrichtung. Erfindungsgemäß ist es auch möglich, mehrere Bretter in
einer Bretterlage gleichzeitig zu erfassen, wobei die Bretter sogar unterschiedlich
lang sein können. Auch können Bretter mit schrägen Schnittkanten sicher erfaßt und
umgesetzt werden, was es ermöglicht, das Verfahren weitgehend zu automatisieren.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie
eine Greifeinrichtung zum stirnseitigen Einspannen und Erfassen einzelner Bretterlagen
aufweist, die Greifeinrichtung relativ zu den Stapeln in vertikaler Richtung verschiebbar
und in horizontaler Richtung von einem Stapel über den anderen verfahrbar ist. Zum
Ergreifen der Bretter sind vorzugsweise gegen die Stirnseiten der Bretter gerichtete
Druckzylinder vorgesehen, die beim Schließen der Greifeinrichtung mit Zähnen an
den Stirnseiten eingreifen. Zum sicheren Umsetzen besonders langer oder empfindlicher
Bretter können noch Unterstützungsennrichtungen vorgesehen sein, die die Bretter
von unten her unterstützen, nachdem sie vom Stapel entfernt bzw. bevor sie auf den
neuen Stapel gesetzt werden. Eine derartige Unterstützung ist bei starken und kurzen
Brettern nicht notwendig, ist aber als Vorsichtsmaßnahme trotzdem vorteilhaft.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
einer Ausführungsform in Verbindung mit der Zeichnung uns den Ansprüchen.
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In der Zeichnung zeigen Fig. 1 eine Frontansicht einer Ansführgs form,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Ausführungsform nach Fig. 1 und Fig.. 3 einen Deilschnitt
entlang der Linie III-III nach Fig. 2.
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Bei der in der Zeichnung dargestellten Stapelvorrichtung sind zwei
parallel nebeneinander angeordnete Hebebühne 1 und 2 vorgesehen, die in ihrer Länge
und Breite so bemessen sind, daß sie je nach Stammdicke bis zu vier nebeneinander
liegende Stapelpakete aus unbesäumten Laubholzstämmen aufnehmen können. Die Oberfläche
der Hebebülinen ist mit antreibbaren Transportwalzen 3 versehen. Stirnseitig sind
die Hebebühne in Höhe ihrer tiefsten Stellung an (in der Zeichnung nicht dargestellt)
ebenfalls mit Transportwalzen versehene Transportstraßen zum Einfahren und Ausfahren
der Stapelpakete angeschlossen. Die Hebebühne haben eine Hubhöhe von ca. 150 cm,
d.h. es können mit der Stapelvorrichtung Stapel bis annähernd zu dieser Höhe auf-
bzw. abgebaut werden. Die Länge der Hebebühnen entspricht der größten üblichen Länge
von Laubholzstämmen, wie sie zum Zersägen durch Gattersägen angeliefert werden.
Im vorliegenden Fall beträgt die Länge ca. 5,5 m.
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In einer Höhe von ca. 150 cm über den Hebebühnen ist ein Spann- bzw.
Transportrahmen 4 angeordnet, dessen Länge und Breitenmaße im wesentlichen denen
der einzelnen Hebebühnen entsprechen. Die Breite des Rahmens beträgt bei der dargestellten
Ausführungsform ca. 150 cm. Der Spannrahmen ist in vertikaler Richtung im wesentlichen
unverschiebbar angeordnet und in horizontaler Richtung quer von einer Hebebuhne
über die andere verfahrbar und dient zum Ergreifen und zum Transport der jeweils
obersten Bretterlage eines oder mehrerer Stapel. Hierzu sind an den Schmalseiten
5 und 6 an der Unterseite des Rahmens 4 Greifeinrichtungen zum stirnseitigen Ergreifen
einer Bretterlage vorgesehen. Die Greifeinrichtungen weisen pneumatische Druckzylinder
7 und 8 auf, die parallel zur Längsrichtung des Spannrahmens 4 angeordnet sind und
an ihrem beweglichen zum Rahmeninnern weisenden Ende Greifzähne 9 bzw. GreiSleisten
tragen. Da die Greifeinrichtung unterhalb des Rahmens 4 angeordnet ist, können auch
solche Bretter erfaßt und umgesetzt werden, die seitlich über dem Rahmen hinausstehen.
