DE2407642C2 - Balken aus unter Druck verleimten Holzspänen und Verfahren zur Herstellung eines solchen Balkens - Google Patents

Description

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung eines Balkens,

F i g. 2 bis 4 Querschnitte durch verschiedene Pressen, die zur Herstellung eines Balkens gemäß P i g. 1 verwendet werden können.

Der in F i g. 1 gezeigte Balken ist aus drei sich über die gesamte Balkenlänge erstreckenden Schichten aufgebaut, wobei die beiden Außenschichten 1, Γ langgestreckte, im wesentlichen in der Längsrichtung des Balkens orientierte Späne enthalten, was bedeutet, daß auch die Fasern der genannten Späne hauptsächlich in Längsrichtung des Balkens orientiert sind. Die zwischen diesen Schichten angeordnete Mittellage 2 enthält dünne Späne mit einer relativ großen Ausdehnung sowohl in Längs- als auch in Querrichtung. Diese Späne sind grundsätzlich in der Vertikalebene des Balkens angeordnet, wodurch die Fasern dieser Späne hauptsächlich in der Vertikalebene des Balkens orientiert sind. Die letztgenannte Späneorientierung in der vertikalen Ebene ist dagegen vollständig beliebig, weshalb diese Fasern unterschiedliche Winkel zueinander bilden.

Ein derartiger Balken zeichnet sich durch große Tragfähigkeit aus, da Druck- und Zugspannungen effektiv durch die in den Außenschichten angeordneten und in Längsrichtung des Balkens orientierten Fasern aufgenommen werden. Die Mittellage nimmt unter anderem Querkräfte im Balken auf und stellt gleichzeitig eine wirkungsvolle Verbindung zwischen den beiden Außenschichten her. Die Mittellage 2 kann gewöhnlich mit geringerer Dichte als die Außenschichten 1, Γ ausgeführt werden. Da die erforderliche Spänemenge in der Mittellage sehr klein wird, kann man unter Vermeidung einer Unterschreitung der niedrigsten Dichte das Volumen dieser Schicht vermindern, so daß ein Steg gebildet wird. Die beiden Außenschichten 1,1' werden vorzugsweise mit einer zur Außenfläche hin zunehmenden Dichte ausgebildet.

Die in dem Balken gemäß F i g, 1 verwendeten Späne sind vorzugsweise größer als solche, die in herkömmlichen Spanplatten Verwendung finden. Sie können z. B. eine Dicke von ca. 0,8 mm und eine maximale Länge von 50 mm haben. Bei Anwendung von kleineren Spänen entstehen unter anderem Schwierigkeiten bei der Orientierung derselben in den gewünschten Richtungen.

Bei dem oben beschriebenen Balken haben die in den Außenschichten 1,1' verwendeten Späne eine langgestreckte Form. Diese Späne können aber auch eine relativ große Abmessimg in Querrichtung haben, unter der Voraussetzung, daß die Späne so orientiert werden, daß ihre Fasern hauptsächlich in Längsrichtung des Balkens verlaufen. Die in der mittleren Schicht 2 verwendeten, in der Vertikalebene des Balkens orientierten, jedoch in der genannten Ebene aufs Geratewohl gedrehten Späne können durch langgestreckte Späne gleicher Art, wie sie in den Außenschichten verwendet werden, ausgetauscht werden. Auch diese Späne sind in der Vertikalebene des Balkens orientiert, wobei sie entweder zufällige Richtungen in der vertikalen Ebern: einnehmen können, oder diese Späne werden in zwei Hauptrichtung..-n angeordnet, welche vorzugsweise einen rechten Winkel miteinander bilden oder unter einem Winkel von 45° zur Vertikalachse des Balkens geneigt sind.

Baiken gemäß Fig. 1 können hergestellt werden, indem ein aus beleimen und <n der gewünschten Richtung orientierten Spänei¹ gebildetes Spänebett in eine beheizte Presse eingelührt w<rd, in der das Spänebett verpreßt wird. Einige Beispiel*-¹ fiK mögliche Ausführungen solcher Pressen wtnlen im folgenden anhand der F i g. 2 bis 4 beschrieben.

Fig.2 zeigt schematisch eine herkömmliche Presse mit Ober- und Unterpressentisch 3 und 4 mit ebenen Preßflächen, zwischen die ein Spänebett eingeführt ist. Das Spänebett besteht aus zwei äußeren Spänesträngen 5,5' mit in Längsrichtung orientierten, langgestreckten Spänen und aus einem zwischen diesen beiden Strängen angeordneten etwas breiteren mittleren Strang 6, der in der Ebene der Preßflächen orientiert, aber innerhalb

ίο dieser Ebene aufs Geratewohl gedrehte Späne enthält Die Presse nach Fig.2 hai den Vorteil, daS sie zum Pressen von Balken mit verschiedenen Höhenabmes-SLngen verwendet werden kann. Außerdem kann sie zum gleichzeitigen Pressen von mehreren parallelen Balken verwendet werden, wobei das Spänebett aus mindestens fünf Strängen aufgebaut ist, die wechselweise in Längsrichtung des Balkens bzw. in der Ebene der Preßfläche orientierte Späne enthalten. Den gepreßten Block teilt man danach in einzelne Balken auf, und zwar durch Sägeschnitte, die zum Ober- und Untertisch 3, 4 parallel sind. Mit diesem Pressentyp kann man dagegen keine Balken herstellen, deren Außenschicht eine nach außen zunehmende Dichte haben. Die Außenkanten des gepreßten Blockes müssen vielmehr nach der Pressung begradigt werden.

