DE3720169A1 - Saegevorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sägevorrichtung mit einer Zuführschiene und einer Sägeanordnung zum Sägen von Baumstämmen oder Kanthölzern, die jeweils verschiedene Krümmungen aufweisen können. Die Vorrichtung ist insbesondere nützlich für den Wiederanstieg des Verkaufs von Nutzholz aus gekrümmten und verzogenen Kanthölzern bzw. Baumstämmen.

Innerhalb weniger Jahre werden die letzten altgewachsenen Nutzhölzer in den USA, die zum Abholzen zur Verfügung stehen, geschlagen sein. Die meisten Sägemühlen, die früher große altgewachsene Baumstämme verarbeitet haben, mußten umrüsten, um auch viel kleinere Baumstämme bei hohem Durchsatz verarbeiten zu können. Den nachgewachsenen Nutzhölzern ist die Eigenschaft gemeinsam, daß die Baumstämme üblicherweise dem Betrage nach varrierende Krümmungen oder einen Verzug aufweisen. Das Vorhandensein der Krümmungen in den Stämmen bedingt gegenüber gerade gewachsenen Baumstämmen eine bedeutend geringere Ausbeute. Das liegt daran, da die gekrümmten Bereiche abgearbeitet werden müssen, um ein Kantholz oder einen Stamm zu erzeugen, der die übliche Gestalt eines rechteckigen Parallelflachs aufweist.

Die meisten kleineren Sägemühlen richten den Baumstamm vor dem ersten Sägen so aus, daß die größte Krümmung eher entweder oben oder unten als auf einer Seite liegt. Dieser erste Schritt kann entweder durch Sägen oder Fräser durchgeführt werden, die an den Seiten des Baumstammes Holzspäne abtragen, die zum Zerfasern geeignet sind. Das Ergebnis ist ein Kantholz mit zwei parallelen Seitenflächen. Wie oben bereits erwähnt, neigt das auf diese Art gesägte Kantholz zu beträchtlichen Krümmungen. Verzug bzw. Krümmung meint hier die Krümmung auf der konkaven Seite des Kantholzes, wenn das Kantholz auf einer seiner flachen Seite liegt. Während gelegentlich extrem großer Verzug auftritt, ist er in den meisten Fällen selten größer als ungefähr 100 mm bei einem Kantholz von 5 m Länge (ungefähr 4 Inches bei 16 Fuß Länge). In den meisten Fällen beträgt der Verzug nur die Hälfte dieses angegebenen Maßes.

Seit dem Herstellen von Nutzholz aus Bäumen wurde versucht, mit geometrischen Unregelmäßigkeiten bei den Baumstämmen fertigzuwerden. Es ist daher nicht unerwartet, daß der Stand der Technik einige Versuche zeigt, gekrümmte Kanthölzer zu bearbeiten. Es gibt auch Bearbeitungsschemen, um den Ertrag aus solchen gekrümmten Kanthölzern zu steigern. Für einen allgemeinen Hintergrund für die vorliegende Erfindung wird auf die US-PS 259 661 (Bowker) und US-PS 12 63 443 (Lien) Bezug genommen. Beide Druckschriften schlagen für das Sägen von hölzernen Faßstreifen einen Sägeweg vor, der sich präzise parallel zur Außenseite der Oberfläche des Baumstammes erstreckt. Das schien erforderlich, um das Durchtrennen von Fasern zu vermeiden, was die Zugfestigkeit des Faßstreifens verringert hätte. Näher kommt die GB-PS 545 aus dem Jahre 1852. Bei dieser Sägevorrichtung wird ein Baum auf einem Träger plaziert, der auf einem Kreisbogen durch eine Säge bewegt werden konnte. Der Zweck schien hier zu sein, kompliziert gekrümmte und gewinkelte Schiffshölzer zu schneiden. Es scheint jedoch auch möglich, mit der dort beschriebenen Vorrichtung einen gekrümmten Baumstamm parallel zu dessen Oberflächen zu schneiden.

Das japanische Patent 49-7557 zeigt eine Vorrichtung zum "Sägen um eine Kurve" eines eine Krümmung aufweisenden Kantholzes. Das Kantholz wird zunächst so gesägt, um eine gute Kante zu erhalten, die parallel zu ursprünglichen Oberfläche ist. Daran anschließend können parallel zu dieser Oberfläche Bretter abgenommen werden durch Handsteuerung des Kantholzes, wenn dieses aus der Säge austritt.

Das schwedische Patent 33 098 zeigt eine Sägevorrichtung mit Zuführrollen, die so gekantet werden können, daß deren Achsen winklig liegen und sich in einem Punkt schneiden, der zu einem Kurvenbogen korrespondiert, entlang welchem geschnitten wird. Das US-Patent 36 85 556 (Van Stickle) hat eine etwas andere Zielsetzung. Dort wird eine Vorrichtung für die Verwendung bei einer Werkstattbandsäge gezeigt, mit der Werkstücke mit vorbestimmten Konturen aus einem geraden Stück herzustellen sind, z. B. Christbaumständer. Mehr konventionelle Zielsetzungen sind in den US-PS 36 65 984 (Ackerfeldt), US-PS 44 16 312 (Ostberg) und SE-PS 3 06 415 beschrieben. Diese Druckschriften behandeln Positioniereinrichtungen zum Steigern des Ertrags aus gekrümmten Kanthölzern durch geradliniges Sägen . Das Ackerfeldt-Patent beschreibt den Hintergrund dieser Zielsetzung.

