WO2001043927A2 - Vorrichtung zum erzeugen eines hackschnitzels sowie vorrichtung zum profilieren eines baumstammes - Google Patents

Vorrichtung zum erzeugen eines hackschnitzels sowie vorrichtung zum profilieren eines baumstammes Download PDF

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WO2001043927A2
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WO
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saw blade
wood
circular saw
tree trunk
axis
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Hans Dietz
Jürgen EDELMANN
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Hans Dietz
Edelmann Juergen
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Publication of WO2001043927A3 publication Critical patent/WO2001043927A3/de
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27L—REMOVING BARK OR VESTIGES OF BRANCHES; SPLITTING WOOD; MANUFACTURE OF VENEER, WOODEN STICKS, WOOD SHAVINGS, WOOD FIBRES OR WOOD POWDER
    • B27L11/00—Manufacture of wood shavings, chips, powder, or the like; Tools therefor
    • B27L11/007—Combined with manufacturing a workpiece

Definitions

  • the invention relates to a device for producing a substantially wedge-shaped woodchip, in which the woodchip is machined from the wood by means of a chipping tool that can be rotated about a first axis in such a way that it has a first, concave surface and a second, convex surface, which is between them limit the wood chips.
  • the invention also relates to a device for profiling a tree trunk, with a chipping tool rotatable about a first axis for chipping longitudinal corners out of the tree trunk, with means for sawing off side boards from the tree trunk, one narrow side of which is formed by one edge surface of the corner, and with a circular saw blade to make a saw cut along the other edge surface before removing the corners.
  • chipping tools In woodworking technology, it is generally known to cut wood in whole or in part by means of so-called chipping tools.
  • the chipper tools are usually rotating tools with chipper knives on their circumference.
  • the chipper tools are usually arranged fixed in space, and the wood to be chipped or chipped is guided along the chipper head in the axial direction of the wood.
  • the wood chips produced have a wing-like shape with an essentially wedge-shaped cross section.
  • the wood chips are delimited on their two large surfaces by a concave or convex side, these sides leading from a thick end of the wood chip to a thin end or, in the cross-sectional representation, of a tip in which the two surfaces run tangentially into one another.
  • Wood chips are a valuable raw material in various branches of industry. This includes the pulp industry, the paper industry, but also the manufacturers of wood-based materials and so-called composite components, ie Panels, boards and beams made by gluing wood chips.
  • Wood chips of medium size are particularly preferred because wood chips that are too large are difficult to process and that wood chips that are too small or too thin lead to losses or to no viable structures, particularly in the production of pulp, paper, wood-based materials and composite components.
  • wood chips are produced by means of a rotating chipping tool in the manner described in more detail above, they have the thinly tapering end along their wedge-shaped cross section. This thin end is a disadvantage for the further processing of the wood chips, because this thin end either dissolves in the pulp or leads to areas that are not very stable in the production of composite components. In practice, wood chips are produced either when wood is completely cut or when wood is partly cut out.
  • a partial removal of wood takes place e.g. when profiling tree trunks. This means the all-round processing of initially raw tree trunks in order to give them a cross-sectional shape (profile), in which the profiled tree trunk can be easily broken down into boards and beams by subsequent sawing.
  • a corresponding method and a corresponding device are e.g. described in DE 29 28 949 A.
  • the tree trunks are processed during profiling by means of so-called corner cutters, which mill corners out of the tree trunk in the axial direction, so that the tree trunk, which was flattened on all sides before or after, is given a profile in which so-called side boards can be sawn off.
  • a corresponding method and a corresponding device are described in DE 37 02 980 C2.
  • a first, for example horizontal saw cut of predetermined depth is first made from one side of a tree trunk, in which case the axis of rotation of the saw blade runs vertically.
  • a section of the wood above the saw cut is removed, with the axis of rotation of the chipping tool, or in the case of a combined tool head, the common axis of rotation, vertical runs. The removed area does not reach as far horizontally into the tree trunk as the first saw cut is deep.
  • EP 0 770 461 A2 discloses a method and a plant for dividing tree trunks into smaller wood products.
  • a tree trunk is profiled by first sawing the corners completely using circular saw blades whose axes are inclined at 90 ° to one another. When sawing out, strips are created that are removed from the actual profiling system and completely cut in a separate chipper.
  • a method for processing tree trunks is known from EP 0 775 558 AI.
  • a longitudinal cut is first made through the tree trunk using a band saw running in the vertical direction, alternatively also Circular saws are proposed.
  • the saw cut is in any case placed in a vertical plane so that it separates a side board from the tree trunk.
  • the saw blade is followed by a separating element in the sawn gap, with which the side board, which is still materially connected to the tree trunk, is kept at a distance from the remaining main goods.
  • the separating element in turn is followed by a combined trimming tool, which can be rotated about a vertical axis and, in the manner already described, consists of a chipper and a circular saw blade connected to it.
  • the corner area above the narrow side of the side board to be produced is machined and at the same time the narrow side of the side board is machined with a high-quality surface using the circular saw blade.
  • the cutting knife and the circular saw blade have the same radius in the cutting tool.
  • the flight circle runs tangentially to the broad side of the separated side board, in other words, the saw teeth and the chipper blades do not run into the gap created by the leading band saw. Even if, in this known method, the flight circle of the span knife would extend into the gap, this would be irrelevant in connection with the present invention, because band saws are known to produce only extremely narrow sawing joints, which are typically a maximum of 3 mm wide. This would only affect the outermost tips of the chips. However, this would only result in an economically insignificant change in the shape of the chips. With this known method, the "comma chips" already mentioned are generated in principle.
