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Technischer
Bereich
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine zum Spalten von länglichen
Holzblöcken,
wobei die Maschine ein Gestell, auf welchem mit einer Schneide versehene
Messer angebracht sind, und eine Schubvorrichtung umfasst, die zum
Schieben eines länglichen
Holzblockes praktisch axial gegen die Schneiden der Messer angeordnet
ist, in der die Messer eine erste Reihe von zueinander praktisch
parallel verlaufenden Messern, die gemäß einer ersten Ausrichtung
angeordnet sind, und eine zweite Reihe von zueinander praktisch
parallel verlaufenden Messern umfassen, die gemäß einer zweiten Ausrichtung angeordnet
sind, die praktisch senkrecht zu der ersten Ausrichtung verläuft.
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Für viele
Verwendungen von Holz, zum Beispiel für die Herstellung von Fassbrettern,
von Handgriffen für
Handwerkzeuge ist es notwendig, die Holzstücke mittels Spalten und nicht
mittels Sägen
zuzubereiten. Das Sägen
bewirkt das Schneiden der Holzfaser, während das Spalten der Holzader
folgt, wodurch es ermöglicht
wird, dass der verwirklichte Gegenstand einen besseren Widerstand
gegenüber Beanspruchungen
und insbesondere gegenüber
Biegung und Verdrehung an den Tag legt. Außerdem wird Kaminholz, welches
Brennholz genannt wird, aktuell durch Spalten zubereitet.
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Stand der
Technik
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Es
sind bereits Spaltmaschinen bekannt, die ein Messer aufweisen, welches
dazu bestimmt ist, ein Holzstück
großer
Größe durch
Spalten zu trennen. Die meisten dieser Maschinen ermöglichen
das Spalten von Holz nur gemäß einer
einzigen Öffnungsebene
bei jedem Vorgang. Um Holzstücke
mit geringerem Querschnitt von einem Holzblock mit größerer Größe zu erhalten,
muss dieser mehrere Male auf die Maschine gelegt werden. Der Vorgang
ist lang, mühsam
und ungenau. Er ermöglicht
nicht das Erhalten gespaltener Holzstücke, die für einen Kamin mit offener Feuerstelle
oder mit geschlossener Feuerstelle bestimmt ist, wobei das Holz
gewöhnlich
Holz von Laubbäumen
ist, welches relativ hart und kompakt ist, und kein Holz von Nadelbäumen, welches weicher
ist. Die Mehrzahl der aktuellen Maschinen ermöglicht nicht das Spalten eines
Holzblockes mit relativ großem
Querschnitt, um gespaltene Holzstücke mit einem mehr oder weniger
zuvor festgelegten Querschnitt zu verwirklichen, insbesondere nicht
in einem einzigen Durchgang. Diejenigen, die diese Funktion aufweisen,
weisen gewöhnlich
feststehende Messer auf. Die Veränderung des
Formates der Holzscheite legt einen Wechsel der Messer nahe.
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Das
Kanadische Patent
CA 1 097 193 betrifft eine
Maschine zum Schneiden von Holzstücken zur Herstellung von Streichbalken
oder Vierkanthölzern mit
rechteckigem oder quadratischem Querschnitt, bei der Gitter von
untereinander auswechselbaren Messern verwendet werden. Die Messer
sind feststehend und jedes Gitter entspricht einer Größe von herzustellenden
Streichbalken oder Vierkanthölzern. Diese
Maschine ist nicht zum Spalten von Holzscheiten für Kaminholz,
sogenanntes Brennholz, geeignet, wobei bekannt ist, dass die Gitter
mit starren Messern nicht zum Spalten eines relativ weichen Holzes angepasst
sind, wie solches von Nadelbäumen,
während
das Brennholz im Allgemeinen von relativ harten Laubbäumen stammt,
welches sich nicht regelmäßig spaltet.
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In
der Europäischen
Veröffentlichung
EP 0 334 741 ist eine Maschine
zum Schneiden von Holzstücken
mit regelmäßigem Querschnitt
beschrieben, die außerdem
ein Gitter mit zueinander senkrechten Messern und eine Vielzahl
von einzelnen Stößeln aufweist,
um das Holz über
die Öffnungen
des Gitters zu stoßen.
Die Aufgabe dieser Maschine besteht in der Verwirklichung von Holzstücken für Balkenwerke oder
Schreinerarbeiten mit weichem Holz wie demjenigen von Nadelbäumen. Sie
ist nicht zum Spalten von großen
Holzscheiten geeignet, um Brennholz herzustellen.
