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Verfahren und Vorrichtung zum Ausrichten von
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olzstämmen od. dgl. im Einlauf einer Säge-oder Profilzerspanungsmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausrichten von Holzstämmen od. dgl. im
Einlauf einer Säge- oder Profilzerspanungsmaschine, wobei der kontinuierlich und
mit dem Wurzelende voraus zugeführte Holzstamm od. dgl. mindestens zeitweise durch
auf eine zentrische Lage gerichtete Ausrichtkräfte ausgerichtet wird. Die Erfindung
betrifft weiter vorteilhafte Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens.
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Bei einem bekannten Verfahren der genannten Art (DE-PS 19 13 249)
werden Holzstämme oder zweiseitig angefräste Model durch symmetrisch zur Mittellinie
einer Transporteinrichtung bewegbare Ausrichtkörper ausgerichtet und in dieser ausgerichteten
Lage einer sich anschließenden Säge- oder Profilzerspanungs-
maschine
zugeführt. Dieses zentrische Ausrichten des Holzstamms od. dgl. ermöglicht eine
optimale Holzausnutzung, sofern der Stamm nicht gekrümmt, sondern gerade ist.
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Bei gekrümmten Holzstämmen ist allein durch eine symmetrische Ausrichtung
beim Zuführen zu einer Säge- oder Profilzerspanungsmaschine noch keine optimale
Holzausnutzung zu erreichen. Insbesondere bei der in vielen Fällen aus anderen Gründen
bevorzugten Zuführung der Holzstämme mit dem Wurzelende voran ergeben sich Schwierigkeiten
dadurch, daß ein großer Teil der Holzstämme am Wurzelende eine stark asymmetrische
Form aufweist. Wenn das so gestaltete Wurzelende unmittelbar vor dem Einlauf in
die Säge- oder Profilzerspanungsmaschine zentrisch ausgerichtet wird, bedeutet dies,
daß der übrige Teil des Holzstamms überwiegend außermittig liegt, so daß die Gefahr
besteht, daß der nach den seitlichen Abmessungen des Wurzelendes ausgerichtete Schnitt
im weiteren Verlauf aus dem Holzstamm austritt, so daß waldkantige Schnittware erzeugt
wird. Um diese Gefahr zu vermeiden, ist man bestrebt, die Schnittbreite bei derartigen
Holzstämmen geringer zu wählen, wodurch sich aber eine geringere Holzausnutzung
ergibt.
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Es ist schon versucht worden, durch eine vollständige Vermessung des
gesamten Holzstamms od. dgl. in einem aufwendigen Rechenvorgang die für eine optimale
Holzausnutzung günstigste Schnittbreite und -lage zu ermitteln und den Holzstamm
nach diesem Rechenergebnis auszurichten und in dieser ausgerichteten Lage der Säge-
oder profilzerspanungsrnaschine zuzuftiliren.
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Theoretisch könnte diese Verfahrensweise optimale Ergebnisse hinsichtlich
der Holzausnutzung bringen. In der Praxis sind hiermit jedoch so schwerwiegende
Nachteile und Schwierigkeiten verbunden, daß eine praktische Ausführung kaum möglich
ist. Der Aufwand für die Vermessung, die rechnerische Verarbeitung der Meßergebnisse
und für den Ausrichtvorgang ist so groß, daß unter den schwierigen Arbeitsbedingungen
der alltäglichen praxis und vor allem bei den sehr hohen Arbeitsgeschwindigkeiten
moderner Profilzerspanungsniaschinen kein befriedigendes Ergebnis erzielt werden
konnte, zumal die Störanfälligkeit der hierfür erforderlichen Einrichtungen hoch
ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten
Art zu schaffen, durch das mit verhältnismäßig geringem Aufwand eine schnelle und
wirksame Ausrichtung der Holzstämme od. dgl. erreicht wird, die eine weitgehend
optimale Holzausnutzung ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch die folgenden erfindungsgemäßen Verfahrensschritte
erreicht.
