专利名称：用于对长木进行质量保证的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对批量生产的、优选指形榫接的、具有预定最小长度的长木特别是结构实木进行质量保证的方法以及一种用于实施该方法的装置。
背景技术：
为了由树干加工出高质量的长木例如用作建筑材，并且保证相当均匀的质量，将树干切割或规格到希望的尺寸，如果这样切出的坯料包含缺陷部位即薄弱部位，例如松节等，那么就要除去这些缺陷部位或者薄弱部位，并且将保留下来的坯料件借助于端面处的指形榫接接头胶合成长木。通过这种方式方法来加工层积胶合木，它由多层纵向榫接的、相互胶合的并且交错地具有指形榫接接头的板构成。大方木料层积木(Balkenschichtholz)由两到三个相互纵向胶合的大方木料加工而成，这些大方木料必要时同样由分件组成，这些分件借助于指形榫接连接部相互连接。
一种特别的问题是粗径木的加工，粗径木理解为在胸高处的直径大约超过50cm的树木。这种粗径木的优点是产量较高，更确切地说当其加工成结构实木(Konstruktionsvollholz)时。但是这种木材特性非常不均匀，也就是说这种粗径木需要较高的选材费用。另外湿心或者径裂会造成问题。强的树节同样引起较差的机械特性。出于这种原因由粗径木加工的长木几乎不能由一个树干切成整体，通常需要切除薄弱部位，并且将各分件如上所述借助于指形榫接连接部胶合成长木。
已知或多或少自动执行如下过程，其中木材首先通过质量分类设备，在该质量分类设备中检查含水率、年轮密度(Jahresringdichte)、颜色和结构特性、树节等，这或者可以通过视觉实现或者可以通过电阻测量(用于含水率测量)或者借助于激光照相机实现。为了确定隐藏的树节，考虑X光断层摄影技术或者计算机断层摄影技术或者超声波技术。缺陷部位的切除以及指形榫接连接部的胶合通常在自动控制设备中进行。
为了保证在这样的设备中加工的指形榫接连接部的质量进行破坏性试验，其中在对于这种破坏性试验规定的弯曲试验中，指形榫接连接区域中不允许出现断裂。
业已表明，在使用这样制造的长木时，尽管使用自动的缺陷识别方法以及尽管后面进行的视觉检查，还是可能会出现未预料到的断裂，这例如由在风折时的压折、胶合误差、啮合误差、内部裂纹等引起，因此致力于将结构实木从使木材具有承载功能的木结构中排除。这是特别不利的，由此不能廉价地利用由粗径木作为方木，也就是说，粗径木同样必须加工成多层的层积胶合木或者大方木料层积木，其中在各个分件中的隐藏的或者没有发现的缺陷部位或者薄弱部位由于多层胶合的原因而不那么重要。
发明内容
本发明的任务在于提出一种用于对批量生产的长木进行质量保证的方法，其中长木以层积胶合木或者大方木料层积木或者结构实木、夹层木(Spannschichtholz)、单板层积木(Furnierschichtholz)的形式构成，以便使这种长木也能有效的用于受较高载荷的结构件。特别是应该能够大大减少对于目前由于木材不均匀性而要求的横截面叠加(Querschnittszuschlag)。
因为在森林中粗径木占大多数，并且粗径木的份额还在增加，所以本发明提出了具体的任务，即正好使这种粗径木同样能够以所要求的可靠性用于高负荷的结构，其中长木承担承载功能，其中长木是结构实木，也就是说并不是由一些单个的相互纵向胶合的木层(Holzschicht)构成。
该任务根据本发明由此解决，即对每个在长度上完成加工的、优选每个完成胶合的长木分别以作用在其端部上的并且一直增加到无缺陷长木的断裂载荷以下的极限值的拉力进行加载，并由此在长木的至少一段或者整个长度上确定增加的长度变化，并且该长度变化作为质量准则用于长木的应用或者其进一步处理。
本发明基于这样的认识，在木材断裂极限以下的拉伸试验时由于长度变化与应力之间严格线性关系而不出现木材特性的恶化。
在此为确定长度变化优选使用激光斑纹方法(Laser-Speckle-Verfahren)或者包括直接测量法或者间接测量法的长度差测量方法，例如应变片的电阻变化。
如果在拉伸试验时长木断裂，那么优选将断裂时测得的拉应力用于断裂件的质量分级以用于其进一步应用或者进一步处理。
