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Maschine zum Bearbeiten von Holzstämmen
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Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Bearbeiten von Holzstammen
mittels eines rotierenden Messerkopfes.
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Holzbearbeitungsmaschinen mit rotierenden Messerköpfen sind in aller
Regel Fräsmaschinen, zu deren Aufgaben es gehört, Hölzer abzurichten, also auf eine
gewünschte Stärke oder in ein gewünschtes Profil zu überführen. Es sind auch sogenannte
Formfräsen bekannt, um Hölzer zum Beispiel mit Zapfen, mit Nut und Feder oder ähnlichen
Formteilen zu versehen.
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Es sind auch Holzbearbeitungsmaschinen mit feststehenden Messern als
sogenannte Schälmaschinen bekannt geworden, insbesondere für die Holzentrindung
und für die Herstellung von Furnieren.
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Trotz der Vielfalt in der Ausbildung von Holzbearbeitungsmaschinen
sind eine Reihe von Holzbearbeitungen noch immer von Hand durchzuführen; dies gilt
insbesondere für das sogenannte Anschäften von frischen Nadelhölzern, die als Christ-
oder Weihnachtsbäume nach dem Zuschneiden auf die gewünschte Länge in ihrer Schaftstärke
der Aufnahme-Öffnung eines Ständers angepaßt werden müssen. Dies ist relativ schwierig,
da einmal das frische, stark harzhaltige Holz schlecht zu handhaben ist und zum
anderen ohne besondere Übung ausreichend zylindrische Anschäftungen mit Hilfe von
Axt, Messer, Stecheisen, Säge, Raspel und ähnlichen Werkzeugen nicht erzielbar
sind.
Bekanntlich überragen die bis zum Stammende vorhandenen Äste seitlich den Stamm
um ein Vielfaches, so daß ein solcher Nadelbaum ein überaus sperriges Gebilde darstellt,
dessen Spitze wiederum infolge der starken Verjüngung beim Handhaben des Baumes
stark bruchgefährdet ist. Es entstehen dann meist keilförmige Anspitzungen anstelle
der gewünschten zylindrischen Anschäftung, so daß der Baum im Ständer mit Keilen
u. ä. geradezurichten ist. Infolge der unvermeidlichen Austrocknung des frischen
Holzes erfolgt laufend eine Form- und Durchmesseränderung, was zur Schiefstellung
des Baumes führt. Dies ist nicht nur ein unerfreulicher Anblick, sondern erfordert
Abhilfe durch neues Verkeilen des Baumes im Ständer.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe durch eine
neue Maschine für das zylindrische Anschäften von Baumstämmen zu schaffen, die einfach
und billig in der Herstellung ist, andererseits aber geeignet ist, auch Baumstämme
unterschiedlichen Durch messers sicher und störungsfrei anzuschäften, ohne daß es
hierfür einer besonderen Ausbildung oder Übung bedarf.
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Ausgehend von einer Maschine zum Bearbeiten von Holzstämmen mittels
eines rotierenden Messerkopfes ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst,
daß der Messerkopf mindestens ein Messer aufweist, dessen Schneidkante im Abstand
zur Drehachse des Messerkopfes und dazu geneigt angeordnet ist, und daß ein den
axialen Vorschub des zu bearbeitenden Holzstammes in bezug auf den Messerkopf begrenzender
Anschlag vorgesehen ist.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind mit dem
Messerkopf drei je um 1200 gegeneinander versetzt liegende, in ihrem Abstand zur
Drehachse veränderbare Messer verbunden, und ist der Abstand des oder der Messer
zur Drehachse des Messerkopfes mittels eines Handstellgliedes einstellbar.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht der Messerkopf aus
einem an einem Getriebe fliegend gelagerten Zylindermantelteil und einem die Halterung
für die Messer bildenden Kegelmantelteil, wobei der Kegelmantelteil des Messerkopfes
aus drei gleichartig ausgebildeten Formstücken besteht, mit denen jeweils ein Messer
verbunden ist und jedes Formstück über einen Federstab mit dem Zylindermantelteil
des Messerkopfes fest verbunden ist, wobei über ein auf dem Zylindermantelteil axial
verschiebbar gelagertes Druckstück der Abstand der Messer von der Drehachse des
Messerkopfes entgegen der Federkraft der Federstäbe veränderbar ist.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung und Ausbildung des Messerkopfes
kann auf einfachste Weise durch Einführung des Stammendes in den als Trichter ausgebildeten
Messerkopf bis zum Anschlag das Stammende auf den gewünschten Durchmesser verjüngt
werden, und zwar zylindrisch mit einem über die gesamte Länge der Verjüngung gleichen
Durchmesser.