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An der einen Schmalseite 6 des Rahmens 4 sind drei Druckzylinder 8
mit einer Hublänge von 200 mm vorgesehen, wogegen an der gegenüberliegenden Schmalseite
5 sechs Druckzylinder 7 mit einer Hublänge von je 700 mm (die auch größer, z.B.
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2000 mm, sein kann) vorgesehen sind, deren Gesamtquerschnitt kleiner
ist als der Gesamtquerschnitt der Zylinder 8. Die dem Rahmeninnern zugewandten freien
Enden der Kolbenstangen 10 der Zylinder 7 tragen jeweils mehrere einzelne Zähne
9, wogegen die Enden der Eolbenstangen 11 der Zylinder 8 durch eine sich über die
gesamte Breite des Rahmens erstreckende Zahnleiste 12 mit zwei übereinanderliegenden
Zahnreihen miteinander verbunden sind. An der Zaha1eiste 12 ist noch eine Vielzahl
von kleinen Hilfszylindern 13 befestigt, deren
freie Kolbenstangenenden
jeweils einen einzelnen Zahn 14 tragen, der zwischen den Zahnreihen der Zahnleiste
hindurch um ca. 100 mm in Richtung auf die gegenüberliegende Schmalseite herausdrückbar
ist. Die Einzel zähne 14 dienen dazu, die Stirnseiten der Bretter auch dann sicher
erfassen zu können, wenn sie schräg abgesägt sind und die Bretter möglicherweise
noch in Längsrichtung über ein längeres Stück gerissen sind. Der Gesamtquerschnitt
der Hilfszylinder ist kleiner als der Gesamtquerschnitt der Zylinder 7, so daß diese
Zylinder nicht in der Lage sind, die Stirnseiten der Bretter von der Zahnleiste
12 abzuheben.
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Die Druckzylinder 7 und 8 an den beiden Schmalseiten 5 und 6 des Rahmens
4 sind mit ihrem den Zähnen abgewandten Ende am Transportrahmen 4 in Längsrichtung
des Rahmens verschiebbar und feststellbar angeordnet, um eine vom Zylinderhub unabhängige
Grob einstellung auf die jeweils zu stapelnden Stammgrößen vornehmen zu können.
Diese sogenannte Nullpunktverschiebung erfolgt bei den Zylindern 8 mit Hilfe einer
an der Zylinderverankerung vorgesehenen Zahnstange 22 und beträgt ca. 500 mm und
bei den Zylindern 7 über eine mit einer Einrastung versehene Kurbel 23 oder einen
Bremsmotor, die eine Parallelverschiebung der gemeinsamen Abstützlager der Zylinder
um ca. 3 m ermöglichen.
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Im Bereich der Zahnleiste 12 ist eine von oben mit einer Druckfeder
belastete Schaltklappe 15 angeordnet, die über den Zahnreihen der Zahnleiste 12
angelenkt ist und diese schräg von oben nach unten überdeckt. Die Schaltklappe 15
hat die Funktion, einen Impuls für den Stop der Aufwärtsbewegung der Hebebühne 1,
für das Schließen der Greifeinrichtung und für verschiedene weitere ggf. verzögert
wirksam werdende Folgevorgänge abzugeben. Sie ist deshalb als Klappe
ausgebildet
und druckbelastet, damit der Impuls nicht vorzeitig bei der ersten Berührung mit
der herangeführten Bretterlage abgegeben wird, sondern erst dann, wenn ein von unten
gegen die Klappe herangehobenes Brett einen vorgegebenen Mindestdruck überwindet.