一种优选的方案的特征在于，当确定在预定拉力下长木发生不允许的高的长度变化时，将该长木从生产中取出，将长木的引起不允许的长度变化的薄弱部位或者长木的各薄弱部位切除，并将保留下来的长木的无薄弱部位的部分借助于指形榫接结合成新的长木，必要时也可以加入其它的长木部分，接着对新制造的长木再次进行按权利要求1所述的方法。
在充分利用上述认识的情况下，可以在生产过程中进行拉伸试验直到断裂极限(断裂极限确定试验)。试验记录显示了断裂应力。在断裂后通过截除来排除断裂部位时以及可能通过例如指形榫接来重新连接断裂件时，(在按规定榫接的情况下)在重复拉伸试验直到最大断裂极限时可能不出现重复断裂，因为木材的所有其它部位都已经毫无损坏地经受住了试验。为了保证完整的材料长度，可以在排除断裂段之后结合成高质量的新木材。但是在此会产生重复断裂的较大危险(两个榫接部位，没有测试的新材料)。合理的是，第二拉伸试验以小得多的拉伸载荷、但是对于希望的强度要求足够的载荷进行。对于具有足够用于继续加工的尺寸的断裂件，在将断裂端部截除后将由此获得的材料可以直接看作已经试验的，第二拉伸试验就可以省去了。
通过这种措施成功地将在拉伸试验中分离的长木重新结合到生产过程中，由此在废品或者下脚料最少的情况下最佳地利用木材。
合理的是，作用到长木上的拉力通过在长木端部设置在两个相对侧面上的夹紧钳口施加到长木上。
优选给每个已试验的长木设置质量标记。
例如通过刨、磨或者铣的长木的成品加工优选在试验之后进行。
已经证明有利的是，根据长度变化确定的结果将长木分成至少两种不同的质量等级，由此可以对于每个强度值方面的特殊要求准备最有利的产品，并且也有效地使用不满足最高要求的长木。
有利的是，将原材料在表面分析后不分割地和/或分割成分件地进行按品质等级进行分类，并且在每个品质等级中本身作为长木必要时在指形榫接后进行按权利要求1所述的质量保证方法。
本发明的另一个任务在于提供一种方法，使用该方法对于由已质量保证的长木构成的木结构可以制造大方木料或者结合体(Binder)，他们具有很大的横截面并且在此能够完全承担承载功能，更确切地说至少等价于由层积胶合木制造的胶合结合体(Leimbinder)，并且最好甚至能够承受更高的载荷。
该具体任务按照本发明由此解决，即将至少两个按照权利要求1试验的长木相互胶合形成具有直立的(stehend)胶缝的大方木料，所述长木满足对于某种应用所规定的质量准则。
在此重要的是，将长木在构成大方木料之前进行按权利要求1所述的质量保证试验，也就是说在其整个长度上进行试验。由此可以(相对于传统的例如由板构成的大方木料具有至少相同的质量的情况下)使用粗径木。
当在长木的需要相互胶合的侧面在胶合之前通过铣销进行加工时，可以保证长木之间特别良好的粘附或者胶合以构成大方木料。
根据对大方木料所要求的承载能力也可以将三个或者更多个长木并排设置胶合成大方木料。
为了由按照本发明制造的大方木料构成结合体，优选将分别具有直立胶缝的大方木料叠置在一起并相互胶合成大方木料结合体。
一种按本发明的方法制造的大方木料的特征在于，它具有至少一个直立的胶缝并且构成胶缝的侧面优选通过铣削加工。
合理的是，大方木料结合体由两个或者更多个相互叠置的并且相互胶合的大方木料构成。
根据本发明对于木建筑结构具有特别的视觉上的优点，特别是大方木料或者大方木料结合体的直立的侧面具有木纹结构(Fladenstruktur)，并且不像层积胶合木那样只能看出用胶缝相互胶合的狭窄的板。
优选大方木料或者大方木料结合体的特征在于，它由高度大于100mm优选直到大约300mm并且宽度超过50mm优选直到100mm的长木构成。
为了能够将树干的边材区域的强度特别高的强度区用于梁的承受最大载荷的区域中，按照一种优选的实施方式，大方木料或者大方木料结合体的特征在于，它由高度超过300mm优选直到600mm并且宽度超过50mm的长木构成，其中使用这样的长木，其窄边区域从粗径木的边材中切出。
为了在大方木料或者大方木料结合体的下侧面或者上侧面也保证木纹结构，合理的是，大方木料或者大方木料结合体的特征在于，将至少一个长木设置和胶合在下侧面和/或上侧面，所述长木在大方木料或者大方木料结合体的整个宽度上延伸并且也已进行试验并且向下或者向上具有木纹结构。