  • side boards are sawn from a tree trunk flattened at the side, which are still provided with forest edges at their edges. These side boards are bent out of the sawing plane as long as they are still materially connected to the tree trunk at the leading end and then run essentially parallel to the tree trunk at a distance. In this spaced-apart position, the side boards are machined on the narrow sides by means of a trimmer and thus trimmed. The cutting edges of the edger chipper run through the wood in the area of the forest edges at a radial pressure angle of approx. 45. The side boards thus run past the edger chipper almost in the area of the axis of rotation. This is possible because, as mentioned, the side boards are currently spaced from the main goods.
  • the known method and the known device thus have the advantage of producing chips which are more favorable for subsequent processing in the cellulose industry are, but this advantage must be bought with considerable additional effort because the side boards after sawing out of the sawing plane and must be trimmed there at a considerable distance from the main goods. This is not possible with all types of wood, at least not without damaging the side boards when bending in the fiber.
  • the invention is based on the object of developing a wood chip and method and devices of the type mentioned at the outset or of specifying the uses mentioned in order to avoid the disadvantages mentioned above.
  • wood chips should be produced in an economically optimal manner, the shape of which corresponds as closely as possible to those classes of wood chips that are most highly paid for by the processing industry
  • the object is achieved in that the first axis runs horizontally and in that a circular saw blade rotatable about a second, vertical axis is provided in order to remove the wood in the area prior to the removal , in which the surfaces converge in an imaginary tip.
  • the object is achieved in that the circular saw blade is rotatable about a vertical axis, and that the cutting tool with its radius of the circle extends into the gap created by the saw cut, such that it is empty therein running.
  • the object underlying the invention is completely achieved in this way.
  • the invention provides for this thinly tapering end to be removed, so that only the thicker end of the chips remains.
  • Such a shortened wood chip has a much higher economic value and can therefore be processed in a much better way.
  • the operator of a sawmill system can therefore expect a much higher economic yield during the recycling of the chips with such shaped chips.
  • the circular saw blade is not used according to the invention for separating a side board, but rather only for creating a gap of finite depth.
  • the circular saw blade is preferably formed with a thickness of more than 5 to 6 mm.
  • the circular saw blade is preferably followed by a riving knife which is arranged between the circular saw blade and the chipping tool. This measure opens up the possibility of preparing the wood to be chipped or chipped in one and the same work step by means of a cut, in particular a saw cut, in such a way that the shortened wood chips mentioned arise immediately when the rotating chipper tool is subsequently engaged, since the area has already been removed beforehand, in which the tapered ends or tips would have been produced.
  • Figure 1 is a sectional view through a wood chip, as it is produced with conventional chipping tools.
  • FIG. 2 shows an illustration, similar to FIG. 1, but for a wood chip produced in accordance with the invention
  • FIG. 3 shows a schematic, radial cross-sectional illustration of a tree trunk to explain a profiling process
  • Fig. 4 and 5 are extremely schematic views of a device for producing wood chips of a conventional type
  • FIG. 6 shows an illustration, similar to FIG. 5, but on an enlarged scale and with a different axis arrangement, illustrating an embodiment of an apparatus according to the invention for producing wood chips according to the invention when profiling tree trunks;
  • 10 denotes a woodchip of a conventional type.
  • the woodchip 10 has two sides or surfaces 12, 14 which are perpendicular to the plane of the drawing and form the essential surface of the woodchip 10.
  • the left surface 12 in FIG. 1 is concave, and the right surface 14 is convex.
  • the surfaces 12 and 14 converge tangentially at the bottom in FIG. 1 in a tip 16 or edge.
  • a preferably flat end face 18 can be seen at the opposite end of the chips 10.
  • the wood chips 10 thus have a thick end 20 and a thin end 22.
  • the position of the parting plane 24 within the woodchip 10 can be determined in different ways.
  • economic considerations are of primary importance, i.e. the question in which remaining shape of the woodchips 10 'offers the best economic yield.
  • a center line 26 between the surfaces 12 and 14 then for example the center line section 26a within the remaining wood chip 10 'with a length l x and the imaginary center line section 26b outside the remaining wood chip 10', namely up to the tip 16, Define with a length of 1 2 , the total length of the original wood chip being 10 l x + 1 2 .
  • An optimal position of the parting plane 24 is, for example, when 1 2 is between 40% and 100% of 1 1 .
  • Another possible definition is in the transition from the convex surface 14 to one Boundary surface 28 along the parting plane 24 to define the thickness d of the remaining wood chips 10 'with, for example, between 2 and 10 mm.
  • the interface 28 forms an acute angle ⁇ with the center line 26, which e.g. can be between 15 ° and 50 °.
  • the flat end face 18 is produced by machining or sawing and the interface 28 by sawing in the axial direction. They are therefore flat and run parallel to each other.
  • the essentially circular radial section through a tree trunk is indicated by dash-dotted lines.
  • the so-called rinds 32 are located on the side of the tree trunk 30, i.e. Surface sections affected by forest edges.
  • So-called corners 34 are provided at four circumferential positions of the tree trunk 10, each offset by 90 ° to one another.
  • rinds 32 usually by machining
  • corners 34 usually by milling or chipping
  • Corners 34 a corner mill 44, generally speaking a rotating chipping tool, is used.
  • the corner milling cutter 44 can be rotated about a vertical axis 46 in the direction of an arrow 48.
  • the axis 46 runs perpendicular to the longitudinal axis of the horizontally aligned tree trunk 30.
  • the corner milling cutter 44 is composed in a manner known per se from two tools, namely a chipper 50 and a saw blade 52 or a corresponding number of planing knives.