Während erkannt wurde, daß ein erhöhter Ertrag durch "Sägen um die Krümmung" erzielt werden kann, wurde bis vor kurzem nichts unternommen, um diese Erkenntnis in einer modernen Hochgeschwindigkeitssägemühle umzusetzen. Die am nächstkommenden Beispiele sind in den US-PS 41 44 782 und 42 19 056 (Lindstrom) und US-PS 43 73 563 (Kenyon) beschrieben. Die beiden früheren Patente von Lindstrom sind von besonderem Interesse. Bei der beschriebenen Vorrichtung, vorzugsweise einer Einzelbandsäge, wird ein Baumstamm entlang eines Weges eingeführt, der der Krümmung des Baumstammes folgt. Der Baumstamm liegt auf einem Walzenkäfig mit zwei Paar gegenüberliegender vertikaler Führungswalzen vor der Säge. Diese Führungswalzen umschließen das Kantholz, wenn es der Säge zugeführt wird. Die Walzen sind an Rahmen befestigt, die quer zum Weg des Baumstammes bewegbar angeordnet sind, so daß der Baumstamm entlang einer Kurve geführt wird, zu welcher das Sägeblatt tangential angeordnet ist. Lindstrom führt weiter aus, daß die aufgrund des "um die Kurve-Sägens" gekrümmten Bretter sich im allgemeinen strecken, wenn sie im Ofen getrocknet werden. Kenyon zeigt eine ähnliche Anlage. Dort wird jedoch das Kantholz durch seitlichen Druck orientiert, der lediglich auf eine Seite des Kantholzes durch vor der Sägestelle angeordnete Walzen aufgebracht wird.

Nach Kenntnis des Erfinders sind die Vorrichtungen von Lindstrom und Kenyon zwar im begrenzten Umfange kommerziell verwertet worden, eine große Verbreiterung haben sie jedoch nicht gefunden. Das mag daran liegen, daß ihr Gebrauch auf Hochgeschwindigkeits-Sägemühlen beschränkt ist, bei denen typischerweise zehn bis zwanzig Kanthölzer pro Minute durch ein Sägegatter geführt werden.

In zwei früheren Anmeldungen, die gemeinschaftlich mit dem vorliegenden Erfinder übertragen wurden und bei denen der jetzige Erfinder Miterfinder ist, haben die Anmelder erfolgreich das Problem der Ertragsmaximierung aus Kanthölzern behandelt, die beträchtliche Krümmungen aufweisen. Ein Verfahren verwendet eine Vorrichtung, die in der amerikanischen Patentanmeldung 7 93 925 vom 1. November 1985 offenbart ist und auf die zum Zwecke der Offenbarung Bezug genommen wird. Die Anmeldung zeigt eine Zuführschiene, die durch die Bedienungsperson gebogen werden kann, um den Grad der Krümmung einzustellen, der mit der Krümmung des jeweiligen zu sägenden Kantholzes korrespondiert. An einem der Sägewelle gegenüberliegenden Punkt liegt eine Tangente der Zuführschiene stets parallel zur Ebene der Sägeblätter. Eine zweite US-Anmeldung, Nr. 8 14 137 vom 27. Dezember 1985, auf die ebenfalls zum Zwecke der Offenbarung Bezug genommen wird, offenbart die Verwendung einer Zuführschiene mit einer festen Krümmung. Diese Krümmung entspricht der Durchschnittskrümmung, die aus einer großen Anzahl von Kanthölzern ermittelt wurde, die in Sägemühlen verarbeitet werden. Wie auch bei der anderen Zuführschiene liegt eine Tangente zu der Zuführschiene an einer der projektierten Achse der Sägewelle gegenüberliegenden Stelle parallel zur Ebene der Sägeblätter.

Beide der oben beschriebenen Zuführschienen haben eine positive Wirkung auch der Ertragssteigerung in Sägemühlen, wo sie eingesetzt werden können. Leider können die ersten dieser Vorrichtungen aufgrund der bei den Sägemühlen vorgefundenen räumlichen Einschränkungen manchmal nicht verwendet werden. Eine typische kleine Baumstamm-Sägemühle mag eine Zuführschiene für das Sägegatter von 7,3 m (24 Fuß) Länge aufweisen. Für ein Kantholz mit einer Krümmung von ungefähr 50 mm auf 4,9 m Länge (2 Inches auf 16 Fuß) muß das Einführende der Zuführschiene um etwa 460 mm (18 Inch) von der Tangentiallinie geneigt sein. Nicht in allen Sägemühlen ist ausreichend Platz verfügbar, um mit einer Zuführschienenneigung dieser Größe arbeiten zu können. Die oben beschriebene zweite Vorrichtung stellt zwar eine Verbesserung gegenüber den geradlinigen Sägen dar, kann aber nicht die vollen Vorteile der möglichen Ertragssteigerung ausnutzen, da die Zuführschiene für ein Kantholz mit einer "Durchschnitts-Krümmung" ausgelegt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, daß Problem der Platzbeschränkung zu überwinden, welches die Anwendung der einen oben beschriebenen Zuführschiene behindern würde.