用于执行试验的装置的特征在于，一个将拉力施加到长木上的拉伸试验设备设有夹紧钳口，所述夹紧钳口的与长木夹紧的侧面设有横向于加载方向延伸的、横截面为弧形优选圆弧形的凹槽。
为了更好地传递力，相邻的凹槽具有不同的深度，其中有利的是，相邻的凹槽的横截面具有不同的曲率以及不同的宽度。
为了避免夹紧钳口损坏待试验的长木，按照一种优选的实施方式，所述夹紧钳口的特征在于，每个个具有较大深度和宽度以及具有较小曲率的凹槽跟随有一个具有较小深度和宽度以及具有较大曲率的凹槽，其中优选凹槽挨着凹槽地设置。
本发明还提出了这样的任务，即提供一种用于对批量生产的木材件特别是长木进行试验的木材拉伸试验装置，其中长木构造成层积胶合木或者大方木料层积木或者结构实木、夹层木、单板层积木的形式，以便使这种长木也能有效地用于承受较高载荷的结构件。特别是应该能够大大减少对于目前由于木材不均匀性所要求的横截面叠加。
因为在森林中粗径木占大多数，并且粗径木的份额还在不断增加，本发明还提出了这样的具体任务，即提供一种用于粗径木的木材拉伸试验装置，其中长木构造成结构实木，也就是说并不是由一些单个的相互纵向胶合的木层构成。
该任务按照本发明通过下列特征的组合来解决-一个试验台特别是机床，其长度相当于待试验的木材件的最大长度；-一个设置在试验台端部区域上的、优选固定设置的第一夹紧支座；-一个可沿着试验台移动的并且可调节到待试验的木材件的长度的第二夹紧支座；-设置在两个夹紧支座上的夹紧钳口，所述夹紧钳口从上面和下面固定并夹紧送入试验位置的木材件；-一个用于借助于夹紧支座将拉力施加到已夹紧的木材件上的装置；-一个横向输送装置，用于将木材件从一个设置在试验台侧面的木材缓冲区输送到试验台上并继续输送到一个与缓冲区对置的、设置在试验台侧面的、容纳试验过的木材件的仓储区；以及-一个用于将送入试验位置的木材件在各夹紧钳口之间定心的定心装置。
由此可以将每个木材件作为整体进行试验，并且根据试验结果用于确定的用途，更确切地说始终没有例如在目前使用的粗径木中的断裂危险。
在此该横向输送装置优选由多个并排设置的输送链构成。
根据一种优选的实施方式，定心装置具有两个定心臂，各定心臂可以从一个位于上夹紧钳口上方的静止位置运动到优选摆动到一个设置在夹紧钳口侧面的定心位置上，其中各定心臂优选同步地向着木材件运动，更确切地说分别从一侧运动。
一种特别简单的用于进行长度差测量的装置的特征在于，在每个夹紧支座上设置一个探针用于贴靠到木材件的端面上。
下面根据附图来详细说明本发明。附图示出图1按本发明的制造方法的工艺步骤的方框图；图2指形榫接的长木的典型的拉应力曲线；图3至7长木的加工和试验的视图；图8夹紧钳口的剖面图；图9至11按本发明的大方木料的斜视草图；图12由层积胶合木制成的所谓的“胶合结合体”的视图；图13又分别以斜视草图示出了按本发明的大方木料结合体；图14粗径木的视图；图15也以斜视草图示出了大方木料；图16木材拉伸试验装置的侧视图；图17木材拉伸试验装置的俯视图；图18和19以放大的比例示出了夹紧支座的侧视图；图19以放大的比例示出了夹紧支座的沿着图18的箭头XIX方向的视图。
具体实施例方式
通过自然(自由大气干燥)或者工业干燥(例如在电子控制的干燥室中)预备到预定值例如15％±3％的残余含水率的木材借助于堆垛机或者其它输送装置输送给实木加工设备。通常原木产品以固定的长度(例如4m或者长得多)、确定的横截面尺寸(确定的切割尺寸)以及尽可能类似的质量作为最初产品用于标准方木制品。
这种原制品的每一件首先进行含水量试验。这通过干燥试验是最精确的，在此含水率重量测量试件在炉子中进行有针对性的干燥后的重量损失。电阻测量(导电性测量)可以借助于在两个或者更多个确定点上深深插入木材内的探头(冲击电极(Rammelektrode))进行。但是电容方法(MHz范围)也可以用于非接触式的含水率测量，其中介电常数取决于木材中的水密度。红外线测量方法、化学测量方法(例如试纸)、中子散射方法(Neutronenstreuverfahren)也可以使用。微波测量方法也可以用于确定含水率。也可以使用散射场传感器(Streufeldsensor)、辐射场传感器或者共振器来确定含水率。此外还可以通过钻孔中的水计(Hygrometer)来确定含水率。
