DE3730865A1 - Verfahren zum anflachen von baumstaemmen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anflachen von Baum­ stämmen mit gebogener Längsmittellinie, bei dem die Baumstämme in liegender Position mit ihrer konvexen Seite nach oben und ihrer konkaven Seite nach unten in Längsrichtung gefördert und an der konkaven Seite im Bereich eines Erdendes von unten angeflacht werden.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend genannten Verfahrens.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung der vorstehend genannten Art sind aus der DE-PS 32 44 393 bekannt.

Bekanntlich sind Baumstämme, die in Sägewerksanlagen zu Fertig­ erzeugnissen, wie Kantholz, Bretter und dgl. verarbeitet werden sollen, aufgrund natürlicher Gegebenheiten nur in Ausnahmefällen streng gerade gewachsen. In der Praxis zeigt es sich, daß die angelieferten Baumstämme in aller Regel eine gebogene Längs­ mittellinie aufweisen, so daß diese ungerade Wuchsform bei der Bearbeitung der Baumstämme berücksichtigt werden muß, um eine optimale Holzausbeute zu erhalten. Eine weitere mögliche Fehlerquelle besteht bei derartigen Baumstämmen in der Gestalt des sogenannten Erdendes, d.h. der Verdickung des Stammes im Übergang zum Wurzelbereich. Baumstämme werden nämlich aus Gründen der optimalen Ausbeute möglichst dicht oberhalb des Erdbodens abgesägt, so daß noch ein erheblicher Anteil der Baumstammlänge, beispielsweise ein Meter, sich konisch progres­ siv verbreitert und dadurch einen erheblich größeren Querschnitt aufweist als der sich ansonsten mehr oder weniger regelmäßig konisch verjüngende übrige Baumstamm. Liegt nun ein derartiger Baumstamm mit Erdende auf einer planen Auflagefläche einer üblichen Transporteinrichtung von Sägewerksanlagen, so würde er auch bei ansonsten gerade verlaufender Längsmittellinie sehr schräg aufliegen, weil das Erdende mit seinem wesentlich größeren Durchmesser das dickere Baumstammende hochstehen läßt.

Ist nun ein Baumstamm gleichzeitig ungerade gewachsen und mit einem stark ausgebildeten Erdende versehen, so addieren sich diese Fehler möglicherweise und es ist schwierig, den Baumstamm der Bearbeitung in einer Position zuzuführen, in der eine optimale Holzausbeute gewährleistet ist.

Aus der eingangs genannten DE-PS 32 44 393 ist es in diesem Zusammenhang bekannt, den Baumstamm an seinem in Stammlängs­ richtung konkav gekrümmten Mantelflächenabschnitt wenigstens teilweise an seinem Erdende in einer Ebene anzuflachen, die etwa parallel zu einer die beiden Stammenden am anderen in Längsrichtung konvex gekrümmten Mantelflächenabschnitt des Stammes tangierenden Ebene liegt.

Bei dem bekannten Verfahren bzw. der bekannten Vorrichtung wird also das Erdende auf der konkav gekrümmten Seite des Baumstammes einseitig angeflacht, so daß der Baumstamm in eine flachere Auflage auf einer Fördereinrichtung kommt und daher eine bessere Holzausbeute erzielt wird.

Es hat sich jedoch in der Praxis gezeigt, daß das eingangs genannte Verfahren bzw. die zugehörige Vorrichtung insbesondere bei sehr stark gekrümmten Baumstämmen keine optimale Holzaus­ beute ergibt, so daß auch weiterhin das Bedürfnis besteht, die Positionierung bzw. Vorbearbeitung der Baumstämme so weiterzuentwickeln, daß auch bei sehr stark gekrümmten Baum­ stämmen eine optimale Holzausbeute gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß diesem Wunsche Rechnung getragen wird.

Gemäß dem eingangs genannten Verfahren wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Baumstämme vor dem Anflachen in einer Position vermessen werden, in der sie nur an Endpunkten der konkaven Seite auf einer Bezugsebene auflie­ gen, daß auf der konkaven Seite die Lage eines ersten Punktes größter Durchbiegung nach Abstand (L ₁) vom erdendigen Endpunkt sowie nach Erhebung (K ₁) über der Bezugsebene bestimmt wird, daß die Baumstämme bei fortwährender Auflage des erdendenabge­ wandten Endpunktes auf der Bezugsebene am Erdende so weit abgesenkt werden, daß der erste Punkt in der Bezugsebene liegt, und daß die Baumstämme in dieser abgesenkten Lage bis zur Bezugsebene angeflacht werden.

