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Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Wertzahlen für Derbgehalt,
Raumdichtezahl, Rohwichte, Feuchtigkeit, Schwund, spezifisches Gewicht u. a. bei
verschiedenen Holzarten
Vorliegendes Verfahren erfüllt die Aufgabe, das Gewicht der
tatsächlichen Holzmasse (Trockengewicht hzw. I)arrgewicllt im Festmeter oder Itaulllmeter)
und den ursprünglichen Derbgehalt nicht nur im frischen und grünen Zustand, sondern
auch nach einer beliel)igen Lagerzeit zu bestimmen.
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Hierdurch sind dem Holzpraktiker erstmalig folgende Möglichkeiten
gegeben: die direkte Bestimmung der Raumdichtezahl (das ist die wahre Holztrockensubstanz
im Festmeter oder Raummeter Frischvolumen, grünes, frisch aufgearbeitetes Holz),
ferner die eindeutige Feststellung, ob die übernommene I lolzmenge dem durch Faktoren
zugrunde gelegteii Derbgehalt entspricht, weiterhin die einfachste Ermittlung des
Wassergehaltes jeden Holzes ohne besondere Feuchtigkeitsuntersuchung und schließlich
die Anpassung des Holzeinkaufs an alle Verwendungszwecke.
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Es sind Verfahren bekannt, um die wahre Holzsubstanz mittels Holzwertzahlen,
wie Volumen und Derbgehalt des Raummeters, Holzgewicht des Raummeters oder Festmeters,
Feuchtigkeitsgehalt, Raumdichtezahl, solange noch kein Schwund eingetreten ist,
zu bestimmen.
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Diese Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß man sich damit begnügen
mußte, z. B. Holzfaktoren zur Umrechnung des frischen oder grünen Waldraummeters
in Festmeter festzulegen, die
einen Durchschnitt von einer Unzahl
Messungen darstellen, aber auf die äußerst starken Schwankungen in der Zusammensetzung
des Holzes, z. B. bezüglich seines Gehaltes an Holzmasse und damit seines Cellulose-
bzw. Ligningehaltes, keine Rücksicht nehmen. Auch die in der Praxis bekannten Holzmeßverfahren
(Ausmessungen, Xylometrieren) können die vorgenannten Schwankungen im Holz nicht
erfassen.
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Das bisherige Xylometrierverfahren, bei welchem man aus einer größeren
Holzpartie als ungefähren Durchschnitt mehrere Raummeter heraussucht und von dieser
Menge mit Hilfe derWasserverdrängung den Gehalt an Holzmasse, berechnet als Festmeter,
bestimmt, hat den Mangel, daß Volumschwankungen durch aufgesogenes Wasser, je nach
der Trockenheit des Holzes wechselnde Quellungserscheinungen wie auch Hohlraumbildung,
aus der die Luft nicht entweichen kann, auftreten. Der Derbgehalt des Frischvolumens
kann nach diesem Verfahren nur festgestellt werden, wenn die Xylometrierung im grünen,
frisch geschlagenen Zustand vorgenommen wird, da sich je nach der Lagerzeit das
Volumen durch den Schwund ändert.
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Zur Feststellung des Holztrockengewichtes im Raummeter oder Festmeter
ist bekanntlich die Untersuchung des Wassergehaltes des xylometrierten Holzes erforderlich,
wozu aus den zum Xylometrieren vorbereiteten Durchzschnittsmustern eine Anzahl 2
cm dicker Scheiben herausgeschnitten werden muß, um deren Feuchtigkeitsgehalt nach
den bekannten Din-Normen zu bestimmen.
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Alle diese Ubelstände werden durch vorliegendes Verfahren beseitigt,
da bei demselben die Raumdichtezahl, d. h. die wahre Holztrockensut>stanz im
Frischvolumen (grünes, frisch aufgearbeitetes Holz), festgestellt wird, und zwar
auch dann, wenn das Holz einige Zeit abgelagert ist und sein Volumen sich entsprechend
verringert hat.
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Das vorliegende Verfahren besteht erfindungsgemäß darin, daß mit
nachfolgenden einfachen Arbeitsgängen dieWertzahlen für die verschiedenen Holzarten
bestimmt werden.
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Es wird, wie an sich bekannt, das Raummeter-oder Festmetergewicht
des zu prüfenden Holzes ermittelt.
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Von der zu untersuchenden Probe, welche nach bekannten Gesichtspunkten
in 'Form von 2 cm starken Scheit- oder Stammquerschnittsscheiben entnommen wurde,
wird das Gewicht bestimmt.
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Erfindungsgemäß wird diese Probe mit Wasser in einen völlig porengesättigten
Zustand gebracht, ihr Gewicht und Volumen festgestellt.