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Der
Gegenstand des Amerikanischen Patentes
US 1 406 552 ist eine Maschine zum
gleichzeitigen Spalten von Holzscheiten in mehrere Stücke entsprechend
einer einzigen Richtung. Die Messer sind in ihrem Abstand nicht
regulierbar und die erhaltenen Stücke müssen erneut in der Maschine
positioniert werden, um in der senkrechten Richtung gespalten werden
zu können.
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In
dem Amerikanischen Patent
US
3 872 903 ist eine Maschine zum Spalten von Holzscheiten
in Planken entsprechend einer selben Richtung beschrieben.
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In
der unter der Nummer
EP 0 097
245 veröffentlichten
Europäischen
Patentanmeldung ist eine Maschine zum Sägen von Holzscheiten beschrieben, welche
die Holzscheite plattenförmig
ausgibt, die dann mittels eines starren Gitters von Messern zwecks
Realisierung von Holzstücken
für Balkenwerke
und Schreinerarbeiten gespalten werden.
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Das Österreichische
Gebrauchsmuster
AT 5 889
U betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Brennholz,
die ein erstes Messer, um eine Planke auszugeben, und ein zweites
senkrechtes Messer aufweist, welches die Ausgabe der Planke in Holzstücken ermöglicht.
Die Messer sind in ihrer Position regulierbar.
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Alle
bekannten Maschinen ermöglichen
nicht die automatische Zubereitung von Brennholz in den Abmessungen,
die von Holzscheiten oder von Holzblöcken von Laubbäumen ausgewählt sind,
die große
Abmessungen aufweisen können,
und ermöglichen
insbesondere nicht die Regulierung der Messer, um sie an die Bedürfnisse
und die Abmessung der zu spaltenden Holzblöcke oder Holzscheite anzupassen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Ausrüstung zu
liefern, welche die Optimierung und die Automatisierung des Spaltens von
Holz ermöglicht,
insbesondere von Holz, sogenanntem Brennholz, um Holzstücke mit
praktisch zuvor festgelegtem Querschnitt zu erhalten, wobei die Abmessungen
dieses Querschnittes quasi automatisch in Abhängigkeit von den Bedürfnissen
abgeändert
werden können.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Maschine gemäß der Erfindung gelöst, wie
sie durch Anspruch 1 definiert ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform umfasst
das Gestell einen Querträger,
auf dem die Messer der Messerbaugruppe angebracht sind, wobei der
Querträger
zwei Pfosten und zwei jeweils fest mit den äußersten Enden der Pfosten verbundene Traversen
umfasst, und wobei die Messer einer der Reihen von Messern gleitend
bewegbar auf den Pfosten angebracht sind, und die Messer der zweiten Reihe
von Messern gleitend bewegbar auf den Traversen angebracht sind.
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Auf
besonders vorteilhafte Art und Weise umfassen die ersten Einstellungseinrichtungen
eine erste Regelungseinrichtung, die angeordnet ist, um einen regelmäßigen Abstand
der Messer der ersten Reihe von Messern zu erhalten, wobei der Raum
zwischen zwei aneinander angrenzenden Messern für die Gesamtheit der Messer
der ersten Reihe derselbe ist.
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Gemäß einer
vorteilhaften Bauweise umfassen die zweiten Einstellungseinrichtungen
eine zweite Regelungseinrichtung, die angeordnet ist, um einen regelmäßigen Abstand
der Messer der zweiten Reihe von Messern zu erhalten, wobei der
Raum zwischen zwei aneinander angrenzenden Messern für die Gesamtheit
der Messer der zweiten Reihe von Messern derselbe ist.
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Auf
besonders vorteilhafte Art und Weise umfasst die erste Regelungseinrichtung
zur regelmäßigen Beabstandung
der Messer der ersten Reihe von Messern zwei Bedienungshebel, die
jeweils auf den zwei Pfosten des Querträgers angebracht sind, wobei
die Bedienungshebel jeweils um zwei fest mit den Pfosten verbundene
Achsen herum schwenkbar sind, wobei die Bedienungshebel jeweils
eine Schwingarmeinheit umfassen, wovon jede einerseits fest mit
einem der Bedienungshebel, und andererseits mit einem der Messer
der ersten Reihe von Messern verbunden ist.