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a) Der Holzstamm od. dgl. wird an einer vorderen und einer im Abstand
dazu liegenden hinteren Zentrierstelle durch auf eine zentrische Lage gerichtete
Ausrichtkräfte zentrisch ausgerichtet; b) an einer zwischen der vorderen und der
hinteren Zentrierstelle liegenden mittleren Meß- und Zentrierstelle wird ein die
seitliche Abweichung des Holzstamms od. dgl. erfassendes Signal ermittelt;
c)
das die seitliche Abweichung erfassende Signal steuert eine der ermittelten seitlichen
Abweichung entgegengerichtete Verschiebung des Holzstamms od. dgl. an der vorderen
Zentrierstelle; d) nach dem Eintritt des Holzstamms od. dgl. in die Säge-. oder
Profilzerspanungsmaschine werden an der vorderen Zentrierstelle und/oder an der
mittleren Meß- und Zentrierstelle auf eine zentrische Lage gerichtete Ausrichtkräfte
auf den Holzstamm od.dgl.
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ausgeübt.
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Dadurch wird erreicht, daß der Holzstamm in die Säge-oder Profilzerspanungsmaschine
in einer Ausrichtlage eingeführt wird, die sich nicht nach dem möglicherweise gekrümmten
und einseitigen vorderen Wurzelende des Holzstamms richtet, sondern nach der Beschaffenheit
an einer mehr zur Längsmitte des Holzstamms liegenden Stelle. Entsprechend dem so
ermittelten Meßergebnis wird das voranlaufende Wurzelende des Holzstamms seitlich
verschoben und zugeführt. Zugleich wird der Holzstamm aber an einer noch weiter
entfernten, hinteren Zentrierstelle weiterhin mittig zentriert. Die auf diese Weise
erreichte Ausrichtlage ergibt eine sehr gute Annäherung an die Ausrichtlage, die
theoretisch eine optimale Holzausnutzung ermöglichen würde, die jedoch nur mit sehr
großem Aufwand zu erreichen wäre.
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Da der Holzstamm unmittelbar nach seinem Eintritt in die Säge- oder
Profilzerspanungsmaschine dort in Querrichtung abgestützt wird, beispielsweise an
den Spaltkeilen eines Sägegatters oder den stirnseitigen
Stützscheiben
der Messerköpfe von Profilzerspanungsmaschinen, werden zu diesem Zeitpunkt die an
der vorderen Zentrierstelle und gegebenenfalls an der mittleren Meß- und Zentrierstelle
ausgeübten seitlichen Ausrichtkräfte so umgeschaltet, daß sie nun wieder auf eine
zentrische Lage des Holzstamms gerichtet sind. Dadurch wird nicht nur die an der
hinteren Zentrierstelle schon von Anfang an vorgenommene zentrische Ausrichtung
des Holzstamms auch bei dessen weiterem Durchlauf weitergeführt, sondern man erreicht
bei gekrümmten Stämmen auch einen gekrümmten Schnittverlauf, der mindestens in gewissem
Umfang der Stammkrümmung folgt und dadurch die Holzausnutzung noch wesentlich verbessert.
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Da während des Durchlaufs eines Holzstamms nur an einer Stelle und
nur zu einem bestimmten Zeitpunkt gemessen und nur zu einem bestimmten Zeitpunkt
eine Umschaltung der seitlichen Ausrichtkräfte vorgenommen wird, läßt sich ein sehr
schneller Verfahrensablauf erreichen, der beispielsweise an die hohe Arbeitsgeschwindigkeit
moderner Profilzerspanungsmaschinen angepaßt ist. Im Gegensatz zu bekannten Ausrichtverfahren
und -vorrichtungen wird daher die mögliche hohe Arbeitsgeschwindig keit der Profilzerspanungsmaschinen
nicht durch die beschränkte Arbeitsgeschwindigkeit der vorgeschalteten Ausrichtvorrichtungen
begrenzt.
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Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens mit mehreren im Einlauf einer Säge- oder Profilzerspanungsmaschine hintereinander
angeordneten seitlichen Ausrichteinheiten mit jeweils symmetrisch zu einer Mittellage
bewegbaren Ausricht-
körpern, die mittels einer Ausricht-Antriebseinrichtung
antreibbar sind.
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Erfindungsgemäß ist bei einer derartigen Vorrichtung vorgesehen, daß
im Einlauf der Säge- oder Profilzerspanungsmaschine drei Ausrichteinheiten im Abstand
hintereinander angeordnet sind, daß die mittlere Ausrichteinheit mit einer Meßeinrichtung
versehen ist, und daß mindestens die beiden Ausrichtkörper der vorderen Ausrichteinheit
gemeinsam exzentrisch verschiebbar sind.