  • the knives of the chipper 50 dip into the corner 34 in the region of the first edge surface 38, while at the same time the second edge surface 40 of the corner 34 is treated by the saw blade 52 or the planing knives.
  • the second edge surface 40 receives a relatively high (sawn) surface quality, while the first edge surface 38 receives a wavy surface due to the rotary knife rotating with a rotary movement.
  • FIG. 5 shows a top view of the arrangement according to FIG. 4.
  • the arrow 54 indicates the rotary movement of the corner milling cutter 44 rotating around the vertical axis 48. Its radius is denoted by r.
  • An arrow 56 indicates the direction of advance of the tree trunk 30 relative to the corner milling cutter 44 which is mounted in a fixed position (or vice versa).
  • the plan view according to FIG. 5 also shows a flattened area 58 on the tree trunk 30, where the corresponding rind 32 has previously been removed by flattening it sideways has been.
  • the flattened area 58 is separated by an axially extending transition line 60 from the remaining forest-edged area 62, in which the corner 34 is to be worked out by means of the corner mill 44.
  • the orientation of the axis 46 'of the corner milling cutter 44 is first changed. According to the invention, this runs horizontally. Furthermore, a circular saw blade 70, which rotates about a vertical axis 72, is arranged in front of the revolving corner milling cutter 44, as indicated by an arrow 74. The axis 72 runs perpendicular to the longitudinal axis of the tree trunk 30, which in turn is aligned horizontally. The circular saw blade 70 thus saws a horizontal gap 76 of finite depth d (FIG. 7D) along the transition line 60.
  • the circular saw blade 70 typically has a thickness of more than 5 mm, preferably 6 mm and more, so that the gap 76 is correspondingly wide, at least considerably wider than in the case of a band saw. Depending on the individual case, the circular saw blade 70 can also be provided with particularly wide teeth.
  • a circular wedge 78 can follow the circular saw blade 70 and ends in the axial direction where the engagement area of the corner milling cutter 44 begins.
  • the arrangement is such that the gap 76 lies where the thin end 22 of the chips would lie in the conventional procedure (FIG. 5). Since the wood already there is already present in this area through the circular saw blade 70 has been removed, the cutter blades of the cutter 50 of the corner milling cutter 44 run empty, as does the saw blade 52 or the planing blades.
  • the wood chips 10 ′ are produced without the thinner end 22, ie they only consist of the thicker end 20.
  • the circular saw blade 70 is only to be understood as an example in this respect, and that other cutting tools can of course also be used, e.g. the width of the gap 76 should be larger.
  • the procedure shown in FIG. 6 also has the advantage that the first edge surface 38 'is also designed with a saw-quality surface from the outset.
  • FIGS. 7A to 7D again illustrate the sequence of the processing steps in the device according to FIG. 6 in four pictures.
  • FIG. 7A shows the moment at which the circular saw blade 70 (vertical axis of rotation 72) rotating in a horizontal plane dips laterally into the tree trunk 30a.
  • FIG. 7B shows that the circular saw blade 70 has created the horizontal gap 76 of finite width d in the tree trunk 30b.
  • FIG. 7C shows the corner milling cutter 44, which is now engaged on the tree trunk 30c, and which rotates about the horizontal axis 46 '. rotates.
  • the corner mill 44 cuts out the chips 10 'in a shape according to FIG. 6.

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Abstract

Eine Vorrichtung dient zum Erzeugen eines im wesentlichen keilförmigen Hackschnitzels (10'), insbesondere im Zusammenhang mit dem Profilieren von Baumstämmen. Der Hackschnitzel (10') wird mittels eines um eine erste Achse (46) drehbaren Zerspanerwerkzeuges (44) derart aus dem Holz gespant, daß er eine erste, konkave Oberfläche (12) sowie eine zweite, konvexe Oberfläche (14) aufweist, die zwischen sich den Hackschnitzel (10') begrenzen. Die erste Achse (46) verläuft horizontal. Ein um eine zweite, vertikale Achse (72) drehbares Kreissägeblatt (70) ist vorgesehen, um das Holz vor dem Ausspanen in dem Bereich zu entfernen, in dem die Oberflächen (12, 14) in einer gedachten Spitze (16) zusammenlaufen.

Description

Vorrichtung zum Erzeugen eines Hackschnitzels sowie Vorrichtung zum Profilieren eines Baumstammes
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen eines im wesentlichen keilförmigen Hackschnitzels, bei der der Hackschnitzel mittels eines um eine erste Achse drehbaren Zerspanerwerkzeugs derart aus dem Holz gespant wird, daß er eine erste, konkave Oberfläche sowie eine zweite, konvexe Oberfläche aufweist, die zwischen sich den Hackschnitzel begrenzen. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Profilieren eines Baumstammes, mit einem um eine erste Achse drehbaren Zerspanerwerkzeug zum Ausspanen längs verlaufender Ecken aus dem Baumstamm, mit Mitteln zum Absägen von Seitenbrettern vom Baumstamm, deren eine Schmalseite von der einen Randfläche der Ecke gebildet wird, und mit einem Kreissägeblatt zum Führen eines Sägeschnittes entlang der anderen Randfläche vor dem Ausspanen der Ecken.
In der Technik der Holzbearbeitung ist es allgemein bekannt, Holz mittels sogenannter Zerspanerwerkzeuge ganz oder teilweise zu zerspanen. Die Zerspanerwerkzeuge sind dabei üblicherweise rotierende Werkzeuge, die an ihrem Umfang Zerspanermesser aufweisen. Die Zerspanerwerkzeuge sind üblicherweise raumfest angeordnet, und das zu zerspanende oder auszuspanende Holz wird in axialer Richtung des Holzes an dem Zerspanerkopf entlanggeführt.