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Vorzugsweise
entspricht einer der Bedienungshebel und die mit diesem Hebel verbundenen Schwingarmeinheiten
einem der äußersten
Enden der Messer der ersten Reihe, und der andere Bedienungshebel
und die mit diesem Hebel verbundenen Schwingarmeinheiten entsprechen
dem gegenüberliegenden äußersten
Ende der Messer der ersten Reihe.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform umfasst
die zweite Regelungseinrichtung der Beabstandung der zweiten Reihe
von Messern zwei Hydraulikzylinder, die jeweils auf den zwei Traversen des
Querträgers
angebracht sind, wobei die Körper dieser
Zylinder mit einem der äußersten
Enden des ersten Messers der zweiten Reihe von Messern verbunden
sind, und wobei die Stangen der Zylinder mit einem der äußersten
Enden des letzten Messers der zweiten Reihe von Messern verbunden
sind.
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Gemäß einer
vorteilhaften Variante umfasst die zweite Regelungseinrichtung der
Beabstandung der zweiten Reihe von Messern Blattfedern in Form von
Haarnadeln, deren äußerste Enden
jeweils fest mit zwei aneinander angrenzenden Messern verbunden
sind, wobei die Blattfedern angeordnet sind, um die Messer zu belasten,
um ihre Beabstandung zu erhöhen.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausführungsform
umfasst jedes Messer jeder der zwei Reihen von Messern an jedem
seiner äußersten
Enden einen Haltezapfen, der in der Nachbarschaft der Schneide angeordnet
ist, wobei der hintere Teil der zwei Messer so lose ist, dass die
Messer frei veränderbare
Winkelpositionen einnehmen können.
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Vorteilhafterweise
umfasst die Schubvorrichtung ein Fahrgestell, welches eine Einheit
von flachen horizontalen Teilen und eine Einheit von Profilen umfasst,
die im Verhältnis
zueinander zwischen einer Position, in der sie eine selbe Schubebene
festlegen, und einer Position, in der sie versetzt sind, bewegbar
sind.
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Zusammenfassende
Beschreibung der Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung und ihre Hauptvorteile werden an Hand der
detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser verständlich,
die beispielhaft und nicht begrenzend gegeben sind, wobei:
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1 eine
perspektivische Ansicht der Maschine gemäß der Erfindung ist,
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2A und 2B jeweils
eine perspektivische Ansicht und eine Seitenansicht der Messer der Maschine
darstellen, wobei sich die Messer in einer Position befinden, die
einem Minimalabstand entspricht,
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3A und 3B jeweils
eine perspektivische Ansicht und eine Seitenansicht der Messer der Maschine
darstellen, wobei sich die Messer in einer Position befinden, die
einem Maximalabstand entspricht, und
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4 eine
Teilansicht ist, welche die Regelungseinrichtung der Beabstandung
der Messer der ersten Reihe von Messern veranschaulicht.
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Art(en) der Ausführung der
Erfindung
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Unter
Bezugnahme auf 1 umfasst die Maschine 10 zum
Spalten von länglichen
Holzblöcken
gemäß der Erfindung
ein Gestell 20, auf dem eine Schubvorrichtung 30 und
eine Messerbaugruppe 40 angebracht ist, die eine erste
Reihe von Messern 50 und eine zweite Reihe von Messern 60 umfasst.
Die Schubvorrichtung 30 ist angeordnet, um einen Holzblock
(nicht dargestellt) praktisch axial gegen die Schneide der Messer 50 und 60 zu
schieben, um den Holzblock in Holzstücke mit zuvor festgelegtem
Querschnitt zu spalten.
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Das
Gestell 20 umfasst einen Querträger 21 für die Messer,
der zwei Pfosten 22 umfasst, die in dem dargestellten Beispiel
vertikal sind, und zwei Traversen 23, die in dem dargestellten
Beispiel horizontal sind. Die Pfosten und die Traversen sind zueinander
senkrecht, könnten
jedoch in Abhängigkeit von
den Bedürfnissen
des Benutzers entsprechend unterschiedlichen Ausrichtungen angeordnet
werden. Die Horizontaltraversen 23 sind jeweils so fest mit
den äußersten
Enden der Vertikalpfosten 22 verbunden, dass der Querträger 21 die
Form eines Rechteckrahmens aufweist. Die Messer 50 der
ersten Reihe von Messern sind gleitend bewegbar auf den Vertikalpfosten 22 angebracht
und die Messer 60 der zweiten Reihe von Messern sind auf
den Horizontaltraversen 23 gleitend angebracht.