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Gegenüber bekannten Vorrichtungen , die nur eine zentrische Ausrichtung
des Holzstamms od. dgl. ermöglichen, ist der Bauaufwand nur geringfügig vergrößert;
jedoch wird dadurch eine wesentliche Steigerung der Holzausnutzung ermöglicht. Die
Verbindung der mittleren Ausrichteinheit mit der Meßeinrichtung führt zu einer sehr
robusten und wenig störanfälligen Ausführung, mit der die erforderliche Messung
schnell und mit völlig ausreichender Genauigkeit vorgenommen werden kann.
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Die gemeinsame seitliche Verschiebbarkeit der beiden Ausrichtkörper
der vorderen Ausrichteinheit ermöglichen es, die Antriebe für die außermittige Verschiebung
einerseits und die zentrische Ausrichtung andererseits voneinander zu trennen, so
daß auch getrennt angesteuert werden können, wodurch sich der erforderliche Steuerungsaufwand
sehr gering halten läßt.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungs-
gedankens
sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Wenn vorstehend "Holzstämme od. dgl. genannt wurden, so sind damit
sowohl unbearbeitete Rundholzstämme als auch mehr oder minder bearbeitete, jedenfalls
aber seitlich noch unbesäumte Schnittware gemeint, wie Model, aber auch unbesäumte
Bretter und Bolen.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert,
die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt: Fig. 1 in einer stark vereinfachten
Draufsicht eine Vorrichtung zum Ausrichten von Holzstämmen od. dgl. im Einlauf einer
Profilzerspanungsmaschine, wobei sich der Holzstamm noch im Abstand vor den Messerköpfen
der Profilzerspanungsmaschine befindet, Fig. 2 eine Draufsicht entsprechend der
Fig. 1, wobei sich der Holzstamm jedoch unmittelbar zu Beginn des Eingriffs der
Messerköpfe befindet, Fig. 3 eine gegenüber den Fig. 1 und 2 abgewandelte Ausf(ihrungsform
einer der dort gezeigten Ausrichteinheiten und Fig. 4 in einer Teildarstellung entsprechend
der Fig. 3 eine demgegenüber abgewandelte Ausführungsform des Druckmittelzylinders
als Antrieb für eine Querverschiebung.
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Bei der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Vorrichtung wird ein Holzstamm
1 durch eine (nicht dargestellte) zufuhr Transporteinrichtung zwei einander gegenüberliegenden
Messerköpfen
2 einer Profilzerspanungsmaschine zugeführt, die die seitlichen Segmente des Holzstamms
1 zerspanen, so daß ein beidseitig angeflachtes Model entsteht, dessen Breite durch
den Abstand der Stirnflächen der beiden Messerköpfe 2 bestimmt ist.
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Im Einlauf der Profilzerspanungsmaschine sind hintereinander drei
Ausrichteinheiten 3, 4 und 5 angeordnet, die jeweils zwei einander gegenüberliegende
Ausrichtrollen 31, 32, 41, 42 bzw. 51, 52 aufweisen. Die Ausrichtrollen sind jeweils
an Schwenkarmen 33, 34, 43, 44 bzw. 53, 54 gelagert, die wiederum jeweils in einer
gestellfesten Lagerung 35, 36, 45, 46 bzw. 55, 56 gelagert sind.
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An den Schwenkarmen 33, 34, 43, 44 und 54 greifen druckmittelbetätigbare
Kolben-Zylinder-Einheiten 37, 47 bzw. 57 an, die durch eine Steuereinrichtung 6
pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagbar sind.
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Die Schwenkarme 33 und 34 sind durch eine geteilte Koppelstange 38,
die aus den Eoppelstangenhälften 38a und 38b besteht, in der Weise miteinander gekoppelt,
daß die Schwenkarme 33 und 34 gegensinnige Schwenkbewegungen ausführen. Um dies
zu erreichen, greift das Koppelstangenteil 38b am Schwenkarm 34 zwischen der Ausrichtrolle
32 und der gestellfesten Lagerung an, während der Schwenkarm 33 als zweiarmiger
Hebel ausgeführt ist, bei dem das Koppelstangenteil 38a an dem der Ausrichtrolle
31 abgekehrten Hebelarm angelenkt ist. In gleicher Weise sind die Schwenkarme 43
und 44 der Ausrichteinheit 4 durch eine aus
den Teilen 48a und
48b bestehende Koppelstange 48 miteinander verbunden. Die Schwenkarme 53 und 54
der Ausrichteinheit 5 sind ebenfalls in der beschriebenen Weise durch eine Koppelstange
58 verbunden, die jedoch ungeteilt ausgeführt ist.