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Die Neigung der Messer zur Drehachse des Messerkopfes ermöglicht,
Baumstämme unterschiedliChsten Durchmessers gleich gut zylindrisch mit stets gleichem
Schaftdurchmesser anzuschäften. Durch Einstellen des Abstandes der'Messer von der
Drehachse ist dieser Durchmesser in vorbestimmten Größen frei wählbar, wobei diese
Durchmesser in Ubereinstimmung mit den gängigen Durchmessern der Aufnahmeöffnungen
der Baumständer zu wählen sind.
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Der Antrieb des Messerkopfes kann mittels eines Elektromotors, eines
Bezinmotors, durch eine Zapfwelle und ähnliche Antriebsmittel erfolgen.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weisen die Messer eine etwa
rechtwinklig zur Hauptschneidkante angeordnete weitere , die Stirnseite des Kegelmantelteiles
des Messerkopfes überragende Schneidkante auf. Dies hat den Vorteil, daß sowohl
Äste als auch Astansätze im Bereich der späteren Anschäftung abgeschnitten werden,
ehe das Stammende in den inneren Bereich des Messerkopfes gelangt.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der Anschlag durch
ein axial zwischen einer Ruhe- und einer Arbeitsstellung verscliiebbar gelagertes
Gehäuseteil gebildet sein, das dem Kegelmantelteil des Messerkopfes benachbart ist,
er kann aber auch im Zylindermantelteil des Messerkopfes angeordnet sein.
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Durch den Anschlag wird die Länge der herzustellenden Anschäftung
bestimmt; im allgemeinen genügt es, wenn die Anschäftung eine Länge von etwa 90
mm aufweist. Jede andere Länge ist möglich.
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Das verschiebbare Gehäuseteil im Bereiche der Öffnung des Kegelmantelteils
des Messerkopfes hat den Vorteil, daß es in seiner Ruhelage den Zugang zu den Messerkanten
des Messerkopfes erschwert, was im Sinne der notwendigen Unfallverhütung sehr vorteilhaft
ist.
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Wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der Anschlag im Grenzbereich
zwischen Zylindermantel- und Kegelmantelteil des Messerkopfes angeordnet, so kann
die Maschine auch zum Anspitzen von ua Rundhölzern zu sogenannten Palisaden benutzt
werden. Der Einsatzbereich ist also sehr groß.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele
beschrieben. Es zeigen: Figur 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform der
Maschine nach der Erfindung ohne Gehäuse, Figur 2 eine Vorderansicht eines Messerkopfes
für eine Maschine nach Figur 1, Figur 3 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform
a und b der Maschine gemäß der Erfindung, ebenfalls ohne Gehäuse dargestellt,
Figur
4 eine Vorderansicht eines Messerkopfes für eine Maschine nach Figur 3, Figur 5
eine perspektivische Darstellung eines Formstückes für einen Messerkopf der Ausführungsform
nach Figur 3, Figur 6 eine perspektivische Darstellung eines Gehäuses für die Ausführungsform
der Maschine nach Figur 1 Figur 7 einen Schnitt durch die axial verschiebbare, als
Anschlag dienende Abdeckung des vorderen Bereiches des Messerkopfes als Teil des
Gehäuses nach Figur 6, und Figur 8 eine weitere Ausführungsform des den axialen
Vorschub eines zu bearbeitenden Rundholzes begrenzenden Anschlages zum Anspitzen
des Rundholzes mittels einer Maschine nach Figur 1 oder 3.
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Eine Maschine 10 zum Bearbeiten der Holzstämme 11, insbesondere von
frischen Nadelbäumen, umfaßt, wie Figur 1 zeigt, einen drehbar gelagerten Messerkopf
12, ein Getriebe 13 und einen Antriebsmotor 14. Der Antriebsmotor ist an dem aufrechtstehenden
Schenkel 15a eines Winkelbleches 15 angeflanscht, das das Getriebe 13 trägt und
mit seinem anliegenden Schenkel 15b mit einem Maschinenfuß 17 verbunden ist.
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Der Messerkopf 12 besteht aus einem Zylindermantelteil 20 und einem
Kegelmantelteil 21, der einen Schlitz 22 zur Aufnahme eines Messers 24 aufweist,
vgl. auch Figur 2. Die Schneidkante 25 des Messers 24 ist im Abstand a zur Drehachse
26 und um den Winkel ob dazu geneigt angeordnet. Ferner ist das Messer, wie Figur
2 zeigt, tangential angestellt, um die notwendigen Schneid- und Freiwinkel zu erzielen.