Zur Lösung dieser Aufgabe umfaßt die erfindungsgemäße Sägevorrichtung eine Zuführschiene und eine Sägeanordnung zum Sägen von Kanthölzern oder Baumstämmen, die von Stück zu Stück im Betrag der Krümmung variieren. Krümmung ist hier definiert als Längskrümmung in einem Kantholz oder Baumstamm. Bei im wesentlichen rechteckigen Stücken tritt diese Krümmung normalerweise entlang der schmaleren Fläche auf. Die Erfindung umfaßt außerdem ein Verfahren zum Sägen von Baumstämmen oder Kanthölzern für den Anstieg beim Wiedererlangen von Nutzhölzern.

Ein Element der Erfindung ist zumindest eine Säge, welche entweder eine Bandsäge oder eine Kreissäge sein kann. Am meisten gebräuchlich wird die Säge als Sägegatter mit mehreren auf einer gemeinsamen Sägewelle angeordneten Kreissägen ausgebildet sein. Ein zweites Element der Erfindung ist eine langgestreckte, biegbare Zuführschiene, die nach Wunsch der Bedienungsperson zwischen einer geraden Linie und einer etwa einem Kreisbogen entsprechenden Linie gebogen werden kann. Diese Zuführschiene ist bezogen auf die Säge so angeordnet, daß eines ihrer Enden der Mitte der Säge benachbart ist. "Mitte" ist hier definiert als Mittellinie der Säge, die in der Ebene der Säge liegt und normal zu einer Projektion der Längserstreckung der Zuführschiene ausgerichtet ist. Beide Enden der Zuführschiene liegen in der durch die Zuführschiene vorgegebene Linie, wenn diese gerade ausgerichtet ist. Biegekräfte werden so aufgebracht, daß nur der mittlere Abschnitt der Zuführschiene gebogen wird, ohne daß eine bedeutsame Änderung in der Anordnung der beiden Enden der Zuführschiene eintritt. Hierdurch unterscheidet sich die Erfindung von der variabel biegbaren Zuführschiene, die in der US-Patentanmeldung 8 14 137 beschrieben ist und bei der ein Ende der Zuführschiene abgebogen ist. Eine Tangente, die an dem Ende der Zuführschiene angelegt wird, das an die Säge angrenzt, ist stets im wesentlichen parallel zu der Ebene der Sägeblätter. Die Säge selbst ist schwenkbar an dem Schnittpunkt zwischen dem angrenzenden Ende der Zuführschiene mit einer Linie normal zur Ebene des Sägeblatts, die von der oben definierten Mittellinie aus gezogen wurde. Die anderen Elemente der Vorrichtung umfassen eine Einrichtung zum Biegen der Zuführschiene zum Steuern ihrer Krümmung und eine Schwenkeinrichtung für die Säge.

Im Gebrauch kann die Zuführschiene zu einem Bogen gestaltet werden, der der Krümmung eines Kantholzes oder zu sägenden Baumstammes angenähert ist. Die Sägeblätter können geschwenkt werden, um die Parallelität mit der Tangente am angrenzenden Ende der Zuführschiene beizubehalten. Mit diesem Verfahren kann ein Baumstamm oder ein Kantholz entlang eines Weges in die Säge eingeführt werden, dessen Krümmungsradius so angennähert ist, daß der Abfall minimiert wird. Auf diese Weise kann bis zu 20% mehr verkäufliches Nutzholz erhalten werden, als wenn entlang einer geraden Linie gesägt würde.

Die Säge oder die Sägen können auf verschiedene Weisen geneigt werden. Entweder wird die gesamte Sägenanordnung, einschließlich Rahmen, Welle und/oder Antrieb, um den Drehpunkt geschwenkt, oder es ist möglich, nur die einzelnen Sägeblätter schrägzustellen, wofür an den gegenüberliegenden Vorder- und Hinterkanten Führungen zum Steuern der Position des Sägeblattes verwendet werden.

Es ist wünschenswert, den Abstand zwischen der Zuführschiene und der Säge steuern zu können. Im Falle eines Sägegatters würde der Abstand zwischen der Zuführschiene und der ersten bzw. "Null"-Säge kontrolliert. Das ermöglicht das Absägen einer Schwarte unterschiedlicher Dicke, wodurch der Verlust an verläuflichem Nutzholz noch weiter minimiert werden kann.

Mit der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Zuführschiene entsprechend verschiedenen Krümmungsradien eingestellt werden und kann die Säge schräggestellt werden, um tangential zu dem Ende der Zuführschiene ausgerichtet zu bleiben. Es ist möglich, die Krümmung der Zuführschiene so zu variieren, daß ein gekrümmtes Kantholz um die Kurve gesägt werden kann, um den Ertrag an Nutzholz zu erhöhen. Die Kombination aus Zuführschiene und Säge kann mit dem gleichen Platzbedarf eingebaut werden, den eine herkömmliche Ausrüstung erfordert. Die Zuführschiene kann vorzugsweise zur Säge hin- oder von der Säge wegbewegt werden, um den zu schneidenden Abfall steuern zu können.

