AT390025B

AT390025B - Vorrichtung zum herstellen prismatischer oder pyramidenstumpffoermiger balken

Info

Publication number: AT390025B
Application number: AT0330885A
Authority: AT
Inventors: Johann Wolf
Original assignee: Johann Wolf
Priority date: 1985-11-13
Filing date: 1985-11-13
Publication date: 1990-03-12
Also published as: FI84235B; US4750535A; EP0222728B1; FI84235C; PL261949A1; CA1267592A; EP0222728A1; PL149664B1; ATA330885A; FI864501A; FI864501A0; DE3668826D1

Description

Nr. 390025

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen prismatischer oder pyramidenstumpfförmiger Balken aus Baumstämmen durch Besäumen derselben mit wenigstens zwei einander gegenüberliegenden Bearbeitungswerkzeugen, wie Sägen, Hobeln, Fräsen od. dgl. und mit Einrichtungen zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen dem zu bearbeitenden Baumstamm und den Bearbeitungsweikzeugen. 5 Mit den bekannten Sägegattern können Baumstämme nur zu prismatischen Balken geschnitten werden. Auch andere Einrichtungen würden nur nach langwierigen Rieht- und Spannarbeiten einen konischen Schnitt und damit die Herstellung pyramidenstumpfförmiger Balken erlauben. Diese Arbeitsweise ist nachteilig, insbesondere bei längeren Baumstämmen, da hier der Durchmesserunterschied zwischen Fuß- und Kopfdurchmesser groß ist und dementsprechend ein hoher Verschnitt die Folge ist 10 Bei den Besäumvorrichtungen gemäß der DE-OS 3 151188 und 3 114 843 und der AT-PS 375 862 sind zwar die Besäumwerkzeuge quer zur Stammachse verstellbar, jedoch erfolgt diese Verstellung stufenweise, wobei stets zur Achse des Baumstammes parallele Flächen erzeugt werden. Es wird hiezu im einzelnen auf die AT-PS 375 862, Fig. 1, die DE-OS 3 114 843, Seite 8, erster Absatz und die Zusammenfassung und zur OS 3 151188 auf deren Fig. 1 und 5 verwiesen. 15 Irgendwelche Hinweise, wonach die Besäumwerkzeuge während der Bearbeitung (des Besäumens) verstellt werden, um konische Balken zu erhalten, sind weder der DE-OS 3 114 843, der DE-OS 3 151188 noch der AT-PS 375 862 zu entnehmen.

Es sind auch Vorrichtungen bekannt, bei denen das Besäumen entsprechend dem Verlauf des Baumstammes, d. h. in angenähert gleicher Stärke, mittels rotierender Hobel- oder Fräswerkzeuge vorgenommen wird. Die 20 Steuerung der Werkzeuge erfolgt hiebei von Hand durch Abtasten des Baumstammes. Dies ergibt wohl pyramidenstumpfförmige Balken, jedoch sind die Bearbeitungsflächen ungleichförmig und deshalb zur Verarbeitung zu Verbundträgem nicht geeignet. So hergestellte Balken können vielmehr nur als Einzelträger für untergeordnete Zwecke beispielsweise zur Herstellung von Gerüsten etc. verwendet weiden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, wahlweise Baumstämme 25 prismatisch oder pyramidenstumpfförmig geradlinig zu besäumen, so daß diese Balken zu Verbundträgem verarbeitet werden können.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Bearbeitungswerkzeuge während des Besäumens längs geradliniger und zur Achse des Baumstammes hin konvergierender Bahnen bewegbar sind.

An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, daß mit dem Begriff "prismatischer Balken" nicht nur an vier Seiten 30 bearbeitete Balken, sondern auch Balken gemeint sind, die nur zwei einander gegenüberliegende, bearbeitete, d. h. ebene und parallele zueinander verlaufende Flächen besitzen, wogegen die beiden anderen Flächen unbearbeitet sind. Sinngemäß bedeutet der in dieser Beschreibung verwendete Begriff "pyramidenstumpfförmiger Balken" auch Balken, die nur zwei konvergierende, bearbeitete Flächen besitzen. Überdies sind mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung Balken herstellbar, bei welchen zwischen den 35 bearbeiteten Flächen nicht bearbeitete Bereiche vorliegen, d. h. daß sich die durch die bearbeiteten Flächen definierten Ebenen außerhalb des Balkens schneiden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann so ausgeführt sein, daß der zu bearbeitende Baumstamm eingespannt ist und die Bearbeitungswerkzeuge an zwei gegenüberliegenden Seiten entlang geführt werden. Gemäß einer zweiten Ausführung sind die Bearbeitungswerkzeuge in einem feststehenden Rahmen gelagert und der 40 Baumstamm wird auf einer Förderbahn gegenüber den Bearbeitungswerkzeugen bewegt