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Die beiden Koppelstangenteile 38a und 38b tragen Jeweils einen Kolben
39a bzw. 39b, die in zwei starr miteinander verbundenen Druckmittelzylindern 39c
bzw.
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39d angeordnet sind, die ebenfalls mit der Steuereinrichtung 6 in
Verbindung stehen und mit Druckmittel beaufschlagt werden können.
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In gleicher Weise sind die Koppelstangenteile 48a und 48b der Ausrichteinheit
4 mit Kolben 49a und 49b versehen, die in starr miteinander verbundenen Zylindern
49c und 49d angeordnet sind, die ebenfalls mit der Steuereinrichtung 6 in Verbindung
stehen. Die Druckmittelzylinder 39c, 39d bzw. 49c, 49d sind jeweils.
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schwimmend auf den zugehörigen Koppelstangen 38 bzw.
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48 angeordnet.
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Die Koppelstange 48 der Ausrichteinheit 4 ist mit einer die Längenänderung
der Koppelstange 48 erfassenden Längenmeßeinrichtung 7 verbunden, die beim dargestellten,
vereinfachten Ausführungsbeispiel zwei Endschalter 71 und 72 aufweist, die mit dem
einen Koppelstangenteil 48 fest verbunden sind. Die Sndschalter 71 und 72 stehen
in Funktionsverbindung mit einem Taster 73, der mit dem anderen Koppelstangenteil
48a verbunden ist. Die Meßeinrichtung 7 liefert an die Steuereinrichtung 6 Signale,
wenn der
Taster 73 den Endschalter 71 oder den Endschalter 72 betätigt.
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Im Bereich der Messerköpfe 2 ist in der Profilzerspanungsmaschine
ein vorzugsweise berührungslos, beispielsweise optisch arbeitender Detektor 8 angeordnet,
der den Durchlauf des Stammanfangs erfaßt und ein Signal an die Steuereinrichtung
6 gibt.
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In dem in Fig. 1 gezeigten Zustand befinden sich die Aufrichteinheiten
3 und 5 in ihrem Ausgangszustand; sie richten den Holzstamm 2 in eine zentrische
Lage aus.
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Die auf diese zentrische Lage gerichtete Bewegung der Ausrichtrollen
51 und 52 ist durch die starre Ausführung der Koppelstange 58 gewährleistet. Die
Koppelstange 38 der Ausrichteinheit 3 wird ebenfalls auf einer solchen Länge gehalten,
daß eine zentrische Bewegung der Ausrichtrollen 31 und 32 sichergestellt ist. Diese
Mittels stellung der Koppelstange 38 stellt sich ein, wenn der eine Kolben 39a vollständig
ausgefahren und der andere Kolben 39b vollständig eingefahren ist.
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Da der Holzstamm 1 - wie-dargestellt - seitlich gekrümmt ist, müssen
die Ausrichtrollen 41 und 42 eine außermittige Lage einnehmen, wenn sie gegen den
Holzstamm 1 gedrückt werden. Diese außermittige Lage führt zu einer Längenänderung
der Koppelstange 48, Beim Beispiel nach Fig. 1 ist angenommen, daß die Krümmung
des Holzstamms 1 so stark ist, daß der mit gestrichelten Linien eingezeichnete Schnittverlauf
aus dem Holzstamm heraus verlaufen würde. Der Abstand der Endschalter 71 und 72
entspricht der durch Messerköpfe 2 vorgegebenen
Schnittbreite.
Deshalb wird beim dargestellten Beispiel der Endschalter 72 durch den Taster 73
betätigt und liefert ein Signal an die Steuereinrichtung 6.
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Die Steuereinrichtung 6 beaufschlagt daraufhin den Zylinder 39d, so
daß der Kolben 39b ausgefahren wird, d. h. die Länge der Koppelstange 38 wird vergrbßert.
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Dadurch wird eine außermittige Verlagerung der Ausrichtrollen 31 und
32 erreicht; das Wurzelende des Holzstamms 1 wird in der in Fig. 2 gezeigten Weise
außermittig verschoben. Dadurch verschiebt sich auch der im Bereich der Meß- und
Ausrichteinheit 4 liegende Teil des Holzstamms 1 so weit, daß der Taster 73 außer
Eingriff mit dem Endschalter 72 gelangt.