Im folgenden wird die Erfindung beispielhaft anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein relativ gerades Kantholz, welches durch herkömmliches Geradsägen in Nutzholz geschnitten wird,

Fig. 2 ein gekrümmtes Kantholz, das durch Geradsägen in Nutzholz geschnitten wird,

Fig. 3 ein gekrümmtes Kantholz, welches durch Kurvensägen in Nutzholz geschnitten wird,

Fig. 4 den Weg eines angenommenen Punktes eines eingeführten Kantholzes, wenn er während des Kurvensägens ein Kreissägenblatt erreicht und verläßt,

Fig. 5 und 5A die Verhältnisse des Seitenabstandes der Säge,

Fig. 6 ein Verfahren zum Sägen eines gekrümmten Kantholzes zur Ertragssteigerung durch Abbiegen eines Endes der Zuführschiene, um deren Krümmung der Krümmung des Kantholzes anzunähern,

Fig. 7 das erfindungsgemäße Verfahren zum Sägen eines gekrümmten Kantholzes zur Ertragssteigerung durch Biegen der Zuführschiene und Schrägstellen der Sägen,

Fig. 8 bis 10A drei Verfahren zum Biegen von Zuführschienen, damit diese eine kreisbogenförmige Gestalt annimmt,

Fig. 11 ein Verfahren zum Verwenden einer Säge-Keilwelle, die für schrägstellbare Sägeblätter ausgelegt ist,

Fig. 12 ein Verfahren zum Schrägstellen aller Kreissägeblätter in einem Sägegatter unter Verwendung einer Keilwelle,

Fig. 13 eine Gattersäge mit vertikaler Sägewelle und ein Verfahren, mit dem eine Zuführschiene in eine gekrümmte Lage gebogen werden kann, während die Sägen gleichzeitig schräggestellt werden, und

Fig. 14 in einer ähnlichen Ansicht wie Fig. 13 die Zuführschiene in einer gekrümmten und die Sägen in einer schräggestellten Stellung.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung sind unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 leicht erkennbar. In Fig. 1 hat ein gerades Kantholz 2 gerade eine Gatterkreissäge 4 verlassen. Diese Gatterkreissäge besteht aus einer Anzahl identischer Kreissägeblätter 6, die auf einer Welle 8 angebracht. ist. Das Sägeblatt, welches mit dem Bezugszeichen 6 benannt ist, wird im folgenden als erstes bzw. "Null"-Sägeblatt benannt. Das Kantholz 2 ist in einer Anzahl von Brettern 10 und in Kantenstücke 12 und 14 geschnitten, mit welchen das Abfallholz von jeder Kante des Kantholzes weggenommen ist. Es ist erkennbar, daß vier Stück Nutzholz 10 erhalten wurden.

Demgegenüber zeigt die Fig. 2 ein gekrümmtes Kantholz 16, welches gerade in ähnlicher Weise mit der gleichen Gattersäge 4 bearbeitet wurde. Die Kanthölzer 2 und 16 weisen die gleiche Querschnittsfläche auf. Es werden Kantenstücke 17 und 18 entfernt, jedoch nur drei brauchbare Stücke Nutzholz 10 erhalten.

Die Fig. 3 zeigt ein Kantholz 16, das entlang der Kurve gesägt werden konnte. In diesem Fall wird das Kantholz der Gattersäge entlang einem Kreisbogen mit einem Radius R präsentiert. Die Kantenstücke 19 und 20 folgen im wesentlichen konzentrischen Linien parallel zu den jeweiligen angrenzenden Oberflächen. Der Unterschied ist, daß hier wieder vier brauchbare Stücke an Nutzholz 10 erhalten werden. Während die hier gezeigten Stücke nach dem Verlassen der Säge etwas gebogen sind, hat die Erfahrung gezeigt, daß sie sich normalerweise in eine gerade Position strecken, während nachfolgender Bearbeitungsvorgänge, besonders wenn sie ofengetrocknet werden.

Die Fig. 4 bis 4A illustrieren eine der Beschränkungen, die den minimalen Krümmungsradius beim Sägen festlegen. Dieser wird im wesentlichen durch den verfügbaren seitlichen Freiraum der Säge bestimmt. Die Fig. 4 zeigt den Weg eines Punktes an einem Kantholz, das entlang einem Kreisbogen 21 in die Säge geführt wird. Es ist erkennbar, daß dieser Kreisbogen das Sägeblatt 6 im Bereich seiner Welle 8 berührt. Idealerweise würde man erwarten, daß derselbe Punkt die Säge entlang eines ähnlichen Kreisbogens 22 verlassen würde. Das ist häufig der Fall, wenn ein Walzenförderersystem verwendet wird. Wenn jedoch die geschnittenen Nutzhölzer die Säge verlassen, erlangen sie einen beträchtlichen Grad an Flexibilität, die nicht vorhanden war als das Kantholz in die Säge eingeführt wurde, und können frei von dem "idealen" Weg 22 abweichen. Wenn ein Gurtförderer verwendet wird, nimmt das geschnittene Nutzholz in der Tat eine nahezu geradlinige Lage an, wie mit dem Bezugszeichen 24 dargestellt ist. In der Praxis bedeutet das, daß das Holz mit etwas mehr Krümmung geschnitten werden kann als der seitliche Freiraum des Sägeblattes an sich zulassen würde. Daß das Holz ein wenig an dem Sägeblatt schleift scheint außerdem nicht schädlich zu sein.

Die Fig. 5A zeigt eine typische Kreissägenkonstruktion, bei der das Sägeblatt 6 gestauchte oder eingesetzte Schneidelemente 7 aufweist. Diese Elemente beschreiben einen Weg, der breiter ist als das Sägeblatt selbst, und schneiden eine Kerbe K mit einem verbleibenden seitlichen Freiraum s, der erforderlich ist, um ein Reibschleifen zwischen dem geschnittenen Material und den Seiten des Sägeblattes zu vermeiden. Der erlaubte Krümmungsradius R, der in Fig. 5 gezeigt ist, wird kein Schleifen des Kantholzes 16 an einer Seite des Sägeblattes hervorrufen. Es ist wünschenswert, daß jederzeit ein minimaler seitlicher Freiraum erhalten bleibt.