Weitere Merkmale und Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachstehenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele unter Bezug auf die angeschlossenen Zeichnungen. In diesen zeigt: Fig. 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei welcher zwei einander gegenüberliegende Bearbeitungswerkzeuge längs eines stillstehenden Baumstammes 45 bewegt werden, von einem Ende aus gesehen, Fig. 2 die Führung eines Bearbeitungswerkzeuges der Vorrichtung aus Fig. 1, Fig. 3 teilweise die Führung aus Fig. 2 in Seitenansicht, Fig. 4 schematisch zwei Führungsbahnen in Draufsicht und Fig. 5 die Vorrichtung aus Fig. 1 in Seitenansicht, Fig. 6 die Anordnung eines quer zur Längserstreckung des Baumstammes verstellbaren Bearbeitungswerkzeuges und Fig. 7 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei welcher ein Baumstamm entlang einer stillstehenden Anordnung von 50 Bearbeitungswerkzeugen bewegt wird.

Die in den Fig. 1 bis 5 gezeigte Vorrichtung umfaßt an beiden Enden des Gerätes im wesentlichen H-förmigc Böcke (1), die miteinander über Längsträger (2) und (3) zu einem Gestell verbunden sind. Zur Halterung eines Baumstammes (4) sind am Gestell mehrere Auflager (5) vorgesehen, auf welchen der Baumstamm (4) aufliegt. Diese Auflager (5) sind mit Hilfe eines Spindeltriebes (6) höhenverstellbar. An den Auflagern (5) sind jeweils 55 zwei Hebearme (7) und (8) angelenkt, die mit Hilfe von Druckmittelmotoren (9) und (10) verschwenkbar sind. Diese Hebearme (7) und (8) dienen zum Auflegen des Baumstammes (4) bzw. zum Abrollen des fertig bearbeiteten Balkens. Weiters sind im Gestell von oben auf den Baumstamm (4) einwirkende Niederhalter (11) vorgesehen, zu deren Betätigung jeweils Druckmittelmotore vorgesehen sind. Die Niederhalter (11) spannen den Baumstamm (4) gegen die Auflager (5). 60 Wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich, sind in der Vorrichtung zwei einander gegenüberliegende Bearbeitungswerkzeuge (13) und (14) vorgesehen, die im gezeigten Ausführungsbeispiel über Fräsen (15) von gegenüberliegenden Seiten am Baumstamm angreifen. Die Bearbeitungswerkzeuge (13) und (14) sind in -2-

Nr. 390025 Führungen (16) entlang des Baumstammes (4) verschiebbar, wozu die Bearbeitungswerkzeuge Schilde (17) (Fig. 3) aufweisen. Jedes Schild besitzt unten zwei Nutenrollen (18), die auf einer Rippe (19) einer T-Profilschiene (20) laufen. Jedes Schild besitzt weiters oben eine Rolle (21), die in eine nach unten offene U-profilförmige Schiene (22) eingreift. Zur Bewegung der Schilde (17) und damit der Bearbeitungswerkzeuge (13) und (14) sind beispielsweise Zugspindeln (23) oder, gemäß einer nicht gezeigten Ausführungsform, Seil-bzw. Kettenspiele vorgesehen. Die Führungen (16) sind verstellbar an L-Profilschienen (24), (25), die am Gestell befestigt sind, montiert. Um die Führungen (16) im Gestell in der gewünschten Lage festlegen zu können, sind Klemmschrauben (26) vorgesehen.