Aufgrund dieser Gegebenheiten haben die erzeugten Hackschnitzel eine flügelartige Gestalt mit im wesentlichen keilförmigem Querschnitt. Die Hackschnitzel werden auf ihren beiden großen Oberflächen von einer konkaven bzw. konvexen Seite begrenzt, wobei diese Seiten von einem dicken Ende des Hackschnitzels zu einem dünnen Ende bzw. in der QuerSchnittsdarstellung einer Spitze führen, in der die beiden Oberflächen tangential ineinanderlaufen.
Hackschnitzel sind ein wertvolles Ausgangsmaterial in verschiedenen Industriezweigen. Hierzu zählt zum einen die Zellstoff- industrie, die Papierindustrie, aber auch die Hersteller von Holzwerkstoffen und sogenannten Kompositbauelementen, d.h. Platten, Brettern und Balken, die durch Verleimen von Hackschnitzeln hergestellt werden.
Diese weiterverarbeitenden Betriebe nehmen Hackschnitzel nach einer bestimmten Klassifizierung an. Besonders bevorzugt sind Hackschnitzel von mittlerer Größe, weil sich zu große Hackschnitzel schlecht verarbeiten lassen und zu kleine oder zu dünne Hackschnitzel insbesondere bei der Erzeugung von Zellstoff, Papier, Holzwerkstoffen und Kompositbauelementen zu Verlusten oder zu keinen tragfähigen Strukturen führen.
Die Klassifizierung der angelieferten Hackschnitzel ist entscheidend für den Preis, den ein weiterverarbeitender Betrieb für diese Hackschnitzel zu zahlen bereit ist. Demzufolge besteht in der holzverarbeitenden Industrie ein erheblicher Wunsch, bei der Herstellung von Hackschnitzeln möglichst nur solche Hackschnitzel zu erzeugen, die innerhalb der Klassifizierung der weiterverarbeitenden Industrie die höchsten Preise erzielen.
Wenn Hackschnitzel mittels eines rotierenden Zerspanerwerkzeugs in der oben näher beschriebenen Weise erzeugt werden, weisen sie entlang ihres keilförmigen Querschnitts das dünn auslaufende Ende auf. Dieses dünne Ende stellt für die Weiterverarbeitung der Hackschnitzel einen Nachteil dar, weil sich dieses dünne Ende entweder in der Pulpe auflöst oder bei der Herstellung von Kompositbauelementen zu wenig stabilen Bereichen führt. In der Praxis werden Hackschnitzel entweder beim völligen Zerspanen von Holz oder auch beim teilweisen Ausspanen von Holz erzeugt.
Ein teilweises Ausspanen von Holz findet z.B. beim sogenannten Profilieren von Baumstämmen statt. Hierunter versteht man die allseitige Bearbeitung von zunächst rohen Baumstämmen, um diesen eine Querschnittsform (Profil) zu verleihen, bei dem der profilierte Baumstamm durch nachfolgendes Sägen in einfacher Weise in Bretter und Balken zerlegt werden kann. Ein entsprechendes Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung sind z.B. in der DE 29 28 949 A beschrieben.
Bei diesen bekannten Verfahren und Vorrichtungen werden die Baumstämme beim Profilieren mittels sogenannter Eckenfräser bearbeitet, die in axialer Richtung Ecken aus dem Baumstamm herausfräsen, damit der zuvor oder danach allseitig angeflachte Baumstamm ein Profil erhält, bei dem sogenannte Seitenbretter abgesägt werden können.
In der DE 37 02 980 C2 sind ein entsprechendes Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung beschrieben. Bei dem bekannten Verfahren wird zunächst von einer Seite eines Baumstammes ein erster, beispielsweise horizontaler Sägeeinschnitt vorbestimmter Tiefe vorgenommen, wobei in diesem Falle die Rotationsachse des Sägeblatts vertikal verläuft. Nach Einbringen des Sägeeinschnitts oder (unter Verwendung eines kombinierten Werkzeugkopfes) gleichzeitig damit wird ein Teilbereich des Holzes oberhalb des Sägeeinschnitts ausgespant, wobei auch die Rotationsachse des Zerspanerwerkzeuges, bzw. bei einem kombinierten Werkzeugkopf die gemeinsame Rotationsachse, vertikal verläuft. Der ausgespante Bereich reicht horizontal nicht so weit in den Baumstamm hinein wie der erste Sägeeinschnitt tief ist. Danach wird in einem weiteren Arbeitsgang der Restbereich oberhalb des horizontalen Sägeeinschnitts ausgespant, und zwar mittels eines Spanerwerkzeugs, dessen Rotationsachse in dem genannten Beispielsfall horizontal verläuft. Danach oder gleichzeitig mit dem Ausspanungsvorgang wird ein zweiter, vertikaler Sägeeinschnitt angebracht, wobei der Grund des dabei erzeugten Spaltes mit seiner Mitte dort liegt, wo der erste, horizontale Sägeeinschnitt im Holz endet. Im Ergebnis wird daher insgesamt ein Bereich aus dem Baumstamm herausgearbeitet, der zwar eckenartig ausgebildet, im Grunde der Ecke aber gestuft ist. Wichtig ist dabei, daß zu keinem Zeitpunkt eines der beiden Spanerwerk- zeuge in einen Bereich eingreift, der zuvor ausgesägt wurde. Bei diesem bekannten Verfahren werden also ebenso wie dies bereits beschrieben wurde, ausschließlich sogenannte "Kommaspäne" erzeugt.