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Vber der Hebebühne 2, und zwar noch über den BEhrungsschienen 16 des
Rahmens 4, sind quer zur Längsrichtung der Hebebühne 2 in Abständen voneinander
angeordnete senkrecht stehende Magazine 17 für Stapelleisten vorgesehen, die einzeln
zuschaltbar sind und im R4ythaus der Ablage der einzelnen Brett erlagen jeweils
eine Stapelleiste von oben auf die Bretter abzulegen vermögen. Zur Freigabe einzelner
Leisten sind jeweils am unteren Magazinende angeordnete seitlich ausschwenkbare
Haken 18 vorgesehen, die im Normalzustand die unterste Leiste des Magazins an einem
Herausfallen nach unten hindern, sowie Haltestempel 19, die seitlich gegen die zweitunterste
Leiste drückbar sind, um diese festzuhalten, wenn die unterste Leiste vom Raken
18 freigegeben wird.
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Der Rahmen 4 ist etwa in der Mitte seiner Länge mit einem Druck- oder
Bremsbalken 20 versehen, der von oben her quer gegen eine zu erfassende oder freizugebende
Bretterlage drückbar ist, um diese gegen eine 11nerwunschte Längsverschiebung, insbesondere
beim Freigeben, d.h. beim Herausziehen der Zähne, zu bewahren. An Fäbrungsleisten
an der Unterseite des Rahmens 4 ist noch ein quer angeordneter Unterstützungsbügel
21 gefuhrt, der bei abgehobener Bretterlage zu deren Unterstützung von einer Schmalseite
her unter der Bretterlage hindurchschiebbar ist.
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Zur Durchführung des erfindungsgenaßen Verfahrens werden ein Paket
aus einem gesägten Stamm oder ggf. mehrere
nebeneinander angeordnete
Pakete aus mehreren Stämmen, die auch übereinanderliegen können, von einer Walzenstraße
in Längsrichtung auf die Hebebühne 1 gefahren, bis die der Zahleiste 12 zugeordnete
Stirnseite der obersten Bretterlage der vorgerichteten Stapel innerhalb der Hublänge
der Druckzylinder 8 liegt oder etwas darüber hinaus in Richtung zur anderen Schmalseit-e
5 des Rahmens 4 verschoben ist.
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Sind mehrere Stämme vorgesehen, dann sind die Paket- bzw.
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Stapelhöhen so eingerichtet, daß die jeweils obersten Bretter der
nebeneinanderliegenden Pakete im wesentlichen in gleicher Ebene liegen und eine
gemeinsame Bretterlage bilden.
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Das so vorbereitete Bretterpaket wird dann mit der Hebebühne 1 von
unten nach oben gegen den Spann- bzw. Transportrahmen 4 angehoben, der in Längsrichtung
über die Stirnseiten der Bretter hinausragt und in seiner Breite im wesentlichen
der Gesamtbreite der Pakete entspricht. Beim Anheben der Pakete stößt ein Ende der
obersten Brettlage gegen die druckbelastete Schaltklappe 15, die einen Impuls abgibt,
sobald der vorbestimmte BelastungsGruck überwunden istz Dadurch wird verhindert,
daß leicht verbogene Bretter, die noch zurückferdern können, ein vorzeitiges Auslösen
des Impulses verursachen.
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Wird nun der Impuls durch iterandräcken der obersten Bretterlage des
Stapels von unten an die Schaltklappe ausgelöst, dann werden die Zahne 9 und die
Zahnleiste 12 durch gleichzeitige Betätigung der Druckzylinder in RichtrLng auf
die Stirnkanten der obersten Bretterlage zusammengefahren, wobei die durchgehende
Zahnl eiste 12 wegen ihres kurzeren Hubes ihre Bewegung zuerst- ausgeführt hat und
dabei auch die ihr benachbarten Stirnseiten von mehreren nebeneinanderliegenden
Brettern gegeneinander ausrichtet. Die pneumatischen Einzel zylinder 7 auf der anderen
Schmalseite 5 erfassen nunmehr die Stirnseite am anderen Brettende, so daß
sich
die Zähne von beiden Seiten in die Stirnseite eindrücken. Nunmehr werden auch die
kleinen Hilfszylinder 13 an der durchgehenden Leiste 12 betätigt, so daß die Einzelzähne
14 ein sicheres Ergreifen der Bretter gewshvleisten.