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Die an sich langsam vor sich gehende Verdrängung der Luft aus den
Poren durch Wasser kann nach verschiedenen physikalischen oder mechanischen Methoden,
beispielsweise mit Hilfe von Ultraschall, Vakuum, pulsierender Kompression und Expansion
mit kaltem oder heißem Wasser, beschleunigt werden. Für die Praxis empfiehlt es
sich, die Poren sättigung mit Hilfe der Kochmethode durchzuführen.
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Für die praktische Durchführung der Porensättigung nach der Kochmethode
kommt jeder Holzart eine Mindestkochdauer zu, so z. B. für Buche 2 Stunden, für
Kiefer und Fichte 6 Stunden. Nach dem Kochen läßt man die Probe in kaltem Wasser,
zur Beschleunigung zweckmäß.ig in abgekochtem Wasser in einem kalten Wasserbad abkühlen,
wobei die verschiedenen Holzarten für die jetzt einsetzende Porensättigung bestimmte
Mindestzeiten beanspruchen,' Buche z. B. 3 Stunden.
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Zur Ermittlung des Gewichtes der porengesättigten Probe wird diese
nach vorsichtigem Abtupfen des Oberflächenwassers, vorzugsweise mit Fließpapier
oder einem Lappen, gewogen. Hierauf wird das Volumen dieser Probe in einem eigens
für dieses Verfahren entwickelten, mit größter Genauigkeit arbeitenden Präzisionsxylometer
durch Wiegen des durch die Probe verdrängten und durch einen Überlauf aufgefangenen
Wassers ermittelt.
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Um mit den vorbeschriebenen Arbeitsgängen die Raumdichtezahl, die
Feuchtigkeit sowie das spezifische Gewicht ohne Ermittlung des Feuchtigkeitsgehaltes
mit Hilfe desTrockenschrankes oder durch die übrigen physikalischen oder chemischen
Methoden, welch letztere nur in einem beschränkten Bereich unterhalb der Fasersättigung
brauchbar sind, direkt ablesen zu können, wurden für die einzelnen Holzarten erstmalig
einwandfreie Kennzahlen empirisch ermittelt. Für die Praxis können diese Kennzahlen
tabellarisch oder graphisch zum leichteren Gebrauch zusammengestellt werden.
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Durch das Verfahren ist erfindungsgemäß erreicht.worden, daß für
die verschiedenen Holzarten bei jeder beliebigen Feuchtigkeit, ausgehend von Proben
in porengesättigtem Zustand, ohne besondere Feuchtigkeitsuntersuchung alle den Praktiker
interessierenden Wertzahlen, wie Feuchtigkeit, Derbgehalt, Raumdichtezahl, Rohwichte,
Schwund und spezifisches Gewicht, direkt ode'r mit Hilfe von Tabellen und graphischen
Darstellungen bestimmt werden können. Ferner zeigt das Verfahren durch die Zugrundelegung
des porengesättigten Zustandes für alle Holzarten charakteristische Zusammenhänge
zwischen spezifischem Gewicht und Raumdichtezahl; schließlich ist es möglich, mit
Hilfe der Raurndichtezahl den Schwund eines Holzes von beliebiger Feuchtigkeit gegenüber
dem Frischvolumen festzustellen.
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Zur Verwirklichung des obigen Verfahrens besteht, um die Holzprobe
zu kochen und in den Zustand der völligen Porensättigung zu versetzen, die Vorrichtung
aus einem handelsüblichen Kochtopf, auf dessen Boden ein schräger Rost gelegt wird,
der gegebenenfalls auf beiden Seiten derartige Profile besitzt, daß für die Holz
scheibe nur eine Punkt-oder Linienberührung gewährleistet ist. Weiterhin gehört
zu der Vorrichtung ein Präzisionsxylometer, das aus einem Behälter besteht, der
verschiedene Ausführungsformen besitzen kann, in welchem ein auf den oberen Rand
abgestützter und austarierbarer Eintauchkörper angeordnet ist. Auch kann auf dem
Boden des Behälters ein Bodenrost in schräger Anordnung angebracht sein, auf welchen
man die Probescheibe mit Punkt- oder Linienberüh-
rung legt, so
daß jegliche noch unter der Holzscheibe befindliche Luft ungehindert entweichen
kann.