Obwohl es eine große Variabilität gibt, beträgt die Dicke der Sägeblätter der Gattersäge im wesentlichen zwischen 2,4 und 3,4 mm (0,095 bis 0,135 Inches).

Der seitliche Freiraum liegt typischerweise im Bereich zwischen 0,25 bis 1 mm (0,010 bis 0,04 Inches), meistens zwischen ungefähr 0,4 bis 0,5 mm (0,015 bis 0,02 Inch). Dieser seitliche Freiraum ist ausreichend, um Kanthölzer entlang eines Kreisbogens zuzuführen mit einem Radius von ungefähr 50 m oder größer. Dieser Radius entspricht einem Verzug des Kantholzes von ungefähr 60 mm auf 5 m Länge oder ungefähr 3 Inch auf 16 Fuß.

Auf den zu erlaubenden Krümmungsradius wirken allerdings noch eine Reihe weiterer Faktoren ein, wie z. B. die Dicke des Kantholzes und die Sägenanordnung. Bei abnehmendem Sägeblattdurchmesser können auch Kurven mit geringerem Krümmungsradius geschnitten werden. Es scheint in der Praxis möglich zu sein, eine Kurve mit einem Radius von nur 30 m zu sägen. Das entspricht einem Kantholz mit ungefähr 100 mm Verzug auf 5 m Länge oder 4 Inch auf 15 Fuß Länge.

Die folgende Tafel zeigt den Krümmungsradius für Kanthölzer verschiedener Längen und Verzugsversatze, wobei ein Verzugsversatz als Höhe des eine Krümmung definierenden Bogens bezeichnet ist. Diese Werte können für in der Tabelle nicht gezeigte Längen oder Krümmungen einfach mit der Formel

berechnet werden, wobei L die Länge des Kantholzes ist und h der Verzugversatz.

Tabelle 1

Krümmungsradius in Metern bezogen auf den Verzugversatz für verschiedene Kantholzlängen

Die Fig. 6 zeigt das Sägen eines gekrümmten Kantholzes unter Verwendung einer Zuführschiene, wie sie in einer früheren Anmeldung USSN 7 93 925 beschrieben ist. Hier ist die Zuführschiene 30 aus ihrer normalen geraden Stellung 30′ in ein gekrümmte Lage gebogen, die der Krümmung eines verzogenen Kantholzes 32 angepaßt ist. Die Zuführschiene 30 besitzt eine Gesamtlänge von 7,3 m (24 Fuß). Das Kantholz 32 ist 4,90 m (60 Fuß) lang und weist einen Verzugversatz von 51 mm (2 Inch) auf. Das Kantholz wird in ein Sägegatter 34 eingeführt, welches an einer Welle 35 angebracht ist. Es ist erkennbar, daß eine Tangente der Zuführschiene an der Sägestelle im wesentlichen parallel zu den durch die Sägeblätter definierten Ebenen angeordnet ist. Im vorliegenden Fall ist es notwendig, das Einführende der Einführschiene um etwa 460 mm (18 Inch) abzubiegen.

Die Fig. 7 zeigt ein Kantholz und eine Einführschiene ähnlicher Gestalt wie in Fig. 6. Allerdings ist hier lediglich der mittlere Abschnitt der Einführschiene gebogen, während die beiden Enden entlang einer Linie verbleiben, die durch die Einführschiene definiert ist, wenn sie sich in ihrer geraden Lage befindet. Im vorliegenden Fall sind jedoch die Sägen um 3,6° zur Vertikalen schräg angeordnet, um die Parallelität der Sägeblätter mit einer Tangente an dem an die Sägeblätter angrenzenden Ende der Einführschiene beizubehalten. Im vorliegenden Fall braucht die Mitte der Einführschiene lediglich um 114 mm (4½ Inch) gebogen zu werden. Es ist sofort einsichtig, daß die Abweichung von der Geraden beim Biegen der Einführschiene nur ¼ dessen beträgt, was bei der Anordnung in Fig. 6 erforderlich war. In vielen Fällen ist der Einführ-Walzenkäfig zu den Sägen nicht groß genug, oder es ist aus anderen Gründen nicht genügend Platz vorhanden, um eine Einführschiene mit der großen Abbiegung zu verwenden, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist. Das trifft im allgemeinen für die in Fig. 7 gezeigte Anordnung nicht zu, da die Durchbiegung der Einführungschiene relativ klein ist.