含水率试验是第一选择阶段。过于潮湿的原材料还要送去干燥。
端面上的短切口用于使横截面结构清楚地暴露出来以用于测量年轮密度。这种测量通过照相机、激光聚焦和图像处理软件或者其它测量装置可视化地进行。第二选择阶段允许根据年轮宽度自动地EDV辅助地将树干分成不同的品质等级。年轮的密度越高并且年轮之间的间距越小，那么强度越高，并且从而质量也越高。树节具有降低强度的特性，因为在它年轮形成过程中成为干扰部位。
与此并行还进行关于色泽、树节频度、裂纹和其它通过照相机和电子图像数据处理能够获得的质量特征方面的表面分析。如果到目前为止如此获得的质量上合适的木材元件由于干燥收缩引起的形状不平度还不是合适的分离的方木杆时，那么接下去将这些木材元件借助于锯子锯成原始横截面(Rohquerschnitt)。将每个分离的原木在至少两个侧面上进行初刨，以获得用于连接技术上的后续加工的清晰明确的参考面。
为了测定内部的木材质量，将每个木材或者用沿一个或者多个方向的X射线、通过计算机X光断层摄影技术借助于回声探测的超声波进行试验。试验结果EDV辅助地借助于计算器、电脑或者处理器进行处理，并且进行存储以用于木材的进一步加工。这里自动地、但是也可以由受过培训的人员通过附加的视觉控制来测定所有缺陷部位以便接下去截除，并且将数据例如截除位置和质量等级用于后续的机械控制。
由设备的局限性得到的具有最小长度的合适的分件通过横截锯由预选的木材切出。在足够合格的情况下，也可以将原材料不分割地送给进一步加工。由此产生的木材件根据主选择测定的数据分成不同的品质等级，并通过输送装置分开地输送给一个或者多个连接设备，例如指形榫接设备。
这些分件通常借助于铣刀在端面侧设有指形榫接、相互胶合并压紧并且通过输送装置送入胶合熟化仓库(Klebereifelager)，这些分件在那里重新按照与主分类相应的质量等级分开地停留，直到胶合连接具有所要求的强度。作为替代方案也可以使用其它连接技术。由此获得的长木在物流上按不同的品质等级分开储存。每个质量等级具有其具体的特征，例如外观和强度等级。品质等级的数量可以任意确定。
为了更便于说明，考虑三个质量等级。具有较高质量、强度和对于可见区域合格的质量A(例如标准等级S13)、对于不可见区域合格的质量B(例如标准等级S10)和由于因干燥收缩而具有可见裂纹的质量R。根据等级和木材尺寸在继续拉伸试验时得到不同的最大允许拉应力载荷。
指形榫接的或者以其它方式连接的长木在平面刨削和铣削之前或之后通过横向输送机和纵向输送机输送给最终试验。在此每个独立的长木通过夹紧装置夹紧到拉伸试验设备中，然后将拉伸载荷一直提高到预设的试验载荷(根据横截面和质量等级)，并且借助于测量装置(例如根据激光斑纹)记录长度变化。由此例如计算获得弹性模量。对于断裂或者弹性模量不再按照虎克定律变化的情况下结束试验过程，定位缺陷部位或者薄弱部位(例如指形榫接部位)并去除，然后将获得的木料部分重新置入生产循环中，并且作为分件分配到较低的或者相同的质量等级中。事先可能有必要将杆或断裂件分割。在弹性模量不允许或者长度变化太大时，由此试验的木材或者也送回工作循环中，其中将继续估计的薄弱部位进行分割和截除，或者将木材以较低的质量准则进行试验并进行分配。如果木材断裂，那么总是在其最薄弱部位上断裂。断裂部位在将损坏木材回送到生产过程中时去除(截除)。由此原理上将以这种方式循环生产的长木通过连接技术例如指形榫接连接部一个循环接一个循环地在质量上改善。为了避免设备装置损坏并且为了防止事故，可以环绕试验线段设置保护装置例如保护罩，它在试件断裂(损坏)时接收溅飞的部分。尽管如此通过这种方法可以从原木特别是粗径木实现更大的产量。
如果产品通过了拉伸试验，那么该产品带上试验结果。这可以在平面刨削和铣削后用编码的或者未编码的测量值和其它数据例如制造时间、质量等级、公司名称等直接压制、印刷到产品上，或者分开地压制或者印刷到记录上，该记录通过贴条或者直接设置或者附到随后的包装上。
图2示出了典型的应力应变曲线(实线)以及其导数(虚线)、木材的弹性模量。在拉伸试验期间记录时间、力和应变。处理软件由力信号和已知的初始横截面连续计算应力。