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Das
Gestell 20 umfasst ebenfalls zwei Horizontalträger 24,
die über
eines ihrer äußersten
Enden an zwei Ver tikalträgern 25 befestigt
sind, die beiderseits des Querträgers 21 und über ihr
anderes äußerstes
Ende an einem Querstück 26 befestigt
sind, wobei die starre Einheit angeordnet ist, um für die Schubvorrichtung 30 und
insbesondere für
ein Fahrgestell 31 als Unterstützung zu dienen. Das Fahrgestell 31 besteht
aus zwei Einheiten, wobei eine davon eine Verbindung aus flachen
Horizontalteilen 32 umfasst, die fest mit zwei Vertikalelementen 33 verbunden
sind, und wovon das andere zwei Vertikalelemente 34 umfasst,
die Profilstähle 35 tragen,
die einen geraden U-förmigen
Querschnitt aufweisen, parallel zueinander, praktisch horizontal
verlaufen. Die Profilstähle 35 sind
fest mit Pfosten 34 verbunden, die Schlitze 36 umfassen,
worin die flachen Horizontalteile 32 gleiten können. Aus
diesem Grund sind die Profilstähle 35 im
Verhältnis
zu den flachen Horizontalteilen 32 so beweglich, dass in
einer bestimmten Position (in 1 nicht
dargestellt) die Vorderseiten der Profilstähle 35 und die Frontfelder
der flachen Teile 32 auf einer selben Ebene angeordnet
sind, die eine Schubebene darstellt, die zum Anliegen gegen das
Holz bestimmt ist.
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Das
Fahrgestell 31 wird durch einen Hydraulikzylinder (nicht
dargestellt) betätigt,
um eine sehr bedeutende Schubkraft zum Beispiel in der Größenordnung
von 40 bis 50 Tonnen zu erzeugen, der unten fixiert
ist und auf eine Führungsstange 37 wirkt, die
zum Beispiel aus einem Profilstahl mit quadratischem Querschnitt
besteht, der über
eine Führungsöffnung 38 gleitet,
die in eine fest mit dem Gestell 20 verbundene Platte 39 eingearbeitet
ist. Die Führungsstange 37 wird
fest mit den Vertikalelementen 33 verbunden, welche die
flachen Horizontalteile 32 tragen. Die relative Verlagerung
der Teile 32 und der Profilstähle 35 wird somit
mittels eines Hydraulikzylinders 9 erhalten, dessen Körper mit
der Führungsstange 37 und
der Stange des Kolbens mit einem bogenförmigen Element 8 verbunden
ist, welches an der Platte 39 befestigt ist. Die Schubvorrichtung 30 weist
eine doppelte Funktion auf. Einerseits ermöglicht sie das Schieben des
zu spaltenden Holzblockes gegen die Messerbaugruppe 40.
Dieser Schub wird bewirkt, wenn die flachen Horizontalteile 32 und
die Profilstähle 35 dieselbe
Ebene festlegen. Andererseits ermöglicht sie das Schieben der
Holzstücke
aus den Messern heraus, wenn der Holzblock gespalten wurde. Dieser
Schub wird mittels der Profilstähle 35 bewirkt,
die in die im Verhältnis
zu den flachen Horizontalteilen 32 versetzte Position gebracht
werden, wie dies aus 1 ersichtlich ist, und wenn
die Horizontalmesser 50 zuvor maximal beabstandet waren. Der
Schub wird mittels des Zylinders bewirkt, der das Fahrgestell 31 betätigt, wobei
der Hydraulikzylinder 9 nur die Funktion aufweist, die
flachen Horizontalteile 32 und die Profilstähle 35 zu
verschieben.
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Der
Querträger 21 ist
entfernbar und so auf den Vertikalträgern 25 befestigt,
dass die Messerbaugruppe 40 leicht für Instandhaltungs- und Wartungsarbeiten
demontiert werden kann, insbesondere für das Schärfen der Messer 50 und 60.
Dennoch ist es ebenfalls mög lich,
die Messer zum Beispiel zum Schärfen
zu demontieren, ohne den Querträger 21 zuvor
zu entfernen.
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2 bis 4 sind Detailansichten,
die insbesondere die Messerbaugruppe 40 in den unterschiedlichen
Arbeitspositionen mit mehr zusammengezogenen Messern oder weiter
beabstandeten Messern darstellen. Die auf dem Querträger angebrachte
erste Reihe von Messern 50 ist mit ersten Regelungseinrichtungen
in Form einer ersten Regelungsvorrichtung 70 verbunden,
welche die Regelung der Beabstandung der Messer 50 ermöglicht,
so dass die Beabstandung regelmäßig, d.
h. zwischen zwei aneinander angrenzenden Messern der Gesamtheit der
Reihe unabhängig
von der gewählten
Beabstandung identisch ist.