Der Messerkopf 12 ist mittels seines Zylindermantelteils 20 auf einen Wellenstumpf
28 des Getriebes 13 aufgeschoben und in
der aufgeschobenen Lage'mittels
eines Keils 29 gesichert, der in entsprechende Keilnuten im Wellenstumpf und an
der lnnenmantelfläche des Zylindermantelteils 20 eingreift. Der Messerkopf ist also
fliegend gelagert. Das Messer 24 weist eine dem Abschneiden von Ästen und Astansätzen
am Stammende dienende stirnseitige Schneide 23 auf. Als die Bearbeitungslänge des
Baustammes 11 bestimmender Anschlag 31 dient im einfachsten Falle die Stirnseite
des Wellenstumpfes 28, wie dies deutlich Figur 1 zeigt.
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Ein in Figur 6 näher dargestelltes Gehäuse 40 umgibt Messerkopf und
Getriebe und besteht aus einem quaderförmig gebogenen Blecn von fünfeckigem Querschnitt.
Im Bereiche des Kegelmantelteils 21 des Messerkopfes 12 ist eine nach unten sich
erstreckende Spanführung 41 von viereckigem Querschnitt angeordnet. Das Gehäuse
ist mit seinem von der Spanführung freien Teil mit dem Winkelblech 15 verschraubt;
an dieses Teil schließt sich ein als Pyramidenstumpf ausgebildetes Gehäuseteil,
das den Maschinenfuß 17 umgibt, an. Auf diese Weise wird auch ästhetisch gutes Aussehen
des auch dem Unfallschutz dienenden Gehäuses erreicht.
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Die Stirnseite 42 des Gehäuses 40 kann auch als Anschlag dienen.
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Hierzu ist die Stirnseite mittels Gleitführungen 44 in bezug auf das
Gehäuse in axialer Richtung bis zu Anschlägen 46 verschiebbar gelagert und durch
Druckfedern 45 in der in Figur 6 dargestellten Lage gehalten, in der die Stirnseite
gleichzeitig als Unfallschutz dient. In dieser Stellung deckt sie nämlich zurnindest
teilweise die Stirnseite des Messerkopfes 12 ab.
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Gängige Maße für den Zylindermantelteil sind ein Innendurchmesser
von 25 bis 30 mm und eine Länge von ca. 290 mm, der Öffnungswinkel des Kegelmantelteils
beträgt zwischen 30 und 40". Der Messerkopf wird mit etwa 400 U/min angetrieben.
Als Motor kann ein Elektromotor oder auch ein Benzinmotor dienen. Es kann aber auch
ein Zapfwellenantrieb vorgesehen sein.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Maschine ist folgende: Nach Einschalten
des Antriebes rotiert der Messerkopf 12 mit etwa 400 U/min. Der anzuschäftende Nadelbaum
wird mit seinem Stammende von Hand etwa gleichachsig zur Drehachse des Messerkopfes
in dessen Kegelmantelteil 21 eingeführt. Das dort befindliche Messer 24 gelangt
in Eingriff mit dem Stammende und schält das Holz im Ausmaße des Vorschubes ab,
wodurch das Stammende eine Verringerung seines Durchmessers erfäht bis auf die Größe
des doppelten Abstandes a der der Drehachse am nächsten liegenden Messerkante. Da
die Länge des Vorschubes durch den Anschlag 31 begrenzt ist, wird eine etwa 90 mm
lange Anschäftung 11a des Nadelbaumes 11 erreicht.
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Durch die Schrägstellung des Messers 24 wird nicht nur die Möglichkeit
der Verarbeitung von Stammenden unterschiedlichen Durchmessers gegeben, sondern
auch ein leichter Anschnitt am Beginn der Anschäftung erzielt, was bei feuchtem,
harzhaltigen Holz von besonderem Vorteil ist. Sobald der Anschlag 31 erreicht ist,
wird der Nadelbaum 11 zurückgezogen und der Arbeitsvorgang ist beendet. Die der
Schräye des Messers 24 entsprechende Schräge zwischen der zylindrischen Anschäftung
11a und dem unveränderten Stammdurchmesser des Nadelbaumes 11 stört beim anschließenden
Aufstellen des Nadelbaumes mittels eines üblichen, hier nicht dargestellten Baumständers
nicht.
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Die beim Schälvorgang anfallenden Späne werden vom Gehäuse 40 aufgefangen
und durch die Spanführung 41 nach unten abgeleitet, so daß keinerlei Belästigung
durch aufgeschleuderte Späne eintreten kann.
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Die als Abdeckung wirkende Stirnseite 42 des Gehäuses ist beim Einführen
des Stammendes in die Öffnung des Messerkopfes durch die am Stamm des Nadelbaumes
vorhandenen Äste in bezug auf das Gehäuse 40 entgegen der Wirkung der Druckfedern
nach innen gedrückt worden und hat dadurch den vollständigen Zugang des Stammendes
zum Kegelmantelteil 21 und damit auch zum Zylindermantelteil 20 des Messer Kopfes
freigegeben, so daß die durch den Anschlag 31 bestimmte gegesamte
Länge
des Stammendes angeschäftet werden kann. Das Arneiten mit der beschriebenen Maschine
wird durch die leichte Schrägstellung der Drehachse des Messerkopfes gegenüber der
Waagerechten erleichtert.