Die Fig. 8 bis 10 zeigen drei unterschiedliche Arten, auf die die Einführschienen gebogen werden können, um eine Gestalt anzunehmen, die im wesentlichen einem Kreisbogen entspricht. Das an die Säge angrenzende Ende der Einführschiene 40 ist dauerhaft an der Stelle 41 befestigt, während das gegenüberliegende Ende 42 translatorisch leicht bewegbar bleiben muß, damit die Biegung durchgeführt werden kann. Hierfür ist ein geschlitzter Ankerblock 44 vorgesehen. In Fig. 8 ist die Einführschiene 40 durch Aufbringen von Kräften nahe der Enden in die gekrümmte Gestalt gebogen. In Fig. 9 sind die Kräfte mehr gleichförmig entlang der Gesamtlänge der Einführschiene verteilt. In beiden Fig. 8 und 9 kann die Einführschiene von Ende zu Ende eine gleichförmige Dicke aufweisen. In Fig. 10 wird lediglich eine Biegekraft etwa in der Mitte der Einführschiene 46 aufgebracht. Die Einführschiene weist eine unterschiedliche Dicke auf, sie ist in der Mitte dicker und an ihren Enden dünner. Die Gattersäge 37 kann in geeigneter Weise schräggestellt werden, so daß eine Projektion der Längsachse der Sägewelle normal zu einer Tangente der Einführschiene an der Verankerungsstelle 41 ausgerichtet ist.

Die Fig. 10A ist ähnlich der Fig. 10. Anstatt einer Gatterkreissäge ist jedoch eine einzige, schrägstellbare Bandsäge 39 dargestellt. Das Prinzip der Erfindung ist in gleicher Weise anwendbar, egal ob eine einzelne Säge oder ein Gatter paralleler Sägen verwendet wird.

Die Fig. 11 und 12 stellen ein Verfahren dar, wie die Sägen schräggestellt werden, ohne daß der gesamte Sägerahmen oder die Sägewelle schräggestellt werden müssen. In diesem Fall werden die Sägeblätter auf eine Keilwelle angeordnet. Eine solche Keilwelle ist in der US-PS 35 16 460 (Thrasher) beschrieben. Die Keilwellen sind erhältlich von der Firma Retec, Inc., Ukiah, Kalifornien, während die Sägen von verschiedenen Herstellern erhältlich sind. In diesem Fall haben die Sägen keine Nabe, mit der sie auf der Welle befestigt sind. Die Sägeblätter sind so flexibel auf der Welle gelagert, daß sie um bis zu 5° schräggestellt werden können, wobei lediglich Führungen für das Sägeblatt verwendet werden. Hier wird ein Sägeblatt 48 des Typs verwendet, mit einer Vorderkante 49 und einer Hinterkante 50, welches auf einer Keilwelle 52 angebracht ist. Die Einführkante bzw. Vorderkante 49 der Säge 48 wird zwischen Führungen 54 und 56 gehalten, während die gegenüberliegende Kante zwischen ähnlichen Führungen 58, 60 gehalten wird. Hierfür sind verschiedene Typen von Führungen erhältlich. Geeignete Führungen sind in der US-PS 36 74 065 (Farfield, Jr., et al) beschrieben. Solche Führungen sind bei einer Reihe von Händlern einfach käuflich erhältlich und bilden kein Teil der vorliegenden Erfindung.

Die Fig. 12 zeigt ein Kreissägengatter mit einer Keilwelle, bei dem die Führungen miteinander verbunden sind, um zusätzlich zum Stabilisieren des Sägeblattes auch eine Schwenkbewegung der Sägeblätter zu ermöglichen. An der Einführseite der Säge sind die Sägeblätter 48 zwischen gegenüberliegenden Führungen 54 und 56 eingeschlossen. Diese sind wiederum miteinander verbunden, um eine Führungseinrichtung 62 an dem Einführende zu bilden, welche an einer Steuerstange 64 befestigt ist. Die Führungsposition wird letztlich durch einen Fluidzylinder 66 gesteuert. Die Führungseinrichtung 68 an dem hinteren Ende ist in ähnlicher Weise aufgebaut mit einer Reihe gegenüberliegender Führungen 58 und 60, die mit einer Steuerstange 17 für die Position verbunden sind, welche Steuerstangen durch einen Fluidzylinder 72 gesteuert wird.

Es ist möglich, daß entweder eine oder beide der Führungseinrichtungen zum Schrägstellen der Sägeblätter bewegt werden können. Wenn lediglich eine Führungseinrichtung zum Schrägstellen der Sägeblätter bewegt wird, ist dies normalerweise die hintere Anordnung 68. In diesem Fall verbleibt die vordere Anordnung 62 in ihrer festgelegten Lage, so daß es nicht notwendig ist, einen Steuerzylinder 66 zu haben. Vorzugsweise sind jedoch beide Anordnungen beweglich und werden in entgegengesetzte Richtungen bewegt, um den erforderlichen Betrag der Schrägstellung der Sägeblätter herbeizuführen. Das Schrägstellen kann entweder direkt durch eine Fluidverbindung oder eine mechanische Verbindung zu der Einführschiene oder durch die Verwendung elektronischer Steuerungen gesteuert werden, die z. B. einer programmierbaren Steuerung, welche die Stellung der Einführschiene erfaßt und dementsprechend den Betrag der Schrägstellung der Sägeblätter einstellt.