Aus der EP 0 770 461 A2 sind ein Verfahren und eine Anlage zum Aufteilen von Baumstämmen in kleinere Holzerzeugnisse bekannt. Bei diesem Verfahren wird ein Baumstamm dadurch profiliert, daß zunächst mittels Kreissägeblättern, deren Achsen um 90° zueinander geneigt sind, die Ecken vollkommen herausgesägt werden. Beim Heraussägen entstehen dabei Leisten, die aus der eigentlichen Profilieranlage entfernt und in einem separaten Zerspaner vollkommen zerspant werden.
Aus der EP 0 775 558 AI ist ein Verfahren zum Bearbeiten von Baumstämmen bekannt. Bei diesem Verfahren wird zunächst mittels einer in vertikaler Richtung laufenden Bandsäge ein Längsschnitt durch den Baumstamm geführt, wobei alternativ auch Kreissägen vorgeschlagen werden. Der Sägeschnitt ist jedenfalls in einer Vertikalebene so gelegt ist, daß er ein Seitenbrett vom Baumstamm abtrennt. Dem Sägeblatt folgt im gesägten Spalt ein Trennelement, mit dem das noch stofflich mit dem Baumstamm verbundene Seitenbrett im Abstand von der verbliebenen Hauptware gehalten wird. Dem Trennelement wiederum folgt ein kombiniertes Besäumwerkzeug, das um eine vertikale Achse drehbar ist und in der bereits beschriebenen Weise aus einem Zerspaner und einem damit verbundenen Kreissägeblatt besteht. Mit diesem Werkzeug wird der Eckenbereich oberhalb der Schmalseite des zu erzeugenden Seitenbretts ausgespant und zugleich die Schmalseite des Seitenbretts mittels des Kreissägeblatts in einer hohen Oberflächenqualität bearbeitet. Dabei haben in dem Zerspanerwerkzeug die Spanermesser und das Kreissägeblatt denselben Flugkreisradius. Der Flugkreis verläuft tangential zur Breitseite des abgetrennten Seitenbretts, mit anderen Worten, die Sägezähne und die Zerspanermesser laufen nicht in den von der vorauseilenden Bandsäge erzeugten Spalt hinein. Selbst wenn bei diesem bekannten Verfahren der Flugkreis der Spanermesser bis in den Spalt hineinreichen würde, wäre dies im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung unbeachtlich, weil mit Bandsägen bekanntlich nur extrem schmale Sägefugen erzeugt werden, die typischerweise maximal 3 mm breit sind. Damit würden dann nur die alleräußersten Spitzen der Späne betroffen sein. Dies ergäbe jedoch nur eine wirtschaftlich belanglose Formänderung der Späne. Damit werden auch bei diesem bekannten Verfahren prinzipiell die bereits erwähnten "Kommaspäne" erzeugt.
Bei allen vorstehend genannten Verfahren und Vorrichtungen werden somit einerseits herkömmliche Hackschnitzel mit dünn zulaufendem Ende und andererseits Sägemehl erzeugt. Aus der DE 43 37 682 Cl sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zerlegen eines Baumstammes bekannt.
Gemäß dem bekannten Verfahren werden von einem seitlich angeflachten Baumstamm zunächst mittels einer Kreissäge Seitenbretter abgesägt, die an ihren Rändern noch mit Waldkante versehen sind. Diese Seitenbretter werden, solange sie am vorauseilenden Ende noch stofflich mit dem Baumstamm verbunden sind, aus der Sägeebene abgebogen und laufen dann im wesentlichen im Abstand parallel zum Baumstamm. In dieser beabstandeten Position werden die Seitenbretter mittels eines Besäumzerspaners an den Schmalseiten abgespant und damit besäumt. Die Schneiden des Besäumzerspaners laufen unter ca. 45 Eingriffswinkel in radialer Richtung durch das Holz im Bereich der Waldkanten. Die Seitenbretter laufen damit fast im Bereich der Drehachse des Besäumzerspaners an diesem vorbei. Dies ist deswegen möglich, weil, wie erwähnt, die Seitenbretter in diesem Augenblick im seitlichen Abstand von der Hauptware geführt werden. Sinn dieser Maßnahme ist, beim Besäumen des zuvor abgebogenen Seitenbretts sogenannte "Gleichdick-Späne" zu erzeugen, also Späne, die im Gegensatz zu den sogenannten "Kommaspänen" eine im wesentlichen konstante Dicke parallel zur Holzfaser aufweisen. Diese "Gleichdick-Späne" sind dabei im Querschnitt etwa paral- lelogrammförmig, wobei der Eckenwinkel etwa 45° (bzw. 135°) beträgt, weil die Eingriffsebene des Zerspaners am Holz, wie erwähnt, unter etwa 45° zur Bewegungsrichtung der Seitenbretter liegt.
Das bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung haben zwar damit den Vorteil, Späne zu erzeugen, die für eine nachfolgende Verarbeitung in der Zelluloseindustrie günstiger gestaltet sind, dieser Vorteil muß jedoch mit erheblichem zusätzlichem Aufwand erkauft werden, weil die Seitenbretter nach dem Absägen aus der Sägeebene herausgebogen und dort in beträchtlichem Abstand von der Hauptware besäumt werden müssen. Dies ist nicht bei allen Hölzern in der erforderlichen Weise möglich, jedenfalls nicht, ohne die Seitenbretter beim Abbiegen in der Faser zu schädigen.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Hackschnitzel und Verfahren sowie Vorrichtungen der eingangs genannten Art weiterzubilden bzw. die genannten Verwendungen anzugeben, um die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden. Insbesondere sollen in wirtschaftlich optimaler Weise Hackschnitzel erzeugt werden, deren Form möglichst genau denjenigen Klassen von Hackschnitzeln entspricht, die von der weiterverarbeitenden Industrie am höchsten bezahlt werden
Bei einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Hackschnitzels der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die erste Achse horizontal verläuft, und daß ein um eine zweite, vertikale Achse drehbares Kreissägeblatt vorgesehen ist, um das Holz vor dem Ausspanen in dem Bereich zu entfernen, in dem die Oberflächen in einer gedachten Spitze zusammenlaufen.
