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"Vorrichtung zum Abfräsen von Wurzel-
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anläufen an Rundholz" Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum
Abfräsen von Wurzelanläufen an Rundholz, bestehend aus einem zumindest angenähert
horizontalen Bett, in dem der Stamm durch eine Einspanneinrichtung drehfest gehalten
ist, aus einer Fräswelle, die über eine Zustelleinrichtung in eine etwa achsparallele
Lage zum Bett und in Anlage gegen den Stamm verschieb- oder verschwenkbar ist, und
aus einer Dreheinrichtung, die um die Längsachse des Bettes bzw. die Mittelachse
des Stammes um 360" drehbar ist und die Fräswelle sowie deren Zustelleinrichtung
trägt, die von einem zur Anlage an die Stammoberfläche verschwenk- oder verschiebbaren
Taster gesteuert ist, nach Patent Nr. 33 06 569 (P 33 06 569.1-15).
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Wurzelanläufe stören bei der Verarbeitung von Rundholz. Das gilt z,B.
für den Transport auf Längsförderanlagen, wo sich die Wurzelanläufe verhaken und
dadurch den Transport blockieren können. Das gilt für die Rundholzlagerung in Sortierboxen,
wo aufgepolterte Stämme schräg liegen und häufig so weit rutschen, daß sie sich
mit den Stämmen der Nachbarbox verzahnen; hierdurch wird die Boxentleerung mit Stapler
oder Kran sehr erschwert. Weitere Störungen sind Schwartenschlag am Gatter, festlaufende
Kreissägen, erschwerte Schnittführung bei Blockbandsägen u.dgl.
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Das Zurichten der Stämme kostet wertvolle Zeit und zwar besonders
dann, wenn sich ein Wurzel anlauf bereits verklemmt hat und mühsam mit Handsäge
und Brecheisen wieder freigemacht werden mut3 Es sind automatisch arbeitende Wurzelreduzierer
im Einsatz, die die Wurzelanläufe bis zu dem vom Stamm selbst vorgegebenen Schaftdurchmesser
abfräsen. Allen vorbekannten Vorrichtungen gemeinsam ist das Prinzip, die relative
Umlaufbewegung zwischen Stamm und Fräswerkzeug allein durch Drehung des Stammes
um seine Längsachse zu erzeugen, während das Fräswerkzeug während des Fräsvorganges
stationär gehalten wird. Nachteilig bei diesem Prinzip ist der insbesondere für
lange Stämme erforderliche konstruktive Aufwand, um die Stämme in Rotation zu versetzen.
Nachteilig ist ferner, daß die seitlich von unten angreifende Fräswelle während
des Fräsvorganges auf den Stamm Kräfte ausübt, die diesen nach oben zu drucken versuchen.
Dadurch ergibt sich eine unruhige Auflage des Stammes verbunden mit einer Verringerung
der Standzeit der Fräswelle. Schließlich ist es nicht möglich, mit der ortsfest
gehaltenen Fräswelle beim Abfräsen eine Anpassung an stark gebogene, also aus der
Längsachse des Stammes herausführende Stammenden vorzunehmen. Dies führt zu einem
ungleichmäßigen Abfräsvorgang.
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Der Erfindung gemäß Hauptpatent liegt die Aufgabe zugrunde, die vorbekannten
Verfahren und Vorrichtungen zum Abfräsen von Wurzel anläufen so zu verbessern, daß
eine individuelle Anpassung an die jeweilige Form des zu bearbeitenden Stammendes
möglich ist.
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Diese Aufgabe wird gemäß Hauptpatent durch folgende Verfahrensschritte
gelöst: a) Der Stamm wird ortsfest und drehfest eingespannt; b) die Stammoberfläche
wird an einer Stelle abgetastet;
c) das zur Anlage an den Stamm
gebrachte Fräswerkzeug fräst im Anlagebereich in den Wurzelanlauf bis auf eine durch
die genannte Abtastung ermittelte und festgelegte Radialtiefe; und d) ausgehend
von dieser erreichten Radialtiefe wird anschließend das weiterhin rotierende Fräswerkzeug
einmal um den ruhenden Stamm herumgeführt und dabei in seiner jeweiligen Radial
tiefe durch die gleichzeitig herumgeführte Abtastung der jeweiligen Oberflächenkontur
des Stammes gesteuert.
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Erfindungsgemäß bleibt also der zu bearbeitende Stamm in Ruhe, während
das Fräswerkzeug um den Stamm herumläuft und dabei hinsichtlich seines Radialabstandes
von der Längsachse des Stammes von einem ebenfalls um den Stamm herumlaufenden Taster
oodergl.
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gesteuert wird. Bezugsgröße für die Steuerung des Fräswerkzeuges ist
somit nicht die Stammachse sondern die Stammoberfläche. Dadurch ist eine individuelle
Anpassung der jeweiligen Abfräsung auch bei z.B. stark abgebogenen Stammenden gewährleistet.