Die Fig. 13 und 14 zeigen eine Anlage, die mehr konventionelle Gattersägen verwendet. Dort ist die Kombination zwischen schrägstellbarer Säge mit der in der Krümmung variablen Einführschiene allgemein mit 78 bezeichnet. Im vorliegenden Fall wird ein vertikales Sägegatter gezeigt, obwohl eine sehr ähnliche Anordnung auch für ein horizontales Sägegatter verwendet werden könnte. Die Sägen und die Einführschiene sind an einem Maschinenbett oder Bodengestell 80 befestigt. Im vorliegenden Fall ist der gesamte Sägerahmen 82 schrägstellbar. Das ist in Kombination mit der Einführschiene 84 gezeigt. Der Sägerahmen umfaßt ein vertikales Sägegatter 86 mit Sägeblättern 88 und 89. Die Säge 89 ist mit den beiden anderen identisch, wird aber im folgenden als "Null"-Säge bezeichnet. Die Sägen sind in herkömmlicher Weise auf einer Welle 90 befestigt. Die gesamte Sägeanordnung wird zwischen einem hinteren Träger 92 und einem entsprechenden vorderen, nicht dargestellten Träger gehalten, an welchem Drehzapfen 94 angeordnet sind. Die Einführschiene 84 ist mit ihrem an die Säge angrenzenden Ende mit einem Hilfsrahmen 96 verbunden. Dieser wiederum ist mit ein Paar Glockenarmen 97 verbunden, welche den Abstand zwischen der Einführschiene und der "Null"-Säge steuern. Die Glockenarme sind über das Gelenk 98 an dem Rahmen 82 angelenkt und mit ihrem abgelegenen Ende mit einem ersten Einstellzylinder 100 verbunden. An dem anderen Ende der Einführschiene ist ein Lastbügel 102 angeordnet, an welchem das eine Ende eines Hebels 104 angelenkt ist. Das andere Ende des Hebels 104 ist an einer Glockenkurbel 106 angelenkt, ähnlich der Glockenkurbel, die angrenzend an die Säge angeordnet ist. Diese Glockenkurbel ist über ein Gelenk 108 an einem Ausleger des Hauptrahmens 80 angelenkt. Ein zweiter Einstellzylinder 109 wirkt zusammen mit dem Zylinder 100, so daß die Einführschiene 84 stets parallel bewegt werden kann. Die Einführschiene wird gebogen, und die Sägen werden gleichzeitig schräggestellt, wenn der Schrägstellzylinder 110, der an einer Verlängerung 113 des Sägerahmens 82 angeordnet ist, bewegt wird. Das gegenüberliegende Ende des Schrägstellzylinders 110 ist an einem Ausleger 114 des Maschinenbetts 80 angelenkt. Eine Verkürzung der Kolbenstange des Zylinders 110 wird gleichzeitig eine Biegung der Einführschiene und ein Schrägstellen der Säge verursachen, während die parallele Anordnung zwischen der Tangente des an die Säge angrenzenden Endes der Einführschiene und der die Sägeblätter beinhaltenden Ebenen beibehalten bleibt.

Normalerweise ist es nicht nötig, die Sägen um mehr als 5° um ihren Drehpunkt schrägzustellen bzw. zu verschwenken. Der Betrag der Schrägstellung kann normalerweise einfach erreicht werden durch die herkömmliche Bandantriebsmechanismen für die Sägen.

Claims (21)

1. Sägevorrichtung zum Sägen von Kanthölzern oder Baumstämmen, die jeweils unterschiedliche Krümmungen aufweisen, gekennzeichnet durch:
mindestens eine Säge (6),
eine Zuführeinrichtung mit einer langgestreckten, biegbaren Zuführschiene (84), die zwischen einer geraden Linie und einer annähernd kreisbogenförmigen Linie einstellbar ist,
wobei die Zuführschiene relativ zu der Säge (6, 86) so angeordnet ist, daß ein Ende der Zuführschiene im wesentlichen an die Mittellinie der Säge angrenzt, die in der Ebene des Sägeblattes liegt und normal zu einer Projektion der Längsrichtung der Zuführschiene (84) ausgerichtet ist,
und dadurch, daß die beiden Enden der Zuführschiene (84) stets auf einer Linie liegen, die durch die Zuführschiene (84) definiert ist, wenn diese sich in einer geradlinigen Position befindet,
daß eine Tangente an dem an die Säge angrenzenden Ende der Zuführschiene (84) im wesentlichen parallel zu den durch die Sägeblätter festgelegten Ebenen angeordnet ist, daß die Säge schrägstellbar ist im wesentlichen um den Schnittpunkt zwischen dem an die Säge (86) angrenzenden Ende der Zuführschiene (84) und einer Linie, die durch die Mittellinie der Säge normal auf die durch die Sägeblätter definierte Ebene gezogen ist,
durch eine Biegeeinrichtung (110, 112, 113, 94) zum Steuern der Krümmung der Zuführschiene (84) und
eine Schrägstelleinrichtung (110, 112, 92, 94) für die Säge (86),
wobei die Zuführschiene (84) in eine Bogenform gebracht werden kann, welche die Verzugskurve eines Kantholzes oder eines zu sägenden Baumstammes annähert und wobei die Säge (86) schräggestellt werden kann, um die Parallelität mit der Tangente der an die Säge angrenzenden Zuführschiene beizubehalten, so daß ein Kantholz in die Säge entlang eines Weges geführt werden kann, dessen Krümmungsradius dem des Kantholzes angepaßt ist.

2. Sägevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Säge als Bandsäge (39) ausgebildet ist.

3. Sägevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Säge als auf einer Welle angebrachte Kreissäge (37, 86) ausgebildet ist und eine Vorderkante aufweist, mit der die Säge des Kantholz oder den Baumstamm zuerst berührt, und mit einer Hinterkante, an der das Kantholz oder der Baumstamm die Säge verläßt.

4. Sägevorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Säge als Gatterkreissäge (86) ausgebildet ist mit mehreren parallel voneinander beabstandeten auf einer Welle befestigten Kreissägeblätter (88, 89), die eine Vorderkante aufweisen, mit der sie das Kantholz oder den Baumstamm zuerst berühren, und eine Hinterkante, an der das Kantholz oder der Baumstamm die Säge verläßt.

5. Sägevorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Welle (90) als auch die Sägeblätter (88, 89) schrägstellbar angeordnet sind.

6. Sägevorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (52) als Keilwelle ausgebildet ist und daß nur die Sägeblätter (48) schrägstellbar angeordnet sind.

7. Sägevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Sägewelle als auch die Säge schrägstellbar angeordnet sind.

8. Sägevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Säge schrägstellbar angeordnet ist.

9. Sägevorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch an die Vorderkante (49) und die Hinterkante (50) der Säge angrenzende paarweise gegenüberliegende Führungen (54, 56, 58, 60), von denen ein Führungspaar (54, 56) ortsfest und das andere (58, 60) um einen vorbestimmten Betrag verschiebbar ausgebildet ist, um die Sägeblätter (48) schrägzustellen.

10. Sägevorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungspaar (54, 56) an der Vorderkante (49) ortsfest und das Führungspaar (58, 60) an der Hinterkante (50) verschiebbar ausgebildet ist.

11. Sägevorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch an der Vorderkante (49) und an der Hinterkante (50) der Säge (48) paarweise gegenüberliegende Sägeführungen (54, 56, 58, 60), von denen ein Führungspaar ortsfest und das andere um einen vorbestimmten Betrag verschiebbar ausgebildet ist, um die Säge schrägzustellen.

12. Sägevorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungspaar an der Vorderkante ortsfest und das Führungspaar an der Hinterkante verschiebbar ausgebildet ist.

13. Sägevorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß beide Führungspaare (54, 56, 58, 60) um einen vorherbestimmten Betrag in entgegengesetzte Richtungen verschiebbar ausgebildet sind, um die Sägen (48) schrägzustellen.

14. Sägevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß beide Führungspaare um einen vorbestimmten Betrag in entgegengesetzte Richtungen verschiebbar ausgebildet sind, um die Sägen schrägzustellen.

15. Sägevorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch eine Verschiebeeinrichtung (96-109) zum Heranrücken der Einführschiene (84) an die Säge (89) und zum Wegrücken von der Säge (89), um den Abstand zwischen dem Sägeblatt (89) und der Einführschiene (84) zu steuern.

16. Sägevorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch eine Verschiebeeinrichtung (96-109) zum Heranrücken der Zuführschiene (84) an die Säge (86) und zum Wegrücken von der Säge (86), um den Abstand zwischen der Zuführschiene (84) und dem der Zurückschiene (84) am nächsten liegende Sägeblatt (89) zu steuern.

17. Verfahren zum Sägen von Kanthölzern oder Baumstämmen, die jeweils dem Betrage nach unterschiedliche Krümmungen aufweisen, gekennzeichnet durch:
Vorsehen mindestens einer Säge (86),
Vorsehen einer langgestreckten, biegbaren Zuführschiene (84), die zwischen einer geraden Linie und einer einen Kreisbogen annähernden Linie verformbar ist,
wobei die Zuführschiene (84) bezogen auf die Säge (86) so angeordnet ist, daß ein Ende im wesentlichen an die Mittellinie der Säge angrenzt, welche Mittellinie in der Ebene der Säge liegt und normal zu einer Projektion der Längserstreckung der Zuführschiene (84) ausgerichtet ist,
wobei beide Enden der Zuführschiene stets auf einer Linie liegen, die von der Zuführschiene (84) definiert ist, wenn sie sich in einer geradlinigen Stellung befindet,
wobei eine Tangente an dem an die Säge (86) angrenzenden Ende der Zuführschiene (84) stets im wesentlichen parallel zu den durch die Säge (86) festgelegten Ebenen ausgerichtet ist, und
wobei die Säge schrägstellbar ausgebildet ist im wesentlichen um den Schnittpunkt zwischen dem an die Säge (86) angrenzenden Ende der Zuführschiene (84) mit einer Linie, die von der Mittellinie der Säge aus normal zu den von der Säge (86) festgelegten Ebenen gezogen ist,
durch Biegen der Zuführschiene (84) zum Anpassen ihrer Krümmung an die Krümmung des Kantholzes oder des Baumstammes, und
Schrägstellen der Säge (86), um die Parallelität mit der Tangente der an die Säge (86) angrenzenden Zuführschiene (84) beizubehalten, so daß das Kantholz oder der Baumstamm entlang eines Weges in die Säge (86) eingeführt wird, der dem Krümmungsradius des Kantholzes oder des Baumstammes angepaßt ist.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Säge (86) ein auf einer Welle (90) angebrachtes Kreissägeblatt (89) umfaßt.

19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Säge als Gatterkreissäge (86) mit mehreren, parallel zueinander beabstandeten Kreissägeblättern (88, 89) ausgebildet ist, die auf der Welle (90) angebracht sind.

20. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 17 bis 19, gekennzeichnet durch Schrägstellen sowohl der Welle (90) als auch der Sägeblätter (88, 89).

21. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (52) als Keilwelle ausgebildet ist und daß lediglich die Sägeblätter (48) schräggestellt werden, ohne daß die Welle (52) schräggestellt wird.