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Je nach Holzart und Schwere der Bretter können sich die einzelnen
Zähne nur wenige Millimeter oder bis 1 bis 2 cm in die Stirnkanten der Bretter eingraben
Durch den Schaltimpuls der Schaltklappe 15 wird über eine Verzbgerungseinrichtung
die Hebebühne 1 um ein vorher eingestelltes Maß gesenkt. Bei schweren Brettern wird
gleichzeitig von einer Schmalseite des Spannrahmens 4 her der querliegende Unterstützungsbügel
21 entlang der BUhrungsschienen an der Unterseite des Rahmens bis etwa zur Längsmitte
der Bretter gefahren, um ein unerwünschtes Durchbiegen der Bretter zu vermeiden.
Es können auch zwei Bügel vorgesehen sein, die von beiden Schmalseiten her um jeweils
ein Drittel der Rahmenlänge verschoben werden.
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Um die Bretter beim Umsetzen zu schonen bzw. die Durchbiegung der
Bretter möglichst gering zu halten, wird gleichzeitig mit dem Absenken der Hebebühne
1 der Druck in den pneumatischen Zylindern verringert. Beispielsweise beträgt der
Arbeits- bzw. Einpressdruck ca. 5 bis 6 atü. Er wird dann bei starken Brettern während
des Umsetzens auf ca. 2 bis 3 atü gesenkt. Bei empfindlichen Brettern kann er auf
Atmosphärendruck gesenkt werden, ohne daß sich die Bretter von selbst lösen. Der
Spaimrahmen 4, der die oberste Brettlage eines oder mehrerer Pakete erfaßt hat,
wird horizontal in Querrichtung über die parallel zur ersten Hebebühne angeordnete
zweite Hebebühne gefahren, die gleichzeitig von unten nach oben gegen die vom Rahmen
4 gehaltene Brettlage angehoben wird. Dabei stößt die Hebebühne 2 bzw. die daraufliegende
oberste Bretterlage etwas gegen die vom Rahmen 4
gehaltene Bretterlage
und hebt dabei den Spannrahmen etwas an, der hierdurch über eine Lichtschranke einer
Foto zelle ein elektrisches Signal auslöst. Zuvor wurde der Unterstützungsbügel
21 wieder bis zur Schmalseite zuruclLge Elrt, um die Ablage der herangefahrenen
Bretterlage zu ermöglichen.
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Uber ein Verzögerungselement werden dann die Zähne niit Hilfe der
nunmehr in umgekehrter Richtung betätigten Druckzylinder aus den Stirnseiten der
Bretterlage herausgenommen, wobei gleichzeitig von oben her der quer über dem Spannrahmen
4 angeordnete Druckbügel bzw. Breasbalken 20 gegen die Bretter drückt und dabei
verhindert, daß die einzelnen Bretter beim Herausziehen der Zähne in Längsrichtung
verschoben und dadurch in ungeordnete Lagen gebracht werden.
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Der durch die Fotozelle ausgelöste Impuls setzt über die Verzögerungseinrichtung
auch die untersten Leisten der über den Brettern in Abständen voneinander angeordneten
Magazine 17 frei, die auf der neuen obersten Bretterlage abgelegt werden und dort
liegen bleiben. Danach senkt sich die Hebebühne 2 um eine vorher eingestellte etwa
dem Doppelten der größten Brettstärke entsprechende. Höhe ab, wobei gleichzeitig
der Spannrahmen wieder über die erste Hebebühne zurückfährt. Danach beginnt der
Vorgang von neuem, wobei die nächste Bretterlage der Bretterpakete abgenommen wird.