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Die
erste Regelungseinrichtung 70 umfasst zwei Bedienungshebel 71,
die jeweils mittels einer Schwenkachse 72 auf den Vertikalpfosten 22 des Querträgers 21 angebracht
sind. Eine Schwingarmeinheit 73 ist mit jedem Bedienungshebel 71 verbunden,
wobei jede dieser Schwingarmeinheiten 73 einerseits über eines
ihrer äußersten
Enden gelenkig mit dem Bedienungshebel 73 und andererseits
mit einem Zapfen 51 verbunden ist, der fest mit jedem äußersten
Ende eines Messers 50 verbunden ist. Ein hydraulischer
Betätigungszylinder 74 ist
mit jedem Bedienungshebel 71 verbunden, um denselben um seine
Schwenkachse 72 drehen zu lassen, um die Messer 50 in
Abhängigkeit
von dem Beabstandungseinstellwert zu verlagern, die den Messern
zugewiesen wurde.
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Wenn
der Hydraulikzylinder 74 den Bedienungshebel 71 zur
Drehung in einer Richtung veranlasst, stößt er die Schwingarme 73 über eines
ihrer äußersten
Enden, indem er die Messer 50 über ihre Zapfen 51 antreibt.
Die Messer 50 gleiten dann an Vertikalpfosten 22 entlang,
indem sie sich voneinander beabstanden. Die zwei Hydraulikzylinder 74 werden
synchronisiert betätigt,
um gleichzeitig auf die Zapfen zu wirken, womit die zwei äußersten
Enden der Messer 50 ausgerüstet sind. Das System kann auch
nur einen einzelnen Zylinder umfassen, wobei die zwei Bedienungshebel 71 starr
mit einer Querstange 75 oder mit anderen starren Verbindungen verbunden
sind.
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Zur
Verringerung der Beabstandung zwischen den Messern 50 wirken
der oder die Hydraulikzylinder 74 in entgegengesetzter
Richtung, um die Bedienungshebel 71 zum Kippen nach unten
zu veranlassen, indem die mit den Messern 50 verbundenen
Schwingarme 73 angetrieben werden.
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Die
Beabstandung der Messer 60 der zweiten Reihe von Messern
wird durch zweite Regelungseinrichtungen in Form einer zweiten Regelungsvorrichtung 80 geregelt.
Diese zweite Regelungseinrichtung 80 umfasst zwei hydraulische
Regelungszylinder 81, die jeweils entlang einer jeden Horizontaltraverse 23 des
Querträgers 21 angeordnet
sind. Der Körper
und die Stange eines jeden Hydraulikzylinders 81 sind jeweils
mit den Messern am äußersten Ende
der zweiten Reihe von Messern 60 verbunden. Mit Ausnahme
des zentralen Vertikalmessers, welches in einer im Verhältnis zu
den Traversen 23 festen Position gehalten wird, gleiten
die Messer 60 entlang der Traversen 23, und zwar
dank der Zapfen 61, die an ihren äußersten Enden befestigt sind,
und die in den Schwingarmen 82 Eingriff stehen. Die Zapfen 61 von
jedem Messer 60 sind paarweise durch Blattfedern 83 in
Form von Haarnadeln miteinander verbunden, deren Funktion darin
besteht, die Zapfen, und folglich die Messer in Richtung einer maximalen Beabstandungsposition
zu belasten. Die Beabstandung der Messer wird durch doppeltwirkende
Hydraulikzylinder 81 verwirklicht. Die ausgeglichene und
gleichmäßige Regelung
der Messer wird auf sehr einfache Art und Weise mittels Federn 83 erhalten.
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Um
zu ermöglichen,
dass die Messer 50 und 60 der Holzader folgen,
selbst wenn diese Astansatzknoten aufweist, sind die Messer schwenkbar
auf dem Querträger 21 angebracht.
Wie zuvor erwähnt, ist
jedes äußerstes
Ende eines Messers mit einem Haltezapfen, jeweils 51, 61 versehen,
wobei die zwei Zapfen eines selben Messers koaxial in der Nachbarschaft
der Schneide des Messers angeordnet sind, um eine Schwenkachse festzulegen,
die vor dem Messer, und praktisch parallel zu seiner Schneide positioniert
ist. Auf diese Weise sind die Messer lose und können variable Winkelpositionen
frei einnehmen. Die Messer neigen sich unabhängig voneinander und in Abhängigkeit
von der Ausrichtung der Holzfasern, wodurch eine Blockade vermieden,
und es den Messern ermöglicht
wird, in zwei unterschiedlichen Arbeitsweisen zu arbeiten, d. h.
einer ersten Arbeits weise, die in dem Spalten des Holzes besteht, indem
die Faser zum Bersten gebracht wird, und in einer zweiten Arbeitsweise,
die im Schneiden der harten Teile besteht, die zufällige Faserausrichtungen,
zum Beispiel Astansatzknoten und knorrige Stellen aufweisen.