Wie Fig. 4 zeigt, sind an den Enden der Führungen (16) Stellspindeln (27) und (28) vorgesehen, die mit Hilfe von Handkurbeln (29) betätigt werden können. Auf diese Weise können die Führungen (16) symmetrisch zur Achse (30) des im Gestell eingespannten Baumstammes (4) verstellt werden, wobei neben einer zur Achse (30) parallelen Ausrichtung der Führungen (16) (Herstellung prismatischer Balken) die Führungen (16) auch in einem spitzen Winkel zur Achse (30) ausgerichtet werden können, so daß kegelstumpfförmige Balken erzeugt werden können.

An Stelle der gezeigten, gegenläufige Gewindeabschnitte aufweisenden Spindeln (27) und (28) können auch andere Vorrichtungen, z. B. Druckmittelzylinder zum Verstellen der Führungen (16) vorgesehen sein.

Es ist auch eine nicht gezeigte Ausführungsform der Vorrichtung denkbar, bei welcher die Führungen (16) im Gestell der Vorrichtung parallel zur Achse (30) des Baumstammes (4) befestigt sind und die Bearbeitungswerkzeuge bei ihrer Bewegung entlang des zu bearbeitenden Baumstammes (4) quer zur Längserstreckung (Achse (30)) des Baumstammes (4) verstellt werden, um den gewünschten keilförmigen, der natürlichen Konizität von Baumstämmen folgenden Bearbeitungsverlauf zu erzielen. Die Verstellung der Bearbeitungswerkzeuge gegenüber den sie tragenden Schilden (17) kann mit Hilfe von wegabhängig gesteuerten Stellmotoren (ähnlich Fig. 6) oder mit Hilfe von Untersetzungsgetrieben gesteuert werden, die beispielsweise von der Zugspindel (23) angetrieben werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Antriebe zur Querverstellung der Bearbeitungswerkzeuge (13), (14) gegenüber ihren Schilden (17) über Räder, die an den Führungen (16) abrollen, anzutreiben. Schließlich besteht eine Möglichkeit darin, den von den BearbeitungsWerkzeugen (13) und (14) entlang des Baumstammes (4) zurückgelegten Weg über Wegmeßeinrichtungen (z. B. Inkrementalgeber) zu erfassen und die Bearbeitungswerkzeuge quer zur Längserstreckung des Baumstammes (4) bzw. quer zu ihrer Bewegungsrichtung in Abhängigkeit vom zurückgelegten Weg zu verstellen.

Gleich, auf welche Weise die Querbewegung der Bearbeitungswerkzeuge (13), (14) erfolgt, ist in jedem Fall gewährleistet, daß eine, bezogen auf die Längserstreckung (Achse (30)) des Baumstammes (4), geradlinige Bewegung resultiert.

Wenn mit der in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Vorrichtung ein auf vier Seiten bearbeiteter prismatischer oder pyramidenstumpfförmiger Balken hergestellt werden soll, dann wird der zunächst auf zwei gegenüberliegenden Seiten bearbeitete Baumstamm um 90° gedreht und in den beiden weiteren Bearbeitungsschritten die beiden übrigen Seiten besäumt. Während bei der in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Vorrichtung die Relativbewegung zwischen den Bearbeitungswerkzeugen und dem zu besäumenden Baumstamm durch Bewegen der Bearbeitungswerkzeuge entlang des Baumstammes herbeigeführt wird, wird bei der in den Fig. 6 und 7 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Baumstamm (4) gegenüber der Längsrichtung des Baumstammes ortsfest angeordneten Bearbeitungswerkzeugen bewegt Wie aus Fig. 7 ersichtlich, sind die Bearbeitungswerkzeuge (40 - 43) einander paarweise gegenüberliegend in einem Rahmen (44) gelagert, wobei die Bearbeitungswerkzeugpaare, in Längsrichtung des Baumstammes gesehen, zueinander versetzt angeordnet sind, um ein Ineinandergieifen der Bearbeitungswerkzeuge bei Wahrung eines angenommenen Verstellweges quer zur Bewegungsrichtung des Baumstammes (4) zu vermeiden.

Zur Bewegung des Baumstammes (4) gegenüber den Bearbeitungswerkzeugen (40 - 43) sind nicht näher gezeigte, beispielsweise zangenförmig angeordnete, angetriebene Transportwalzen auf beiden Seiten des Rahmens (44) angeordnet. Vor und hinter den Transportwalzen sind Förderbahnen zum Zu- und Abfördem der Baumstämme bzw. Balken vorgesehen.