有利的是，在含水率试验和机器辅助的外部和内部视觉检查后将原制品一件接一件和一段接一段地进行分级，例如如下进行A ＝顶级质量；B＝较差质量，R＝具有可利用性的裂纹质量。不可利用的部分被截除并从生产过程中取出。在该第一加工阶段后将木材根据上述等级分开。现在进行木材连接。将一种等级或者质量等级的木材一件接一件地通过连接技术(例如指形榫接)接合成一长条。在达到所选择的最终长度后将该长条分成希望的长木长度(例如8m)，并将由此获得的长木输送到与相应质量等级相配属的粘合熟化室或胶合熟化室中。这个过程对于所有的质量等级重复进行。然后第二加工阶段的产品已经按照质量分开了，但是还没有进行拉伸试验。
在胶合剂熟化时间(Reifezeit)之后分别按产品等级进行拉伸试验。
下面根据图3至7来说明在试验时怎样进行到拉伸强度。
由两个木材件2、3通过指形榫接连接部4相互连接而构成的初刨的长木1按照图3a在两个端部或者端部区域5借助于成对的以及相互对置的夹紧钳口6固定，其中优选一对夹紧钳口6在长木1的一个端部5是位置固定的，而夹紧长木1的另一个端部5的另一对夹紧钳口6可以沿着长木的轴线方向移动以用于施加拉力。
根据图3b在向长木1施加拉力后发生第一长度变化Δl。继续增加拉力一直到最终试验载荷使得长木1断裂，这在图3中可以看到，断裂的原因是薄弱部位7，该薄弱部位例如由在初步试验时没有识别出来的内部裂纹等形成。将该薄弱部位7如图4a所示切除(参考图4b)并将两个剩余的木材件8、9在断面处设有指形连接部10以再次相互结合。
根据图5a在两个木材件8、9之间插入另一个木材件11，从而使长木1尽管切除了薄弱部位7还是达到了原来的长度12。然后再次进行拉伸试验直到最终试验载荷，如从图5b可以看出。如果在此所测定的长度变化Δl1归类为允许的，那么该长木1′就通过了试验。
需要注意的是，用全载荷试验的长度限制在夹紧钳口对6之间的距离Z上。长木1的受夹紧钳口夹持的端部区域5没有进行全载荷试验，因为这里拉力在端部区域5上减小了。
在图6中示出了三个用于生产长木的初刨状态下的进行了缺陷部位试验后的坯料。长木的区域A、B、C和I包含纵向裂纹13，并且这些区域借助于指形榫接连接部4相互连接成特有的长木质量1′，如在图7的右边所示，但是其中区域I由于其较短的长度构成了废料。区域D、E、F和G没有可识别出的缺陷部位或者没有可以识别出的薄弱部位，并且属于顶级质量将其通过指形榫接连接部4接合成长木1。两个断裂件H如同区域I一样切除。然后长木1和1′进行按本发明的拉伸试验。
图8以横截面图示出了夹紧钳口6如何最适合于将大的拉力施加到长木1上以确定其长度变化。在与长木1接触的面14上延伸横向凹槽，也就是横向于长木1的纵向或者拉力方向延伸的凹槽15、16，其中凹槽15、16具有不同的深度t1和t2。优选分别在一个较深的凹槽15旁边设置一个具有较小深度t2的凹槽16，其中从凹槽15到凹槽16的过渡处17构造成尖角形。
凹槽15、16的横截面优选是部分圆形的，其中较深的凹槽15的横截面的半径R1大致大于具有较小深度t2的凹槽16的半径。凹槽15和16的宽度a、b的比、也就是较浅的凹槽16的宽度b与较大的凹槽15的宽度a的比在0.3与0.6之间。半径R1和R2的比优选在0.8与1.5之间。
图9至11涉及所谓的大方木料21、22、23，他们由按照权利要求1试验的长木1、1′构成。图9示出了所谓的双层大方木料21，图10示出了三层大方木料22，并且图11示出了四层大方木料23。
对于大方木料21至23重要的是直立的胶缝25，由此获得了具有木纹结构27的侧面26。需要相互胶合的长木1、1′的宽度28优选为60或者70或者80mm，由此获得的双层大方木料的大方木料宽29度在120与160mm之间。长木1、1′的高度30优选在200与300mm之间。当长木1、1′的相互胶合的直立的侧面在胶合前通过铣削进行加工时获得能够承受特别高载荷的胶缝25。
按照本发明大方木料宽29总是延伸至少两个长木1、1′的宽度28；对于双层大方木料为两个，对于三层大方木料为三个，并且对于四层大方木料为四个长木1、1′的宽度。