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In dieser Lage wird der Holzstamm 1 wie in Fig. 2 gezeigt den Messerköpfen
2 zugeführt. Nachdem die Messerköpfe 2 das Wurzelende des Holzstamms 1 beidseitig
angefräst haben, wird der Holzstamm 1 zwischen stirnseitigen Führungstellern 21
der Messerköpfe 2 seitlich geführt.
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Sobald das vordere Ende des Holzstamms 1 in der in Fig. 2 strichpunktiert
dargestellten Stellung den Detektor 8 erreicht, der ein Signal an die Steuereinrichtung
6 liefert, wird die Druckmittelbeaufschlagung der Zylinder 39c und 39d wieder so
umgestaltet, daß die Kolben 39a und 39b in ihre in Fig.1 gezeigte Ausgangslage zurückzukehren
suchen, d. h.
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die Ausrichtrollen 31 und 32 werden in ihre zentrierende Lage gedrückt.
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In gleicher Weise werden die Zylinder 49c und 49d beaufschlagt, 80
daß auch die Ausrichtrollen 41 und 42 in Richtung auf eine zentrische, d. h. symmetrische
Lage gedrückt werden. Dadurch wird eine zentrische Ausrichtung des nachlaufenden
Stammendes auch dann eingehalten, wenn das Stammende die hintere, ständig zentrisch
ausgerichtete Ausrichteinheit 5 verlassen hat.
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Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Meß- und Ausrichteinheit
4. Diese Ausführungsform könnte entsprechend auch für die Ausrichteinheit 3 verwendet
werden.
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Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführung sind die Ausrichtrollen 41
und 42 mit ihren zugeordneten Schwenkarmen 43 und 44 an einem Schlitten 6o angelenkt,
der auf gestellfesten Führungsstangen 61 mittels eines Drucknittelzylinders 62 quer
zur FUrderrichtung des Holzstamms 1 verschiebbar ist. Die Schwenkarme 43 und 44
sind über miteinander kämmende Zahnsegmente 63 und 64 derart miteinander verbunden,
daß sie gegensinnige Schwenkbewegungen ausführen.
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Der Antrieb für diese Schwenkbewegungen erfolgt über einen Druckmittelzylinder
65, der einerseits am Schlitten 60 und andererseits an einem Zahnsegment 64 angreift.
Dieser Druckmittelzylinder 65 entspricht den Druckmittelzylinders 47 der Ausführung
nach Fig.1.
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Der Druckmittelzylinder 62 übernimmt die Funktion der Zylinder 490
und 49d der Ausführung nach Fig. 1, d. h. er drückt den Schlitten 60 in seine mittige
Lage, nachdem der Holzstamm 1 den Detektor 8 erreicht hat.
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Die durch die Stammkrümmung bedingte außermittige Lage des Schlittens
60 wird beim Beispiel nach Fig. 3 durch eine nur schematisch dargestellte Längenmeßeinrichtung
66 erfaßt, die ein Signal an die Steuereinrichtung 6 liefert.
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Wenn die Ausführung nach Fig. 3 für die Ausri¢htelnheit 3 verwendet
wird, wird zweckmäßigerweise der Zylinder 62 durch die miteinander verbundenen Druckmittelzylinder
67a, 67b nach Fig. 4 ersetzt, die die Funktion der Zylinder 39c und 39d nach Fig.
1 aber nehmen und in entsprechender Weise gesteuert werden.
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Die in Fig. 3 gezeigte, kontinuierlich arbeitende Längenmeßeinrichtung
66 kann beim #usführungsbei spiel nach den Fig. 1 und 2 die dort nur zur Erfassung
bestimmter Endlagen geeignete Meßeinrichtung 7 ersetzen, so daß die Steuereinrichtung
6 ein kontinuierliches Verstellsignal an die Ausrichteinheit 3 entsprechend den
seitlichen Abmessungen des Holzstamms 1 im Bereich der Einheit 4 liefert.
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Anstelle des Detektors 8 kann auch ein schon weit vor der Säge- oder
Profilzerspanungsmaschine angeordneter Detektor vorgesehen werden, beispielsweise
eine Lichtschranke dessen Signal durch ein Zeitrelais verzögert wird, um den Eintritt
des Vorderendes des Holzstamms in die Säge- oder Profilzerspanungsmaschine zu signalisieren.
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