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In Figur 3 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Maschine gezeigt, die sich gegenüber der beschriebenen Ausführungsform nach Figur
1 im wesentlichen durch die Gestaltung des Messerkopfes unterscheidet.
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Der in Figur 3 dargestellte Messerkopf 49 besitzt ebenfalls ein Zylindermantelteil
50 und ein Kegelmantelteil 51, jedoch sind beide für sich getrennte Teile. Der relativ
lang ausgebildete Zylindermantelteil ist in Figur 3 mit einem Anschlußflansch 52
für die Kupplung mit einem an sich bekannten Zapfwellenantrieb 53 ausgestattet und
in einem sich auf dem Boden abstützenden Maschinenrahmen 54 drehbar gelagert. Der
Maschinenrahmen weist als sogenannte Anbaueinheit im einzelnen nicht beschriebene
Anschlüsse für den Anbau an einen Schlepper auf.
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Der Kegelmantelteil 51 besteht aus drei voneinander getrennten, aber
gleichen Formstücken 55, 56 und 57, die jeweils ein Messer 58 tragen, das im Abstand
a zur Drehachse des Messerkopfes und dazu geneigt angeordnet ist, wenn das jeweilige
Formstück mit dem Zylindermantelteil 50 verbunden ist. Jedes Messer weist ferner
an seiner einen Stirnseite im rechten Winkel zur Messerkante 59 eine weitere, hier
gezahnt ausgebildete Messerkante 60 auf, die die Stirnseite des Formstückes überragt.
Jedes Formstück ist mittels eines Federstabes 62 mit dem Zylindermantelteil fest
verbunden, so daß die drei Formstücke 55 bis 57 sich zu dem genannten Kegelmantelteil
ergänzen, vgl. Figur 4.
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Wie aus Figur 3 ferner zu ersehen ist, sitzt auf dem Zylindermantelteil
50 ein axial verschiebbares Druckstück 63, das drei um 1200 versetzte, an einem
ringförmigen Teil angelenkte Arme 64 aufweist, deren Nuten 65 die Federstäbe 62
teilweise umfassen.
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Ein zweiarmiger Handhebel 67 ist bei 68 im Maschinenrahmen 54 schwenkbar
gelagert und umfaßt mit einer Gabel 69 das Zylindermantelteil 50. Die Gabelenden
70 tragen zum Beispiel aus Kunststoff bestehende Gleitstücke 71, die an der den
Formstücken abgewandten Stirnfläche 72 anliegen. Beim Schwenken des Handhebels 67
in Richtung des Pfeiles 73 wird daher das Druckstück 63 gegen die Formstücke und
diese entgegen der Kraft der Federstäbe 62 in Richtung zur Drehachse bewegt. Auf
diese Weise ist der Abstand a der Messerkante in bezug auf die Drehachse veränderbar.
Der Handhebel 67 weist einen Zapfen 75 auf, mit dem ein Rasthebel 76 derart in Eingriff
steht, daß die jeweilige Einstellage des Handhebels und damit der Formstücke festlegbar
ist. Der Rasthebel 76 ist am Maschinenrahmen angelenkt.
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Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Ausführungsform entspricht
der Wirkungsweise der Ausführungsform nach Figur 1.
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Auch hier wird der'axiale Vorschub durch einen Anschlag begrenzt,
der im einfachsten Falle die Stirnseite der Zapfwellenkupplung ist.
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Auch hier ist eine Späne auffangende Abdeckung oder Gehäuse vorhanden,
die jedoch der Einfachheit halber nicht dargestellt und beschrieben sind.
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Schließlich sei auf Figur 8 verwiesen, wo eine besondere Ausbildung
eines Anschlages 80 für den axialen Vorschub dargestellt ist, der in seiner einen
Stirnseite eine kegelförmige Ausnehmung 81 aufweist. Wird ein solcher Anschlag zusammen
mit einer Maschine nach Figur 1 oder Figur 3 verwendet, können Rundhölzer, die als
sogenannte Palisaden vielfach gebraucht werden, mit dem gleichen Messerkopf auf
einfache Weise angespitzt werden. Hierbei ist jedoch zu beachten, daß der Abstand
des Anschlages 80 entsprechend der jeweils gewünschten Neigung der Anspitzung und
dem Durchmesser des anzuspitzenden Rundholzes gewählt ist. Es ist also zweckmäßig,
den Anschlag 80 axial einstellbar zu gestalten; gleiches gilt für den Anschlag 31.