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Vorteilhaft ist ferner, daß bei dem neuen Verfahren der Stamm in Ruhe
verbleiben kann; der Aufwand für eine Rotation des unter Umständen sehr langen Stammes
entfällt völlig.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn bei der Vorrichtung gemäß Hauptpatent
die Dreheinrichtung aus einem in einer lotrechten und senkrecht zum Bett liegenden
Ebene drehbar gelagerten Drehkranz besteht, dessen Innendurchmesser größer ist als
der größtmögliche Durchmesser des eingespannten Stammes und dessen Drehachse zumindest
angenähert mit der Mittelachse des eingespannten Stammes fluchtet.
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Die Zustelleinrichtung für die Fräswelle ist zweckmäßig dadurch gekennzeichnet,
daß die Fräswelle zwischen-zwei Schwenkarmen gelagert ist, die über einen Antrieb
um eine Schwenkachse verschwenkbar
sind, die exzentrisch und fliegend
am Drehkranz achs-l parallel zu dessen Drehachse festgelegt ist.
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Der Antrieb für die Schwenkarme kann ein hydraulisch oder pneumatisch
beaufschlagbarer Kolben sein, dessen Steuerung von dem Taster beaufschlagt wird.
Dabei ist der Taster vorzugsweise ein Tastarm, dessen freies Ende die Anlagefläche
für die Stammoberfläche bildet, während das andere Armende drehfest auf einer Kopierwelle
sitzt, die die Steuerung für die Zustelleinrichtung der Fräswelle beaufschlagt.
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Baumstämme weisen an ihrem Wurzelanlauf meist eine schräg zur Mittelachse
verlaufende Schnittfläche auf, da der Baum beim Fällen unterschiedlich, meist durch
einen keilförmigen Schnitt, von seinem Wurzel teil getrennt wird. Vor dem späteren
Zuschneiden des Stammes in Balken, Bretter o.dgl. ist gewöhnlich ein rechtwinkliger
Kappschnitt dieses Wurzelanlaufes erforderlich, da andernfalls keine exakten Brett-
bzw. Balkenlängen eingeschnitten werden könnten. Dieser sogenannte Sauberkeitsschnitt
wird bisher in einem separaten Arbeitsgang durchgeführt, Dazu ist meist ein Querförderer
erforderlich, der den verschiedenen Arbeitsabläufen vorgeschaltet werden muß und
mit einer separaten Kappsäge bestückt wird. Dies erfordert maschinell und vom Platzbedarf
einen großen Aufwand.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wurzelreduzierer gemäß
Hauptpatent hinsichtlich der individuellen Anpassung an die jeweilige Form des zu
bearbeitenden Stammendes weiter zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Zusatzerfindting dadurch gelöst, daß
die Fräswelle in ihrem der Dreheinrichtung zugewandten Bereich mit einem Kreissägeblatt
und/oder einer Frässcheibe bestückt ist, dessen bzw. deren Radius zumindest so groß
ist wie der Radialabstand zwischen der Drehachse der Dreheinrichtung und der Fräswellendrehachse,
wenn
letztere ihre vom größtmöglichen Stammdurchmesser bestimmte Endlage einnimmt.
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Dadurch kann der Sauberkeitsschnitt gleichzeitig mit dem Fräsen des
Wurzel anl aufs ausgeführt werden. Dadurch werden der Maschinenaufwand, die Aufstellfläche
sowie die erforderlichen Manipulationen verringert.
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Eine Frässcheibe kann vorgesehen werden, wenn das durch den Sauberkeitsschnitt
abzutrennende Stammende restlos zerspant werden soll 9 damit eine Scheiben entstehen.
Dabei kann die Frässcheibe zusätzlich zum Kreissägeblatt vorgesehen werden; letzteres
kann aber auch durch eine entsprechend breite Frässcheibe ersetzt werden.
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tIlreissägeblatt und/oder Frässcheibe können am inneren Ende bzw.
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hinteren Ende der Fräswelle, oder aber auch in einem gewissen Abstand
hiervon angeordnet sein. Dabei kann z.B. eine Scheibe der Fräswelle durch das Kreissägeblatt
und/oder die Frässcheibe ersetzt werden.
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Der durch den Abstand zwischen der Drehachse der Dreheinrichtung und
der Fräswellendrehachse bestimmte maximale Durchmesser des ireissägeblatts und/oder
der Frässcheibe ergibt sich dann, wenn in der Vorrichtung der Holzstamm mit dem
größtmöglichen Durchmesser verarbeitet wird, und die Fräswelle beim Abfräsen des
Wurzel anlaufs ihre Endstellung einnimmt, in der sie den kleinsten Radialabstand
von der Drehachse der Dreheinrichtung während des Bearbeitungsvorganges aufweist.