Bei einer Vorrichtung zum Profilieren eines Baumstammes der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kreissägeblatt um eine vertikale Achse drehbar ist, und daß das Zerspanerwerkzeug mit seinem Flugkreisradius bis in den vom Sägeschnitt erzeugten Spalt hineinreicht, derart, daß es darin leer läuft. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
Im Gegensatz zu herkömmlichen, keilförmigen Spänen mit dünn auslaufendem Ende bzw. dünn auslaufender Spitze ist erfindungsgemäß vorgesehen, dieses dünn auslaufende Ende zu entfernen, so daß lediglich das dickere Ende der Hackschnitzel übrig bleibt.
Ein derartiger verkürzter Hackschnitzel hat eine wesentlich höhere wirtschaftliche Wertigkeit und kann daher in weitaus besserer Weise weiterverarbeitet werden. Der Betreiber einer Sägewerksanlage kann daher bei derartig geformten Hackschnitzeln mit einer weitaus höheren wirtschaftlichen Ausbeute während der Verwertung der Hackschnitzel rechnen.
Die Tatsache, daß bei den erfindungsgemäßen Vorrichtungen die Drehachse des Kreissägeblattes vertikal und die Drehachse des Zerspanerwerkzeugs horizontal verläuft, hat den Vorteil, daß kleinere Antriebe verwendet werden können, sich also wirtschaftliche und konstruktive Vorteile ergeben.
Das Kreissägeblatt dient, anders als bei der Vorrichtung gemäß EP 775 558 AI, erfindungsgemäß nicht zum Abtrennen eines Seitenbretts, sondern vielmehr nur zum Erzeugen eines Spaltes endlicher Tiefe.
Das Kreissägeblatt ist bevorzugt mit einer Dicke von mehr als 5 bis 6 mm Dicke ausgebildet. Dem Kreissägeblatt folgt weiter vorzugsweise ein Spaltkeil, der zwischen dem Kreissägeblatt und dem Zerspanerwerkzeug angeordnet ist. Diese Maßnahme eröffnet die Möglichkeit, in ein und demselben Arbeitsgang das zu zerspanende bzw. auszuspanende Holz durch einen Schnitt, insbesondere Sägeschnitt, so vorzubereiten, daß beim nachfolgenden Eingriff des rotierenden Zerspanerwerkzeugs sogleich die erwähnten verkürzten Hackschnitzel entstehen, da bereits der Bereich vorab entfernt wurde, in dem an sich die dünn zulaufenden Enden bzw. Spitzen hergestellt worden wären.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden 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 Schnittdarstellung durch einen Hackschnitzel, wie er mit herkömmlichen Zerspanerwerkzeugen hergestellt wird;
Fig. 2 eine Darstellung, ähnlich Fig. 1, jedoch für einen Hackschnitzel in erfindungsgemäßer Herstellung;
Fig. 3 eine schematisierte, radiale QuerSchnittsdarstellung eines Baumstamms zur Erläuterung eines Profiliervorganges; Fig . 4 und 5 äußerst schematisierte Ansichten einer Vorrichtung zum Erzeugen von Hackschnitzeln herkömmlicher Art;
Fig. 6 eine Darstellung, ähnlich Fig. 5, jedoch in vergrößertem Maßstab und mit abweichender Achsanordnung, darstellend ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erzeugen von erfindungsgemäßen Hackschnitzeln beim Profilieren von Baumstämmen; und
Fig. 7A bis 7D vier Schaubilder zur Erläuterung der Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 6
In Fig. 1 bezeichnet 10 einen Hackschnitzel herkömmlicher Art. Der Hackschnitzel 10 weist zwei Seiten bzw. Oberflächen 12, 14 auf, die senkrecht zur Zeichenebene stehen und die wesentliche Oberfläche des Hackschnitzels 10 bilden. Die in Fig. 1 linke Oberfläche 12 ist dabei konkav, und die rechte Oberfläche 14 konvex ausgebildet. Die Oberflächen 12 und 14 laufen unten in Fig. 1 in einer Spitze 16 bzw. Kante tangential zusammen. Am gegenüberliegenden Ende des Hackschnitzels 10 ist eine vorzugsweise ebene Stirnseite 18 erkennbar. Insgesamt hat der Hackschnitzel 10 damit ein dickes Ende 20 und ein dünnes Ende 22.
Hackschnitzel nach Art des Hackschnitzels 10 gemäß Fig. 1 bereiten bei der Weiterverarbeitung in der Zellstoffindustrie bzw. der Industrie zum Herstellen von Kompositbauteilen, insbesondere Balken oder Brettern, Probleme, weil das dünnere Ende 22 kaum eigene Stabilität aufweist und sich bei einer Weiterverarbeitung in einem flüssigen Medium auch auflöst bzw. bei einer stärkeren mechanischen Beanspruchung zerstört wird, so daß Undefinierte Bruchstücke übrig bleiben.
Die wirtschaftliche Wertigkeit des Hackschnitzels 10 kann daher deutlich gesteigert werden, wenn das dünnere Ende 22 entfernt wird.