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Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar
zeigt Rbb. I ein Präzisionsxylometer im Aufriß zum Teil im Schnitt, abt. 2 ein Präzisionsxylometer
im Grundriß in Ansicht, Abb. 3 ein Präzisionsxylometer im Seitenriß zum Teil im
Schnitt, Abb. 4 einen Rost im Aufriß in Ansicht, Abb. 5 einen Rost im Seitenriß
im Schnitt, Abb. 6 einen Rost im Grundriß zum Teil im Schnitt. i)as Präzisionsxylometer
besteht aus dem Behälter a, der beliebigen Querschnitt haben kann und in welchen
VOtl oben ein sich auf dem Rand b desselben abstützender Eintauchkörper oder Eintauchtopf
c mit vorzugsweise drei Auflagestellen e eingesetzt ist. Der Eintauchkörper c ist
zweckmäßig mit nach außen vorstehenden Tragzapfen d versehen, die sich in entsprechende
Lagerstellen e einlegen. Die Lagerzapfen d sind auch gleichzeitig so gestaltet,
daß sie den Eintauchkörper c jeweils in der oberen Offnung des Behälters a zentrieren,
so daß zwischen dem Umfang des Eintauchkörpers c und der inneren Wandung des Behälters
a jeweils gleichbleibende Zwischenräumef gebildet sind. Der Eintauchkörper c dient
dazu, die Wasseroberfläche sofort bzw. in ganz kurzer Zeit zu beruhigen und im Verhältnis
zum Flüssigkeitsvolumen erheblich zu verkleinern. Dadurch wird die ohne Verwendung
von Eintauchkörpern sich ergebende lange Nachtrol>fdauer auf wenige Minuten verkürzt.
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Weiterhin ist der Eintauchkörper c derart gestaltet, daß der etwas
gewölbte Boden g desselben um ein geringes Maß unter die Wasserüberlaufkante h,
an welche sich die etwas tiefer angesetzte, nach unten gerichtete Auslaufrinne i
anschließt, reicht. Dadurch, daß die Wasserüberlaufkante h scharf und glatt ausgebildet
ist, ist auch eine gute Trennung zwischen dem Wasser in dem Behälter a und der aus
der Ablaufrinne i überlaufenden Wassermenge geschaffen (Abb. I bis 3).
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Zweckmäßig wird für den Fall, daß der Behälter a statt in flacher,
rechteckiger Form in quadratischer, runder oder ovaler Ausführung gestaltet ist,
der Rost j auf den Boden desselben gelegt, und zwar in schräger Richtung (Abb. 4
bis 6). Auf der Ober- sowie Unterseite des Rostes j sind zweckmäßig scharfkantige
Stege k oder kegelförmige Erhöhungen angeordnet, damit die hierauf lagernde Holzscheibe
bzw. -prol,e nur punkt- oder linienmäßig berührt wird.
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Durch diese Maßnahme ist es erreicht, eine für die Praxis brauchbare
Volumgewichtsbestimmung zu erzielen, bei der ein Meßfehler von nur max.
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+ 0,2°/o resultiert.
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Da weiterhin die Vorrichtungen äußerst einfache Gestalten aufweisen,
bedingen diese auch eine äußerst billige Herstellung, so daß sie für jeden Interessenten
erschwingbar sind.
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PATENTANSPROCHE: I. Verfahren zur Bestimmung der Wertzahlen für Derbgehalt,
Raumdichtezahl, Rohwichte, Feuchtigkeit, Schwund, spezifisches Gewicht u. a. bei
verschiedenen Holzarten, dadurch gekennzeichnet, daß, nachdem das Gewicht der Holzprobe
mit beliebigem Feuchtigkeitsgehalt festgestellt ist, diese bis zur völligen Porensättigung
zweckmäßig Ibei einer der Holzart entsprechenden Dauer in Wasser gekocht und hierauf
diese gekochte luftfreie Probe bei einer der Holzart entsprechenden Mindestdauer
in kaltem Wasser abgekühlt und nach vorsichtigem Abtupfen des Oberflächenwassers
das Gewicht der Holzprobe festgestellt wird, wonach zur Bestimmung des Volumens
der Holzprobe diese in einen mit Wasser gefüllten, zweckmäßig mit Eintauchkörper
versehenen Behälter eingelegt und das durch die Holzprobe verdrängte Wasser durch
einen Auslauf abgeführt und hierauf das Gewicht dieser verdrängten Wassermenge,
die dem Holzvolumen entspricht, festgestellt wird.
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2. Vorrichtung zur Bestimmung der Wertzahlen für verschiedene Holzarten,
dadurch gekennzeichnet, daß selbige einerseits aus einem handelsüblichen Kochtopf,
auf dessen Boden, gegebenenfalls zwischen den einzelnen Holzscheiben, ein auf beiden
Seiten mit Profilen versehener Rost (j) aufgelegt und für die Holzprobe nur eine
Punkt- oder Linienberührung gewährleistet ist, und aus einem mit beliebigen Gestaltungen
versehenen Präzisionsxylometer besteht, in dessen Behälter (a) ein auf dem oberen
Rand' (b) abgestützter und austarierbarer Eintauchtopf oder Eintauchkörper (c) angeordnet
ist.