在图12中示出了一种传统的“胶合结合体”31，其由作为层积胶合木的板32构成。单个板的高度33一般为3至4cm。板32的宽度34一般在120mm与200mm之间。这种“胶合结合体”31制造上是费事的，并且需要使用大量的胶合剂或者粘合剂。其侧视图可以看到整个胶缝，并且对于木材只能看到刨光的结构。
代替这种“胶合结合体”，按照本发明可以制造大方木料结合体35，其根据图13例如由各具有直立的胶缝25的双层大方木料21构成，其中将三个这种双层大方木料21相互叠放在一起并且相互胶合。这种大方木料结合体的宽度36同样在120与200mm之间，但是也可以比这个宽度大，例如当将三层大方木料或者四层大方木料22或者23相互叠放在一起并相互胶合时。
这种大方木料结合体35相对于由板32构成的胶合结合体31的优点不仅在于外观(在侧视图中可以看到漂亮的木纹结构27)，而且在承载性方面也是有利的，特别是它由纯粹的独立的并且在整个长度上试验过的长木1、1′组合而成。一个重要的准则也是其可以由粗径木构成。
在图13中用虚线示出了在大方木料结合体35的上侧面和/或下侧面可以胶合长木1、1′，从而上侧面或者下侧面分别具有木纹结构，并由此在外观上相当于由板32构成的“胶合结合体”31的下侧面。
为了能够将边材37的特别的强度有利地充分用于大方木料21至23或者大方木料结合体35，将具有超过400mm直径的粗径木38按照图14中所示的剖面分开。由此例如可以制造高度30大约为500至600mm的长木1、1′，其窄边区域39由外部区域、也就是粗径木38的边材37的区域中切出。
如果将例如两个这种长木1、1′在按权利要求1进行质量试验之后胶合成大方木料21，就获得一种承载性特别高的大方木料21，特别是大方木料的拉伸区和压力区由边材38构成，该边材如上所述具有特别高的强度，特别是具有特别高的拉伸强度。如从图15可以看到，这种大方木料21也具有一个侧面的木纹结构27，更确切地说没有那些胶缝。这种尺寸的大方木料也称为梁结合体(Trambinder)。
如上所述，大方木料21可以特别廉价地进行制造。如从图14可以看到，只有较少的木材损失，并且对于这种制造只需要较少的加工步骤。
按照在图16至19中所示的拉伸试验机的实施例，一个构造成机床41的试验台支承在基础42上。该机床41在一个端部支承一个固定或者可以固定于其上的第一夹紧支座43，该夹紧支座具有两个夹紧钳口44和45，其中一个夹紧钳口44在用于待试验的长木1的支承46的高度上固定在夹紧支座43上。与该夹紧钳口44相对地设置第二夹紧钳口45，它可以借助于加力装置例如压力介质缸48相对于下夹紧钳口44夹紧，同时夹紧长木1。
在夹紧支座43的指向机床41的端面49上设置了一个用于待试验的长木1的定心装置50，所述长木可以借助于一个构成支承46的横向输送装置51输送到机床41，该横向输送装置优选由多个并排设置的输送链或者输送带构成，其中长木1的端部区域52如从图18可以看出位于夹紧钳口44与45之间。
借助于由两个可摆动地支承在夹紧支座43上部的定心臂53构成的定心装置50可以使相对于夹紧支座43的位置精确定心地对准。定心臂53借助于调节装置例如压力介质缸54从一个设置在夹紧钳口44和45上方的在图19中用虚线示出的静止位置R同步摆动到一个在图19中用实线示出的定心位置Z。该同步运动例如可以借助于相互啮合的齿扇55实现，该齿扇不转动地与定心臂53连接。
与上述夹紧支座43构造相同的、但是与其相对指向的第二夹紧支座56设置在机床41的另一个端部区域上。该第二夹紧支座56可以相对于机床41移动(参见双箭头57)，由此可以将具有不同长度的长木1分别用其端部区域52由两个夹紧支座43和56的夹紧钳口44、45夹紧。
在机床41侧面设置了一个用于提供作试验的长木1的缓冲区58，在其对面侧设置用于已经试验过的长木1的仓储区59，其中长木分别沿长木的纵向输入和输出这些区域58和59。在试验后最好设置一个分离闸门装置，在那里将那些具有已经确定的薄弱部位的长木分离出，以便将其例如截除后重新送入生产过程中。
为了在长木1夹紧在两个夹紧支座43和56上之后将拉力(通过双箭头60示出)施加到长木1上，使至少一个夹紧支座43、56借助于加力装置运动离开相对的夹紧支座，其中该加力装置在所示实施例中没有详细示出。