Wie in Fig. 6 am Beispiel des Bearbeitungswerkzeuges (41) gezeigt, sind zur Querverstellung des Bearbeitungsweikzeuges jeweils Druckmittelmotore (45) vorgesehen, die über ein Hebelgestänge (46) an einer im Rahmen (44) verschiebbar aufgenommenen Führungsleiste (47) angreifen. Der Motor (48) des Bearbeitungswerkzeuges ist mit dieser Führungsleiste (47) verbunden. An Stelle des Druckmittelmotors (45) können auch motorisch angetriebene Stellspindeln od. dgl. vorgesehen sein. Da bei der Ansfühningsform gemäß Fig. 7 die Achse (30) des Baumstammes (4) zur Förderrichtung des Baumstammes (4) durch die Vorrichtung geneigt ist, braucht das von unten am Baumstamm (4) angreifende Bearbeitungswerkzeug nur auf die nötige Abtragstärke eingestellt werden, wozu diesem eine Stellschraube (49) zugeordnet ist. Das dem Beaibeitungsweikzeug (43) gegenüberliegende, von oben am Baumstamm (4) angreifende Bearbeitungswerkzeug (42) führt dagegen beim Durchlauf des Baumstammes (4) durch die Vorrichtung einen der ganzen Konizität des Baumstammes entsprechenden Querhub aus. Die Bearbeitungswerkzeuge (40) und (41) führen, so wie die Bearbeitungswerkzeuge (13) und (14) der Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 5 einen Querhub aus, der im -3-