Gemäß der eingangs genannten Vorrichtung wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, daß eine erste Förder­ einrichtung für die Baumstämme mit einer Baumstamm-Kontur- Meßeinrichtung versehen ist, die an ein Steuergerät angeschlos­ sen ist, und daß das Steuergerät mit einer Hubeinrichtung verbunden ist, die stromabwärts der ersten Fördereinrichtung angeordnet ist und das Erdende des Baumstammes unter eine von der ersten Fördereinrichtung definierte Bezugsebene absenkt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst, weil auch bei stark gekrümmten Baum­ stämmen mit großer Durchbiegung über der Bezugsebene eine optimale Holzausbeute gewährleistet wird. Auch ist das erfin­ dungsgemäße Verfahren sehr viel einfacher auszuführen als das bekannte Verfahren nach dem Stand der Technik. Bei dem bekannten Verfahren ist es nämlich sehr schwierig, das Erdende im unten aufliegenden konkav gekrümmten Bereich exakt in der genannten Weise in einer Richtung parallel zu einer die beiden Stammenden tangierenden Ebene anzuflachen, wenn diese Ebene aufgrund sehr starker Ungeradheit des Stammes und zusätzlich eines sehr stark ausgeprägten Erdendes ebenfalls sehr schräg verläuft. In diesem Falle müßte man das Erdende im unteren konkaven Bereich entsprechend schräg anflachen, was technisch schwierig zu bewerkstelligen ist.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden die Gesamtlänge (L _max) der Baumstämme und die Lage eines zweiten Punktes am Erdende nach Abstand (L ₀) vom erdendigen Punkt sowie nach Erhebung (K ₂) über der Bezugsebene bestimmt und die Baum­ stämme werden in der Höhe des zweiten Punktes um einen Ab­ senkbetrag gesenkt, der nach der Beziehung

ermittelt wurde.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß der Baumstamm an einem nahezu beliebigen Punkt in der Nähe des Erdendes ergriffen und abgesenkt werden kann, vorzugsweise gerade an einem Punkt des Überganges zwischen dem Erdende und dem ansonsten regelmäßig gewachsenen Baumstamm.

Eine bevorzugte Weiterbildung dieser Variante besteht darin, daß die Baumstämme in der Höhe des zweiten Punktes zunächst im Bereich einer Fördereinrichtung um einen Absenkbetrag und, nachdem das Erdende die Fördereinrichtung verlassen hat, das Erdenden abgewandte Ende jedoch noch auf der Förderebene aufliegt, mittels einer Hubeinrichtung um einen zweiten Absenkbetrag abgesenkt werden, der nach der Beziehung:

A′ = A - K₂

ermittelt wurde.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß man eine Fördereinrichtung vorteilhaft so ausbilden kann, daß das radial ausladende Erdende bereits unter die von der Fördereinrichtung definierte Bezugs­ ebene gelangt, so daß die weitere Absenkung des Baumstammes nur noch den Rest des zuvor genannten Absenkbetrages berück­ sichtigen muß.

Schließlich besteht eine bevorzugte Weiterbildung der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung darin, daß die Baumstamm-Kontur- Meßeinrichtung einen Lichtvorhang mit einer Vielzahl von Lichtschranken aufweist.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die unregelmäßig gewachsenen Baumstämme berührungslos mit hoher Präzision quer zur Förder­ richtung ausgemessen werden können und zwar sowohl hinsichtlich der Erhebung der Randpunkte der Außenkontur, quer zur Förder­ richtung, wie auch hinsichtlich der Längsposition jedes einzel­ nen dieser Randpunkte. Auf diese Weise werden Meßwerte erzeugt, die in einer üblichen Steuereinrichtung zu Steuersignalen für die Fördereinrichtung und die Absenkeinrichtung umgesetzt werden können.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach­ stehend noch erläuterten Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines ungerade gewachsenen Baumstammes mit ausgeprägtem Erdende sowie den im Rahmen der vorliegenden Erfindung interessierenden Meßpunkten mit ihren Koordinaten in Längsrichtung und senkrecht dazu;

Fig. 2 den Baumstamm der Fig. 1, jedoch in einer zu einer Bezugsebene erfindungsgemäß einseitig abgesenkten Stellung;

Fig. 3 eine äußerst schematisierte Seitenansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 4 und 5 Ansichten in Richtung der Ebene IV-V-IV-V der Fig. 3 für zwei unterschiedliche Förderpositionen von Baumstämmen.