为了确定用试验载荷加载的长木1相对于未加载的长木1的长度差，在夹紧支座43和56上设置的探针61在施加试验力之前运动靠到长木的端面62上，并且在试验期间以一个预定的力压紧到该端面62上。探针61的运动作为长木1的长度变化的结果通过合适的测量装置确定并传送给处理站。
机床41在所示的实施例中是用钢板制成的矩形支架。当然它也可以由基础42本身构成，在这种情况下对于可移动的第二夹紧支座56在基础42上设置导轨，该导轨在所示的实施例中设置在机床41上。
权利要求
1.用于对批量生产的、优选指形榫接的、具有预定最小长度(12)的长木(1、1′)特别是结构实木进行质量保证的方法，其特征在于对每个按长度(12)完成制造的、优选每个完成胶合的长木(1、1′)分别以作用在其端部(5)上的并且一直增加到无缺陷长木的断裂载荷之下的极限值的拉力进行加载，并且在长木(1、1′)的至少一段上或者整个长度上确定由此增加的长度变化(Δl1)，并且该长度变化作为用于长木(1、1’)的应用或者其进一步处理的质量准则。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于为确定长度变化(Δl1)应用激光斑纹方法。
3.按权利要求1所述的方法，其特征在于为确定长度变化(Δl1)应用具有直接测量法的长度差测量方法(标刻度的位移测量)。
4.按权利要求1所述的方法，其特征在于为确定长度变化(Δl1)应用间接测量法(例如应变片的电阻变化)。
5.按权利要求1所述的方法，其特征在于在长木(1、1′)断裂时，将在断裂时测定的拉应力用于断裂件的质量分类以用于其应用或者进一步处理。
6.按权利要求1至5之一项或多项所述的方法，其特征在于在确定长木(1)在给定拉力下出现不允许的高的长度变化时将该长木(1)从生产中取出，将长木(1)的引起该不允许的长度变化的薄弱部位(7)或者长木的各薄弱部位切除，并且将长木的保留下来的无薄弱部位的部分(8、9)借助于指形榫接部(4)结合成一个新的长木，必要时添加其它长木部分(11)，接着将新制成的长木(1′)再次进行按照权利要求1的方法。
7.按权利要求1至6之一项或多项所述的方法，其特征在于作用到长木(1)上的拉力通过在长木端部(5)设置在两个相对侧的夹紧钳口(6)施加到长木(1)上。
8.按权利要求1至5之一项或多项所述的方法，其特征在于在试验之后进行长木(1、1′)的成品加工，例如通过刨、磨或者铣。
9.按权利要求1至8之一项或多项所述的方法，其特征在于根据长度变化确定的结果将长木(1、1′)分成至少两个不同的质量等级。
10.按权利要求1至9之一项或多项所述的方法，其特征在于原材料在表面分析之后不分割地和/或分割成分件地分类成品质等级，并且在每个品质等级中本身作为长木必要时在指形榫接后进行按权利要求1所述的用于质量保证的方法。
11.按权利要求1至10之一项或多项所述的方法，其特征在于将至少两个满足于应用所规定的质量准则的长木(1、1′)以直立的胶缝(25)相互胶合以构成大方木料(21、22、23)。
12.按权利要求11所述的方法，其特征在于所述长木(1、1′)的相互用于胶合的直立的侧面在胶合前通过铣削进行加工。
13.按权利要求11或12所述的方法，其特征在于将三个或者更多个长木(1、1′)并排设置并胶合成大方木料(22、23)。
14.按权利要求11、12或13所述的方法，其特征在于大方木料(21、22、23)以各自直立的胶缝(25)叠置在一起并且相互胶合成大方木料结合体(35)。
15.按权利要求11、12或13的方法之一制造的大方木料(21)，其特征在于该大方木料具有至少一个直立的胶缝(25)，并且构成胶缝(25)的侧面优选通过铣削进行加工。
16.大方木料结合体(35)，其特征在于该大方木料结合体由两个或者更多个相互叠置的并且相互胶合的大方木料(21)构成。
17.按权利要求15或16所述的大方木料(21)或者大方木料结合体(35)，其特征在于所述直立的侧面(26)具有木纹结构(27)。
18.按权利要求15、16或17所述的大方木料或者大方木料结合体，其特征在于所述大方木料或者大方木料结合体由高度(30)超过100mm优选直至大约300mm并且宽度(28)超过50mm优选直至100mm的长木(1、1′)构成。