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In der Zeichnung sind eine Ausführungsform gemäß Hauptpatent sowie
einige als Beispiele dienende Ausführungsformen der Zusatzerfindung dargestellt.
Es zeigen: Figur 1 in schematischer Darstellung in Seitenansicht einen Wurzelreduzierer
mit eingespanntem Baumstamm gemäß Hauptpatent; Figur 2 in vergrößertem Maßstab eine
Stirnansicht eines Ausschnittes der Figur 1; Figur 3 in schematischer Darstellung
eine gemäß Zusatzerfindung mit einem Kreissägeblatt bestückte Fräswelle; Figur 4
in Stirnansicht die Fräswelle gemäß Figur 3 in Arbeitsstellung an einem Baumstamm;
Figur 5 einen Ausschnitt der Figur 3 mit einer abgewandelten Ausführungsform und
Figur 6 eine weitere Abwandlung in einer Darstellung gemäß Figur 5.
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Gemäß Figur 1 besteht der dargestellte Wurzelreduzierer im wesentlichen
aus einem Gestell 1 mit einer Fräswelle 2 sowie aus einem zur Aufnahme eines Baumstammes
3 bestimmten Bett, das schematisch in Form zweier Auflager 4 dargestellt ist. Dabei
wird der Stamm 3 so in das Bett eingelegt, daß sein Wurzelanlauf 3a neben dem Gestell
1 und wirft Bereich der trägwelle 2 l legt In dem Gestell 1 ist ein Drehkranz 5
in einer lotrechten und senkrecht zum Bett liegenden Ebene drehbar gelagert. Der
Innendurchmesser des Drehkranzes 5 ist erheblich größer als der größe mögliche Durchmesser
der zur Bearbeitung kommenden Stämme. Die
Drehachse 6 soll mit der
Mittelachse des Stammes 3 fluchten. Um dies dies für jeden Stammdurchmesser sicherzustellen,
sind die beiden Auflager 4 höhenverstellbar. In Figur 2 ist für den Drehkranz 5
ein Antrieb 7 angedeutet, der z.B. über eine Kette 8 dem Drehkranz 5 abwechselnd
eine volle Umdrehung in der einen und dann in der anderen Umdrehungsrichtung verleiht,
wie es die Pfeile 9 in den Figuren 1 und 2 andeuten.
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Auf dem Gestell 1 ist ein in Figur 1 lediglich strichpunktiert dargestellter
Ausleger 10 verschwenkbar gelagert, der an seinem freien, die Fräswelle 2 überragenden
Ende mit einem den eingespannten Stamm 3 von oben beaufschlagenden Niederhalter
11 bestückt ist, der mittig zwischen den beiden Auflagern 4 angreift.
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Die Verschwenkung des Auslegers 10 erfolgt über einen Kolbenantrieb
12.
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Die Fräswelle 2 ist zwischen zwei Schwenkarmen 13 gelagert, die über
einen Kolbenantrieb 14 (siehe Figur 2) um eine Schwenkachse 15 verschwenkbar sind,
die exzentrisch und fliegend am Drehkranz 5 achsparallel zu dessen Drehachse 6 festgelegt
ist.
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An der Fräseinheit ist ein Antriebsmotor 16 für die Fräswelle 2 angeflanscht,
wobei die Motorwelle mit der Schwenkachse 15 der Schwenkarme 13 fluchtet. Für den
die Fräswelle 2 zur Anlage gegen den Stamm 3 schwenkenden Kolbenantrieb 14 ist eine
Steuerung vorgesehen, die von einem Taster 20 beaufschlagt wird.
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Dieser Taster ist als Tastarm ausgebildet dessen freies Ende eine
Anlagefläche für die Stammoberfläche bildet, während das andere Armende drehfest
auf einer Kopierwelle sitzt, die konzentrisch zur Schwenkachse 15 angeordnet ist
und an ihrem inneren Ende drehfest einen Steuerhebel trägt, der die Steuerung betätigt.
Der Taster 20 liegt unmittelbar neben dem äußeren Schwenkarm 13.
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Der Drehkranz 5 ist mit einem das Gewicht seiner Anbauten ausgleichenden
Gegengewicht 23 ausgerüstet.
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Der dargestellte Wurzelreduzierer arbeitet wie folgt: Auf die sich
nach oben z.B. V-förmig öffnenden Auflager 4 wird ein Stamm 3 so gelegt, daß sein
Wurzel anlauf 3a dicht vor dem Drehkranz 5 liegt. Hierbei sind die die Fräswelle
2 tragenden Schwenkarme 13 bezogen auf den Drehkranz 5 radial nach außen geschwenkt.