In Fig. 1 bezeichnet 10 insgesamt einen Baumstamm von natür­ lichem Wuchs, dessen Längsmittellinie 10 a gebogen verläuft.

Der Baumstamm 10 ist liegend angeordnet, so daß eine konvex gekrümmte Seite 11 oben und eine konkav gekrümmte Seite 12 unten liegt. Der Baumstamm 10 liegt in dieser Position auf einer mit 13 bezeichneten Bezugsebene auf, die beispielsweise eine obere Ebene einer Fördereinrichtung einer Sägewerksanlage sein kann.

Das in Fig. 1 linke, dünnere Ende des Baumstammes 10 weist einen ersten Punkt 20 und einen zweiten Punkt 21 als Endpunkte des dünneren Endes auf und der Durchmesser des Baumstammes 10 am dünneren Ende ist mit d ₀ bezeichnet. Am gegenüberliegenden dickeren Stammende liegt der Baumstamm 10 mit einem dritten Punkt 22 auf der Bezugsebene 13 auf. Ein vierter Punkt 23 markiert den Punkt höchster Erhebung auf der konvexen Seite 14 des Baumstammes 10, während ein fünfter Punkt 24 den Punkt höchster Erhebung, also maximaler Durchbiegung auf der konkaven Seite 12 des Baumstammes 10 markiert. Ein sechster Punkt 25 und ein siebter Funkt 26 markieren auf der konkaven Seite 12 bzw. der konvexen Seite 11 den Übergang eines Erdendes 27 zum restlichen Baumstamm 10. Die Erhebung des fünften Punktes 24 über der Bezugsebene 13 ist mit K ₁ und die Erhebung des sechsten Punktes 25 über der Bezugsebene 13 ist mit K ₂ bezeichnet.

Jeweils vom dritten Punkt 22 an gerechnet ist die Gesamtlänge des Baumstammes 10 mit L _max bezeichnet, der Abstand zum fünften Punkt 24 betrage L ₁ und der zum sechsten und siebten Punkt 25, 26 betrage L ₀.

Der maximale Durchmesser des Baumstammes 10 im Bereich des Erdendes 27 wird mit d _max bezeichnet, während der Durchmesser am Übergang des Erdendes 27 zum übrigen Baumstamm 10, d.h. in der Ebene des sechsten und siebten Punktes 25, 26 d ₁ betrage.

Die Meßwerte K ₁, K ₂, L _max, L ₁ und L ₀ lassen sich mit an sich bekannten Meßeinrichtungen bestimmen, wie dies weiter unten zu den Fig. 3 bis 5 noch erläutert werden wird.

Um den Baumstamm 10 in einer Weise vorzubearbeiten, die ein nachfolgendes Bearbeiten mit optimaler Holzausbeute ermöglicht, soll nun der Baumstamm 10, wie dies Fig. 2 im einzelnen zeigt, in eine Position abgesenkt werden, bei der das dünnere Ende des Baumstammes 10 mit dem ersten Punkt 20 auf der Bezugsebene 13 verbleibt, daß dickere Ende des Baumstammes 10 mit dem Erdende 27 jedoch so weit abgesenkt wird, daß der fünfte Punkt 24 maximaler Durchbiegung auf der konkaven Seite 12 in der Bezugsebene 13 zu liegen kommt.

Um dies zu erreichen, wird aus den bereits genannten ermittelten Meßgrößen K ₁, L _max, L ₀ und L ₁ ein Absenkwert A bestimmt, der der Beziehung:

gehorcht. Um diesen Absenkwert A wird der Baumstamm 10 in der Radialebene abgesenkt, die durch den sechsten und siebten Punkt 25, 26 definiert ist, d.h. im Bereich des Überganges vom Erdende 27 zum übrigen Baumstamm 10.

Wie Fig. 2 zeigt, gelangt der Baumstamm 10 aus seiner dort gestrichelt eingezeichneten Ausgangsstellung, die derjenigen der Fig. 1 entspricht, in seine durchgezogen eingezeichnete Endstellung. Der fünfte Punkt 24 wird zu 24′ in der Bezugsebene 13 und der sechste Punkt 25 wird zu 25′, und zwar unter Absen­ kung um den Wert A, so daß der sechste Punkte 25′ unterhalb der Bezugsebene 13 zu liegen kommt.

In dieser abgesenkten Position wird der Baumstamm 10 nun von unten her bis zur Bezugsebene 13 angeflacht, so daß der in Fig. 2 mit 30 bezeichnete und dort schraffiert eingezeichnete Bereich abgespant oder abgesägt wird.