Dies geschieht bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung dadurch, daß entlang einer Trennebene 24 ein Schnitt durch den Hackschnitzel 10 geführt wird, so daß das dünnere Ende 22 entfernt wird.
Die Lage der Trennebene 24 innerhalb des Hackschnitzels 10" kann auf unterschiedliche Weise bestimmt werden. Hier sind vor allem wirtschaftliche Überlegungen maßgeblich, d.h. die Frage, in welcher verbleibenden Gestalt der Hackschnitzel 10' die beste wirtschaftliche Ausbeute bietet.
Wenn man sich zwischen den Oberflächen 12 und 14 eine Mittellinie 26 denkt, so kann man z.B. den Mittellinienabschnitt 26a innerhalb des verbleibenden Hackschnitzels 10' mit einer Länge lx und den gedachten Mittellinienabschnitt 26b außerhalb des verbleibenden Hackschnitzels 10', nämlich bis zur Spitze 16, mit einer Länge 12 definieren, wobei die Gesamtlänge des ursprünglichen Hackschnitzels 10 lx + 12 ist. Eine optimale Lage der Trennebene 24 liegt dann z.B. vor, wenn 12 zwischen 40 % und 100 % von 11 beträgt. Eine andere Definitionsmöglichkeit besteht darin, im Übergang der konvexen Oberfläche 14 zu einer Grenzfläche 28 entlang der Trennebene 24 die Dicke d des verbleibenden Hackschnitzels 10' mit z.B. zwischen 2 und 10 mm zu definieren.
Bei der in Fig. 2 getroffenen Anordnung schließt die Grenzfläche 28 mit der Mittellinie 26 einen spitzen Winkel α ein, der z.B. zwischen 15° und 50° liegen kann.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung werden die ebene Stirnseite 18 durch Spanen oder Sägen und die Grenzfläche 28 durch Sägen in axialer Richtung erzeugt. Sie sind folglich jeweils eben und verlaufen zueinander parallel.
In Fig. 3 ist mit 30 strichpunktiert der im wesentlichen kreisförmige Radialschnitt durch einen Baumstamm angedeutet. Seitlich am Baumstamm 30 befinden sich die sogenannten Schwarten 32, d.h. waldkantenbehaftete Oberflächenabschnitte.
An vier um jeweils 90° zueinander versetzten Umfangspositionen des Baumstamms 10 sind sogenannte Ecken 34 vorgesehen. Wenn die Schwarten 32 (üblicherweise durch Zerspanen) und die Ecken 34 (üblicherweise durch Ausfräsen bzw. Ausspanen) entfernt sind, verbleibt ein sogenanntes Model, aus dem nachfolgend Seitenbretter 36 und dann weitere Bretter und/oder eine sogenannte Hauptware gesägt werden können.
In Fig. 3 sind mit 38 und 40 die beiden Randflächen der axial durchlaufenden Ecken 34 bezeichnet.
Fig. 4 zeigt hierzu in stark vergrößertem Maßstab nochmals den Bereich einer Ecke 34 des Baumstamms 30. Zum Anbringen der Ecken 34 wird ein Eckenfräser 44, allgemein gesprochen also ein rotierendes Zerspanerwerkzeug, eingesetzt. Der Eckenfräser 44 ist um eine vertikale Achse 46 in Richtung eines Pfeils 48 drehbar. Die Achse 46 verläuft zur Längsachse des horizontal ausgerichteten Baumstamms 30 senkrecht.
Der Eckenfräser 44 ist in an sich bekannter Weise aus zwei Werkzeugen zusammengesetzt, nämlich einem Spaner 50 sowie einem Sägeblatt 52 bzw. einer entsprechenden Anzahl von Hobelmessern.
Bei Rotation des Eckenfräsers 44 (Pfeil 48) tauchen die Messer des Spaners 50 im Bereich der ersten Randfläche 38 in die Ecke 34 ein, während gleichzeitig die zweite Randfläche 40 der Ecke 34 vom Sägeblatt 52 bzw. den Hobelmessern behandelt wird.
Auf diese Weise erhält die zweite Randfläche 40 eine relativ hohe (gesägte) Oberflächenqualität, während die erste Randfläche 38 infolge der mit einer Rotationsbewegung umlaufenden Spanermesser eine wellige Oberfläche erhält.
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 4. Mit einem Pfeil 54 ist die Drehbewegung des um die vertikale Achse 48 umlaufenden Eckenfräsers 44 angedeutet. Dessen Radius ist mit r bezeichnet.
Mit einem Pfeil 56 ist die Vorschubrichtung des Baumstamms 30 gegenüber dem raumfest gelagerten Eckenfräser 44 (oder umgekehrt) bezeichnet. Die Draufsicht gemäß Fig. 5 zeigt auf dem Baumstamm 30 auch einen angeflachten Bereich 58, wo zuvor durch seitliches Anflachen die entsprechende Schwarte 32 entfernt wurde. Der angeflachte Bereich 58 ist durch eine axial verlaufende Übergangslinie 60 vom verbleibenden waldkantigen Bereich 62 getrennt, in dem die Ecke 34 mittels des Eckenfräsers 44 herausgearbeitet werden soll.
Wie man aus Fig. 5 deutlich erkennt, wird auf diese herkömmliche Weise der Hackschnitzel 10 gemäß Fig. 1 erzeugt.