Durch Anheben bzw. Absenken der Auflager 4 wird der Stamm 3 so ausgerichtet, daß
seine Mittelachse zumindest annähernd mit der Drehachse 6 des Drehkranzes 5 fluchtet.
Durch Betätigen des Kolbenantriebs 12 wird dann der Ausleger 10 so weit nach unten
verschwenkt, bis sich der Niederhalter 11 auf den Stamm 3 auflegt und diesen drehfest
in seine Auflager 4 preßt. Daraufhin wird der Taster 20 so gegen den Stamm 3 verschwenkt,
daß er mit seinem freien Ende auf der Stammoberfläche aufliegt. Dies bewirkt über
Verdrehung der genannten Kopierwelle und Verschwenkung des Steuerhebels eine entsprechende
Beaufschlagung der Steuerung, die z.B. ein Zulaufventil zum Zylinder des Kolbenantriebs
14 öffnet. Der Kolben des Kolbenantriebs 14 fährt daraufhin aus und verschwenkt
über die Schwenkarme 13 die Fräswelle 2, die - nachdem sie durch Einstellen des
Antriebsmotors 16 in Rotation versetzt worden ist - sich dann gegen den Wurzelanlauf
3a anlegt und beginnt, sich in den Wurzel anlauf 3a an der Anlagestelle einzufräsen.
Die über den Taster 20 bewirkte Nachlaufsteuerung der Fräswelle 2 kann dabei so
erfolgen, daß die Fräswelle 2 in ihrer Endstellung bezogen auf die Drehachse 6 immer
einen etwas größeren radialen Abstand aufweist als das freie Ende des Tastarmes
20. In diesem Fall würde sich dann die Fräswelle 2 unter Berücksichtigung der in
Figur 2 dargestellten Position des Tasters 20 so weit in den Wurzelanlauf 3a einfräsen
bis die Fräswelle 2 die in den Figuren 1 oder 2 gezeigte Position einnimmt. Erst
jetzt läuft der Antrieb 7 an und dreht den Drehkranz 5 bezogen auf Figur 2 z.B.
im Uhrzeigersinn um eine volle Drehung, bei der die über den Drehkranz 5 mitgenommene
Fräswelle 2 den Wurzelanlauf 3a über den vollen Umfang des
Stammes
3 abfräst. Während dieses einen Umlaufes des Drehkranzes 5 wird der Radialabstand,
den die Fräswelle 2 zu Beginn der Umdrehung des Drehkranzes 5 von dessen Drehachse
6 einnimmt, in Abhängigkeit von der durch den Taster 20 abgetasteten Stammoberfläche
gesteuert, wobei - wie vorstehend erläutert wurde -die Fräswelle 2 von der Drehachse
6 immer einen etwas größeren Radialabstand einhält als das freie Ende des Tastarmes
20. Nach Vollendung einer vollen Umdrehung des Drehkranzes 5 schaltet der Antrieb
7 ab; der Drehkranz 5 stoppt; die Fräswelle 2 wird in ihre Ausgangslage radial nach
außen verschwenkt; der Taster 20 wird ebenfalls zurückgeschwenkt; durch Anziehen
des Kolbens des Kolbenantriebs 12 wird der Niederhalter 11 angehoben; der Stamm
13 wird aus seinen Auflagern 4 herausge.hoben; ein neuer Stamm kann eingelegt werden.
Bei der nachfolgenden Bearbei tung des neuen Stammes 3 wiederholen sich die vorstehend
genannten Arbeitsgänge, wobei lediglich der Antrieb 7 den Drehkranz 5 nunmehr entgegen
dem Uhrzeigersinn um eine volle Umdrehung dreht Gemäß Figur 3 ist die Fräswelle
2 an ihrem der Dreheinrichtung 51, 7,8 zugewandten Ende mit einem Kreissägeblatt
31 bestückt, dessen Radius etwas größer ist als der größtmögliche Radialabstand
der Fräswellendrehachse 2a von der Drehachse 6 der Dreheinrichtung 5,7,8, wie es
Figur 4 erkennen läßt. Die sich dadurch ergebende Oberschneidung ist in Figur 4
mit "a" gekennzeichnet.
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Gemäß Figur 5 kann anstelle des Kreissägeblattes 31 eine Frässcheibe
32 vorgesehen werden, die aber gemäß Figur 6 auch zusätzlich zum Kreissägeblatt
31 angeordnet werden kann.
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Mit einer der in den Figuren 4 bis 6 dargestellten Ausführungsformen
läßt sich zugleich mit dem Zylindrischfräsen des Wurzelanlaufs ein Sauberkeitsschnitt
ausführen.
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Bei Anordnung eines Kreissägeblatts 31 und/oder einer Frässcheibe
32 bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform könnte z.B. die sechste hintere
Scheibe der Fräswelle 2 durch das Kreissägeblatt bzw. die Frässcheibe ersetzt werden.
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