Der auf diese Weise angeflachte Baumstamm hat nun in horizon­ taler Richtung eine für eine nachfolgende Bearbeitung unter dem Gesichtspunkt der bestmöglichen Raumausnutzung optimale Kontur. Die nachfolgende Bearbeitung kann z.B. in an sich bekannter Weise darin bestehen, daß der angeflachte Baumstamm 10 nunmehr auch auf den übrigen 3 Seiten angeflacht wird und dann Seitenbretter oder Kanthölzer von den angeflachten Seiten abgetrennt werden.

Bei manchen Anlagen zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens mag es zweckmäßig sein, die Absenkung um den Wert A in zwei Stufen vorzunehmen.

Ist die Bezugsebene 13, wie bereits weiter oben angedeutet, die obere Führungsfläche einer Fördereinrichtung, so kann diese Fördereinrichtung so konzipiert werden, daß bereits im Bereich der Fördereinrichtung die ausladende Kontur des Erdendes 27 unter die Bezugsebene 13 gerät. Unter Verwendung der in Fig. 1 eingezeichneten Kenngrößen bedeutet dies, daß der sechste Punkt 25 bereits im Bereich der Fördereinrichtung um den Wert K ₂ abgesenkt wurde. Bei einer nachfolgenden weiteren Absenkung mittels eines Hebezeuges oder dgl. wäre dann nur noch ein reduzierter Absenkwert A′ zu durchmessen, der der Beziehung:

A′ = A - K₂

gehorcht.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wie es zuvor anhand der Fig. 1 und 2 erläutert wurde, bezeichnet 40 eine erste Fördereinrichtung, beispielsweise ein Förderband, auf dem der Baumstamm 10 in Fig. 3 von links nach rechts gefördert wird. Das Erdende 27 wird dabei in Förderrichtung voraus gefördert, dies muß jedoch nicht so sein, weil auch bei ent­ sprechender Anpassung der nachstehend noch zu erläuternden Elemente auch eine Förderung des Baumstammes 10 mit dem dünnen Ende voraus ohne weiteres möglich wäre.

Der Baumstamm 10 durchläuft auf seinem Weg in der ersten Fördereinrichtung 40 einen Lichtvorhang 41, wie er weiter unten zu den Fig. 4 und 5 noch erläutert werden wird. Der Lichtvorhang 41 ist an ein Steuergerät 42 angeschlossen, das ferner mit einem Längensensor 46 zusammenarbeitet, so daß alle zu Fig. 1 bereits erläuterten Kennwerte K ₁, K ₂, L _max, L ₀ und L ₁ dem Steuergerät 42 zugeführt werden. Das Steuergerät 42 ermittelt aus diesen Eingangswerten den Absenkwert A und steuert mit diesem eine Hubeinrichtung 43, die den Baumstamm 10 im Bereich des Erdendes ergreift. Wie in Fig. 3 eingezeichnet, kragt der Baumstamm 10′ nach Verlassen der ersten Förderein­ richtung 40 mit seinem Erdende 27 frei aus, so daß bei fortwährender Auflage des dünnen Endes des Baumstammes 10′ das Erdende 27′ um den Absenkbetrag A abgesenkt werden kann. Der Bereich 30 gelangt somit unterhalb der Bezugsebene 13 und kann mittels eines Fräsers 44 oder eines anderen geeigneten Werkzeuges entfernt werden. Es versteht sich, daß hierzu statt der in Fig. 3 eingezeichneten, von oben wirkenden Hubeinrichtung 43 auch eine von unten wirkende Hubeinrichtung 43′ verwendet werden kann, um das Erdende 27′ in der beschriebenen Weise abzusenken.

Der angeflachte Baumstamm 10′′ gelangt dann auf eine zweite Fördereinrichtung 45, von der er weiteren Bearbeitungsstationen, z.B. weiteren Anflachfräsern, Eckenfräsern, Trenn- und Kappsägen und dgl. zugeführt wird, wie dies an sich bekannt ist.