Die Leistenmagazine 17 sind hierbei ebenfalls durch die Schaltklappe 15 in der Weise
gesteuert, daß die nächsten Leisten zur Abgabe vorbereitet werden, d.h. bei der
vorliegenden Ausführungsform vom Druckstempel 19 freigegeben werden, um gegen die
Haken 18 zu fallen, damit sie später bei Betätigung der Haken auf der nächsten Bretterlage
abgelegt werden können.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in umgekehrter Weise auch zum
Entstapeln eines mit quergelegten Leisten versehenen Holzstapels verwendet werden.
Es ist hierzu lediglich erforderlich, die Leistenmagazine abzuschalten und
die
nach Abheben einer jeden Bretterlage frei werdenden Leisten durch eine Abstreifvorrichtung
zu entfernen, bevor die nächste Bretterlage abgehoben und auf das aufzubauende Paket
gesetzt wird.
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Die sehr ungleichen Breiten und in der Regel noch die Baumrinde tragenden
ungleichschrägen Ränder der Bretter stören nicht, da sie beim Stapelvorgang mit
keinen zeilen der Vorrichtung in Berührung kommen. Es ist deshalb auch nicht zu
befürchten, daß die ungleichen Seitenränder zu unerwunschten Verschiebungen der
einzelnen Bretter fuhren, Da die Bretter nur an den Stirnseiten erfaßt werden, ist
allenfalls eine geringfugige Längsverschiebung der in den vorsortierten Paketen
liegenden Bretter möglich, was sogar erwünscht ist, da die Stirnkanten an einem
Ende des Pakets bzw.
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Stapels dann gleichmäßig ausgerichtet sind.
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Das Umsetzen der Bretter beim erfindungsgemäßen Stapelvorgang ist
vergleichbar mit einem Kopiervorgang. Die Bretter liegen nach dem Stapeln in gleicher
Ausrichtung wie vor dem Stapeln. Es sind lediglich die Lagen gegeneinander ausgetauscht,
dvh. die oberste Lage ist nunmehr die unterste und umgekehrt, ohne daß die einzelnen
Bretter gewendet wurden.
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Es ist nicht erforderlich, daß die Pakete, wenn sie parallel iiebenelnanderliegend
gleichzeitig gestapelt werden, auch die gleiche Länge haben. Da die Einzelzylinder
7 eine Hublänge von 70 cm oder mehr besitzen, können die einzelnen Stapel und möglicherweise
auch die einzelnen Bretter eines Stapels in der Länge auch um annähernd 70 cm oder
mehr variieren, zumal auch eine Nullpunktverschiebung der Abstützstellen der Zylinder
möglich ist. Sind einzelne Bretter infolge von IIolzfehlern an einem Ende besonders
dann oder spitz zulaufend, dann kann ggf. durch verMirzendes Absägen eine saubere
Stirnkante geschaffen werden, so daß die Zähne sicher eingreifen können.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es ohne weiteres möglich,
Vergrößerungen vorzunehmen, so daß längere Stämme oder breitere Stämme oder eine
größere Anzahl von nebeneinander- oder auch übereinanderliegenden Stämmen bzw. Stammpaketen
gestapelt werden können. Eine Änderung der Eonzeption des Verfahrens bzw. der Vorrichtung
ist hierzu nicht erforderlich. Auch können genauso besäumte Bretter, z.B.
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aus Nadelholz, gestapelt werden.
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Bei der dargestellten Ausführungsform arbeiten die Druckzylinder mit
unterschiedlichem Gesamtquerschnitt und gleichem Luftdruck. Eine stärkere Anpreßkraft
der Zahnleiste 12 im Verhältnis zu den Zähnen 9 kann aber auch dadurch erreicht
werden, daß anstelle eines größeren Gesamtquerschnitts der Zylinder 8 mit einem
höheren Luftdruck gearbeitet wird.
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Entsprechendes gilt für das Verhältnis zwischen den Hilfe zylindern
13 und den Zylindern 7.