Claims

Nr. 390025 wesentlichen der halben Konizität des zu bearbeitenden Baumstammes (4) entspricht. Mit der in den Fig. 6 und 7 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung können in einem leistungsfähigen Durchlaufverfahren geradlinig konische Balken gefertigt werden. Diese Vorrichtung ist aber auch zur Herstellung prismatischer Balken verwendbar. In diesem Fall empfiehlt es sich, die Bearbeitung in zwei Arbeitsgängen vorzunehmen, beispielsweise im Vor- und Rücklauf, wobei der Baum zwischen Vor- und Rücklauf einmal um 90° gewendet wird. Dabei empfiehlt es sich, die beiden von der Seite her angreifenden Bearbeitungswerkzeuge (40) und (41) gegenüber dem Rahmen (44) festzulegen und die Bearbeitungswerkzeuge (42) und (43) des anderen Bearbeitungsweikzeugpaares außer Eingriff mit dem Baumstamm (4) zu bewegen. Falls bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 5 die Querverstellbarkeit der Bearbeitungswerkzeuge wie in Fig. 6 erfolgt, ist eine einzige Führungsbahn ausreichend und beide Werkzeuge können auf einem gemeinsamen Träger entlang des Baumstammes (4) bewegt werden, wobei sie in Abhängigkeit vom Vorschubweg quer zur Längserstreckung des Baumstammes (4) verstellt werden. Bei jeder Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es von Vorteil, wenn das Verhältnis zwischen Relativbewegung zwischen dem Baumstamm und den Bearbeitungswerkzeugen zum Querhub der Bearbeitungsweikzeuge in Grenzen einstellbar und beispielsweise mit Hilfe von Indexmarkierungen vorwählbar ist und für den jeweils gewählten Arbeitsvorgang unverändert bleibt, so daß die resultierende Bewegung der Bearbeitungswerkzeuge gegenüber dem Baumstamm eine geradlinige ist. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 kann dies in einfacher Weise dadurch erreicht werden, daß an beiden Enden des Gestells angebrachte Markierungen die Einstellung der Vorrichtung entsprechend der Balkenstärke bzw. der gewünschten Konizität derselben vereinfachen. PATENTANSPRÜCHE 1. Vorrichtung zum Herstellen prismatischer oder pyramidenstumpfförmiger Balken aus Baumstämmen durch Besäumen derselben mit wenigstens zwei einander gegenüberliegenden Bearbeitungswerkzeugen, wie Sägen, Hobeln, Fräsen od. dgl. und mit Einrichtungen zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen dem zu bearbeitenden Baumstamm und den Bearbeitungswerkzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungswerkzeuge (13,14; 40 - 43) während des Besäumens längs geradliniger und zur Achse (30) des Baumstammes (4) hin konvergierender Bahnen bewegbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungswerkzeuge (13,14) von beiden Seiten gleichzeitig und von der Seite her den Baumstamm (4) besäumen und daß Einspanneinrichtungen (5,11) für den Baumstamm (4) an diesem von oben und von unten angreifen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Festlegen des Baumstammes (4) in der Vorrichtung von unten am Baumstamm (4) angreifende Auflager (5), die begrenzt höhenverstellbar ausgebildet sind, und von oben nach unten am Baumstamm (4) angreifende Niederhalter (11), umfassen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß den von unten am Baumstamm (4) angreifenden Auflagern (5) mit Hilfe von Druckmittelmotoren (9, 10) od. dgl. verschwenkbare Hebearme (7,8) angelenkt sind, wobei diese Hebearme (7,8) als Auflager zum Auflegen bzw. Entnehmen eines Baumstammes (4) dienen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (16) für die Bearbeitungswerkzeuge (13,14) symmetrisch von beiden Seiten her auf die Achse (30) des Baumstammes (4) zu bzw. von dieser weg verstellbar sind (Fig. 4).
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstellung der Führungen (16) für die Bearbeitungswerkzeuge (13, 14) an deren Enden Stellspindeln (27, 28) mit entgegengesetzten Gewindeabschnitten, die in entsprechende Muttern an den Führungen (16) eingreifen, verstellbar sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Bearbeitungswerkzeug (13,14) an einem Schild (17) gelagert sind, der oben und unten Rollen (18, 21) aufweist, über welche er in übereinander angeordneten Führungsschienen (20,22) geführt ist. -4- Nr. 390025
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Rollen Nutenrollen (18) sind, die auf der Rippe (19) einer T-Profilschiene (20) abrollen und daß wenigstens eine obere Rolle (21) vorgesehen ist, die in eine U-profilförmige Schiene (22) von unten her eingreift.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (16) nach ihrer Justierung in der gewünschten Schräglage zur Achse (30) des Baumstammes (4) gegenüber dem Gestell (1, 2, 3) der Vorrichtung mit über ihre Länge verteilten Befestigungsmitteln festlegbar sind, wobei die Befestigungsmittel vorzugsweise Klemmschrauben (26) sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bewegung der Schilde (17) mit den Bearbeitungswerkzeugen (13,14) entlang den Führungen Zugspindeln (23) oder Seil- bzw. Kettenzüge vorgesehen sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Bearbeitungswedczeuge quer zu den sie tragenden Schilden durch Antriebsmittel erfolgt, die ihrerseits durch die Relativbewegung der Schilde gegenüber dem Gestell der Vorrichtung angetrieben werden.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel über Untersetzungsgetriebe von den Antriebsspindeln für die Schilde angetrieben werden.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Stelltriebe für die Beaibeitungswerkzeuge durch an den Führungen für die Schilde abrollende Rollen erfolgt.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel für die Querbewegung der Bearbeitungswerkzeuge bzw. zur Bewegung derselben gegenüber den sie tragenden Schilden elektrisch oder elektronisch gesteuert ist, wobei die Relativbewegung zwischen Bearbeitungswerkzeug und Baumstamm (4) erfassende Inkrementalgeber und mechanische und/oder elektrische Schrittmotore zur Bewegung der Bearbeitungswedczeuge gegenüber den sie tragenden Schilden vorgesehen sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß vom an der Oberseite und an der Unterseite des Baumstammes angreifenden Bearbeitungswerkzeugpaar (42, 43) lediglich das obere Bearbeitungswerkzeug (42) während des Besäumvorganges im Maschinengestell (44) quer zur Achse (30) des Baumstammes (4) verstellbar ist, wogegen das untere Bearbeitungswerkzeug (43) dieses Werkzeugpaares während des Besäumvorganges seine gegenüber dem Baumstamm (4) eingestellte Lage im Maschinengestell (44) beibehält.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungswerkzeuge (40 - 43) zu Paaren zusammengefaßt sind, die in Längsrichtung des Baumstammes (4) versetzt zueinander angeordnet sind. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -5-