Die Fig. 4 und 5 zeigen in zwei Positionen den Baumstamm 10 beim Durchfahren des Lichtvorhanges 41. Man erkennt, daß der Lichtvorhang 41 bevorzugt aus einem rechteckigen Rahmen besteht, der die erste Fördereinrichtung 40 allseits umschließt. In einem vertikalen Schenkel des Rahmens sind Lichtsender 50 angebracht, denen auf dem anderen vertikalen Schenkel Licht­ empfänger 51, z.B. Fotodioden oder dgl. gegenüberstehen. Auf diese Weise entsteht ein Vorhang von Lichtstrahlen 52, d.h. mehrere, horizontal ausgerichtete und übereinander angeordnete Lichtschranken, die von der Kontur des Baumstammes 10 mehr oder weniger unterbrochen werden. Gleichzeitig erfaßt der Längensensor 46 die jeweilige Längenposition des Baumstammes 10, jeweils gemessen von einem Bezugspunkt, beispielsweise dem dritten Punkt 22 in Fig. 1. Man erkennt aus Fig. 5 deutlich, daß auf diese Weise die Kontur des Baumstammes 10 auch im Bereich der konvexen Seite 12 nach Längenposition und Erhebung, d.h. nach dem Wert K ₁ in Fig. 1 berührungslos erfaßt werden kann.

Bei der Erläuterung der Vorrichtung gemäß den Fig. 3 bis 5 ist noch hinzuzufügen, daß die Hubeinrichtung 43 bzw. 43′ in der in den Fig. 1 und 2 mit A eingezeichneten Absenkebene mit dem sechsten Punkt 25 und dem siebsten Punkt 26 angreifen kann, jedoch keineswegs angreifen muß, weil selbstverständlich auch ein Absenken in der durch den dritten Punkt 22 definierten Radialebene oder auch in einer anderen Radialebene möglich ist, wobei dann die angegebene Beziehung für den Absenkwert A entsprechend anzupassen wäre.

Claims (5)

1. Verfahren zum Anflachen von Baumstämmen (10) mit geboge­ ner Längsmittellinie (10 a), bei dem die Baumstämme (10) in liegender Position mit ihrer konvexen Seite (11) nach oben und ihrer konkaven Seite (12) nach unten in Längsrichtung gefördert und an der konkaven Seite (11) im Bereich eines Erdendes (27) von unten angeflacht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Baumstämme (10) vor dem Anflachen in einer Position vermessen werden, in der sie nur an Endpunkten (20, 22) der konkaven Seite (12) auf einer Bezugsebene (10) aufliegen, daß auf der konkaven Seite (12) die Lage eines ersten Punktes (24) größter Durchbiegung nach Abstand (L ₁) vom erdendigen Endpunkt (22) sowie nach Erhebung (K ₁) über der Bezugsebene (13) bestimmt wird, daß die Baum­ stämme (10) bei fortwährender Auflage des erdendenab­ gewandten Endpunktes (20) auf der Bezugsebene (13) am Erdende (27) so weit abgesenkt werden, daß der erste Punkt (24′) in der Bezugsebene (13) liegt, und daß die Baumstämme (10) in dieser abgesenkten Lage bis zur Bezugsebene (13) angeflacht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtlänge (L _max) der Baumstämme (10) und die Lage eines zweiten Punktes (25) am Erdende (27) nach Abstand (L ₀) vom erdendigen Endpunkt (22) sowie nach Erhebung (K ₂) über der Bezugsebene (13) bestimmt werden und daß die Baumstämme (10) in der Höhe des zweiten Punktes (25) um einen Absenkbetrag (A) abgesenkt werden, der nach der Beziehung: ermittelt wurde.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Baumstämme (10) in Höhe des zweiten Punktes (25) zunächst im Bereich einer Fördereinrichtung (40) um einen Absenkbetrag (K ₁) und, nachdem das Erdende (27) die Fördereinrichtung (40) verlassen hat, das erdenden­ abgewandte Ende jedoch noch auf der Förderebene (40) aufliegt, mittels einer Hubeinrichtung (43) um einen zweiten Absenkbetrag (A′) abgesenkt werden, der nach der Beziehung A′ = A - K₂ermittelt wurde.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Fördereinrichtung (40) für die Baumstämme (10) mit einer Baumstamm-Kontur-Meßeinrichtung (41, 46) versehen ist, die an ein Steuergerät (42) angeschlos­ sen ist und daß das Steuergerät (42) mit einer Hubein­ richtung (43, 43′) verbunden ist, die stromabwärts der ersten Fördereinrichtung (40) angeordnet ist und das Erdende (27) der Baumstämme (10) unter eine von der ersten Fördereinrichtung (40) definierte Bezugsebene (13) absenkt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Baumstamm-Kontur-Meßeinrichtung (41, 46) einen Lichtvorhang (41) mit einer Vielzahl von Lichtschranken (50 bis 52) aufweist.