Demgegenüber ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 6 zunächst die Ausrichtung der Achse 46' des Eckenfräsers 44 verändert. Diese verläuft erfindungsgemäß horizontal. Ferner ist vor dem umlaufenden Eckenfräser 44 ein Kreissägeblatt 70 angeordnet, das sich um eine vertikale Achse 72 dreht, wie mit einem Pfeil 74 angedeutet. Die Achse 72 verläuft senkrecht zur Längsachse des wiederum horizontal ausgerichteten Baumstamms 30. Das Kreissägeblatt 70 sägt somit einen horizontalen Spalt 76 endlicher Tiefe d (Fig. 7D) entlang der Übergangslinie 60. Das Kreissägeblatt 70 hat typischerweise eine Dicke von mehr als 5 mm, vorzugsweise 6 mm und mehr, so daß der Spalt 76 entsprechend breit ist, jedenfalls erheblich breiter als im Falle einer Bandsäge. Das Kreissägeblatt 70 kann je nach Einzelfall auch mit besonders breiten Zähnen versehen sein.
Auf das Kreissägeblatt 70 kann ein Spaltkeil 78 folgen, der in axialer Richtung dort endet, wo der Eingriffsbereich des Eckenfräsers 44 beginnt.
Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß der Spalt 76 dort liegt, wo bei herkömmlicher Vorgehensweise (Fig. 5) das dünne Ende 22 des Hackschnitzels liegen würde. Da in diesem Bereich durch das Kreissägeblatt 70 das dort vorhandene Holz bereits entfernt wurde, laufen die Spanermesser des Spaners 50 des Eckenfräsers 44 ebenso wie das Sägeblatt 52 bzw. die Hobelmesser leer.
Folglich wird der Hackschnitzel 10' ohne das dünnere Ende 22 hergestellt, er besteht also nur noch aus dem dickeren Ende 20.
Es versteht sich dabei, daß das Kreissägeblatt 70 insoweit nur beispielhaft zu verstehen ist, und daß selbstverständlich auch andere Zerspanerwerkzeuge eingesetzt werden können, wenn z.B. die Breite des Spaltes 76 größer sein soll.
Bei der in Fig. 6 dargestellten Vorgehensweise ergibt sich zugleich noch der Vorteil, daß auch die erste Randfläche 38' von vornherein mit einer Oberfläche in Sägequalität ausgebildet wird.
In den Fig. 7A bis 7D ist nochmals in vier Bildern der Ablauf der Bearbeitungsschritte bei der Vorrichtung gemäß Fig. 6 veranschaulicht.
Fig. 7A zeigt dazu den Augenblick, in dem das in einer Horizontalebene umlaufende Kreissägeblatt 70 (vertikale Drehachse 72) seitlich in den Baumstamm 30a eintaucht.
Fig. 7B zeigt, daß das Kreissägeblatt 70 in dem Baumstamm 30b den horizontalen Spalt 76 endlicher Breite d erzeugt hat.
Fig. 7C stellt den nunmehr in Eingriff am Baumstamm 30c kommenden Eckenfräser 44 dar, der sich um die horizontale Achse 46' dreht. Der Eckenfräser 44 spant dabei die Hackschnitzel 10' in einer Formgebung gemäß Fig. 6 aus.
Fig. 7D zeigt schließlich den Endzustand des Baumstammes 30d mit ausgefräster bzw. -gesägter Ecke 34', wobei beide Randflächen 38' und 40' von hoher Oberflächenqualität sind.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Erzeugen eines im wesentlichen keilförmigen Hackschnitzels (10; 10'), bei der der Hackschnitzel (10; 10') mittels eines um eine erste Achse (46) drehbaren Zerspanerwerkzeuges (44 - 52) derart aus dem Holz gespant wird, daß er eine erste, konkave Oberfläche (12) sowie eine zweite, konvexe Oberfläche (14) aufweist, die zwischen sich den Hackschnitzel (10; 10') begrenzen, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Achse (46) horizontal verläuft, und daß ein um eine zweite, vertikale Achse (72) drehbares Kreissägeblatt (70) vorgesehen ist, um das Holz vor dem Ausspanen in dem Bereich zu entfernen, in dem die Oberflächen (12, 14) in einer gedachten Spitze (16) zusammenlaufen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreissägeblatt (70) im Holz einen Spalt (76) endlicher Tiefe (d) erzeugt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreissägeblatt (70) mindestens 5 mm, vorzugsweise mindestens 6 mm dick ist.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kreissägeblatt (70) und Zerspanerwerkzeug (44 bis 52) ein mit dem Kreissägeblatt (70) fluchtender Spaltkeil (78) vorgesehen ist.
5. Vorrichtung zum Profilieren eines Baumstammes (30), mit einem um eine erste Achse (46) drehbaren Zerspanerwerkzeug (44 bis 52) zum Ausspanen längs verlaufender Ecken (39) aus dem Baumstamm (30), mit Mitteln zum Absägen von Seitenbrettern (36) vom Baumstamm (30), deren eine Schmalseite von der einen Randfläche (40) der Ecke (34) gebildet wird, und mit einem Kreissägeblatt (70) zum Führen eines Sägeschnittes entlang der anderen Randfläche (38) vor dem Ausspanen der Ecken (34), dadurch gekennzeichnet, daß das Kreissägeblatt (70) um eine vertikale Achse (72) drehbar ist, und daß das Zerspanerwerkzeug (44 bis 52) mit seinem Flugkreisradius (r) bis in den vom Sägeschnitt erzeugten Spalt (76) hineinreicht, derart, daß es darin leer läuft.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreissägeblatt (70) im Holz einen Spalt (76) endlicher Tiefe (d) erzeugt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreissägeblatt (70) mindestens 5 mm, vorzugsweise mindestens 6 mm dick ist.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kreissägeblatt (70) und Zerspanerwerkzeug (44 bis 52) ein mit dem Kreissägeblatt (70) fluchtender Spaltkeil (78) vorgesehen ist.
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