19.按权利要求5至8之一项或多项所述的大方木料(21)或者大方木料结合体(35)，其特征在于所述大方木料或者大方木料结合体由高度(30)超过300mm优选直至大约600mm并且宽度(28)超过50mm的长木(1、1′)构成，其中使用的长木(1、1′)的窄边区域(39)从粗径木的边材中切出。
20.按权利要求15至19之一项或多项所述的大方木料(21)或者大方木料结合体(35)，其特征在于在下侧面和/或上侧面设置和胶合至少一个长木(1、1′)，所述长木在大方木料(21)或者大方木料结合体(35)的整个宽度(29)上延伸并且同样按照权利要求1进行试验并且向下或者向上具有木纹结构(27)。
21.用于执行按权利要求1至9之一项或多项所述的方法的装置，其特征在于设有一个将拉力施加到长木上的具有夹紧钳口(6)的拉伸试验设备，所述夹紧钳口的与长木作用的侧面设有横向于载荷方向延伸的横截面为弧形优选圆弧形的凹槽(15、16)。
22.按权利要求21所述的装置，其特征在于相邻的凹槽(15、16)具有不同的深度(t1、t2)。
23.按权利要求21所述的装置，其特征在于相邻的凹槽(15、16)具有不同的曲率(1/R1、1/R2)。
24.按权利要求22或23所述的装置，其特征在于相邻的凹槽(15、16)具有不同的宽度(a、b)。
25.按权利要求22至24之一项或多项所述的装置，其特征在于每个具有较大深度(t1)和较大宽度(a)且具有较小曲率(1/R1)的凹槽(15)跟随有一个具有较小深度(t2)和较小宽度(b)以及具有较大曲率(1/R2)的凹槽(16)。
26.按权利要求22至25之一项或多项所述的装置，其特征在于凹槽(15)挨着凹槽(16)设置。
27.用于执行按权利要求1至9之一项或多项所述方法的装置，特别是用于粗径木，其特征在于以下特征的组合-一个试验台(41)特别是机床，其长度相当于待试验的木材件(1)的最大长度；-一个设置在试验台(41)端部区域上的、优选固定设置的第一夹紧支座(43)；-一个可沿着试验台(41)移动的并且可以调节到待试验的木材件(1)的长度的第二夹紧支座(56)；-设置在两个夹紧支座(43、56)上的夹紧钳口(44、45)，所述夹紧钳口从上面和下面固定并夹紧送入试验位置的木材件(1)；-一个用于借助于夹紧支座(43、56)将拉力施加到已夹紧的木材件(1)上的装置；-一个横向输送装置(51)，用于将木材件(1)从一个设置在试验台(41)侧面的用于木材件(1)的缓冲区(57)输送到试验台(41)并继续输送到一个与缓冲区(57)相对的、设置在试验台(41)的侧面的、用于容纳试验过的木材件(1)的仓储区(58)；以及-一个用于将送入试验位置的木材件(1)在各夹紧钳口(44、45)之间定心的定心装置(50)。
28.按权利要求27所述的装置，其特征在于所述横向输送装置(51)由多个并排的输送链构成。
29.按权利要求27或28所述的装置，其特征在于所述定心装置(50)具有两个定心臂(53)，各定心臂可以从一个位于上夹紧钳口(45)上方的静止位置(R)运动到优选摆动到一个设置在夹紧钳口(44、45)侧面的定心位置(Z)上。
30.按权利要求29所述的装置，其特征在于所述定心臂(53)可以同步地向木材评(1)运动，而且分别从一侧运动。
31.按权利要求27至30之一项或多项所述的装置，其特征在于在每个夹紧支座(43、56)上设置一个探针(60)用于贴靠到木材件(1)的端面(61)上以进行长度差测量。
全文摘要
本发明涉及一种用于对批量生产的、优选指形榫接的、具有预定最小长度(12)的长木(1)进行质量保证的方法，其特征在于每个在长度(12)完成制造的长木分别以作用在其端部(5)上的并且一直增加到无缺陷长木的断裂载荷之下的极限值的拉力进行加载，并且在长木(1)的至少一段上或者整个长度上确定由此增加的长度变化(Δl
文档编号G01L1/24GK1875258SQ200480031855
公开日2006年12月6日 申请日期2004年10月21日 优先权日2003年10月27日
发明者汉斯－彼得·莱廷格, 塞巴斯蒂安·莱廷格 申请人:莱廷格木材工业有限公司