Bei der in F i g. 3 gezeigten Presse ist der untere Pressentisch 7 mit längsgerichteten Wangen 8 ausgestattet, zwischen die der obere Pressentisch 9 mit geringem Spielraum eingepaßt ist. Diese Presse erlaubt die Herstellung von Balken mit ebenen Seitenflächen. Dagegen gestattet auch diese Presse kein Zustandekommen eines nennenswerten Dichtegradienten in den Außenschichten. Außerdem kann diese Presse nicht ohne weiteres für die Herstellung von Balken verschiedener Höhe angewendet werden.

Fig.4 zeigt eine Presse, die zusätzlich zu einem Ober- und Unterpressentisch 10 und 11 noch mit Kantenpreßstempein 12 und 13 versehen ist. Das Spänebett soll in die Presse so eingeführt werden, daß die mittleren Stränge eine größere Höhe erreichen als die äußeren Stränge. Beim Pressen wird zuerst der obere Pressentisch 10 bis zu einer von den Kantenpreßstempeln 12,13 bestimmten Höhe abgesenkt, wobei hauptsächlich nur die mittleren Stränge beeinflußt und zur gev/ünschten Dichte komprimiert werden. Danach werden die Kantenpreßstempel betätigt, welche mit einem bedeutend höheren Preßdruck als die horizontalen Pressentische die Außenschichten des Spänebettes in Querrichtung zusammenpressen. Da diese Pressung die Späne der mittleren Schichten nicht nennenswert beeinflußt, kann man in den Außenschichten eine deutlich höhere Dichte erzielen als in der mittleren Schicht, wobei die Dichte zu den Außenrändern hin zunimmt. Neben der angestrebten Dichtevergrößerung in den Außenschienten hat ein mit dieser Presse hergestellter Balken eine sehr starke Bindung zwischen den Schichten.

Bei allen Pressen können sowohl der Untertisch als auch der Obertisch profiliert werden, um Balken mit über ihre Höhe unterschiedlicher Dicke herzustellen.

Gewisse Dichteunterschiede können auch durch Variation der Dichte des Spänebettes erreicht werden.

Die oben beschriebenen Pressen können entweder als ortsfeste Pressen oder als kontinuierlich arbeitende Presr^n ausgebildet werden, um einen endlosen Balken zu erzeugen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Balken aus unter Druck verleimten Holzspänen mit drei übereinander angeordneten und sich über die gesamte Balkenlänge erstreckenden Schichten, von denen die beiden äußeren Schichten zum überwiegenden Teil Späne mit in Richtung der Balkenlängsachse orientierten Fasern enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellage (2) zum überwiegenden Teil Späne mit in zur Balkenlängsachse parallelen Vertikalebenen orientierten Fasern enthält.

2. Balken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellage (2) zum überwiegenden Teil Späne mit relativ großer Erstreckung sowohl in Längs- als auch in Querrichtung enthält, deren Fasern in zur Balkenlängsachse parallelen Vertika'ebenensvillkürlich orientiert sind.

3. Balken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellage (2) zum überwiegenden Teil aus langgestreckten Spänen besteht

4. Balken nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die langgestreckten Späne in zur Balkeniängsachse parallelen Vertikalebenen willkürlich angeordnet sind.

5. Balken nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die langgestreckten Späne hauptsächlich in zwei Richtungen orientiert sind, welche mit der Balkenlängsachse jeweils einen Winkel von 45° einschließen.

6. Verfahren zur Herstellung des Balkens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem ein auf einer Unterlage angeordnetes Spänebett aus mit Leim behafteten Spänen unter Erwärmung einem Preßdruck ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Spänebett aus drei langgestreckten Spänesträngen aufgebaut wird, die auf der Unterlage seitlich nebeneinander angeordnet sind und von denen die beiden äußeren Spänestränge zum überwiegenden Teil Späne mit in Richtung der Stranglängsachse orientierten Fasern enthalten und der mittlere Spänestrang zum überwiegenden Teil Späne mit in zur Unterlage parallelen Ebenen orientierten Fasern enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Spänebett auf einer mit Seitenkanten versehenen Unterlage derart angeordnet wird, daß die Seitenkanten der Unterlage mit den Außenkanten der äußeren Spänestränge zusammenfallen, woraufhin das Spänebett rechtwinklig zur Unterlage einem Druck ausgesetzt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Spänebett zuerst rechtwinklig zur Unterlage einem Druck ausgesetzt wird und sodann, wenn dieser Druck einen vorbestimmten Wert erreicht hat, parallel zur Unterlage und rechtwinklig zur Längsrichtung der Stränge einem Druck ausgesetzt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Spänebett so aufgebaut wird, daß der mittlere Spänestrang eine größere Höhe hat als die beiden äußeren Spänestränge, und daß der Druck, der parallel zur Unterlage auf das Spänebett ausgeübt wird, den rechtwinklig zur Unterlage ausgeübten Druck übersteigt.

Die Erfindung betrifft einen Balken aus unter Druck verleimten Holzspänen mit drei übereinander angeordneten und sich über die gesamte Balkenlänge erstrekkenden Schichten, von denen die beiden äußeren Schichten zum überwiegenden Teil Späne mit in Richtung der Balkenlängsachse orientierten Fasern enthalten.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Balkens, bei dem ein auf einer

ίο Unterlage angeordnetes Spänebett aus mit Leim behafteten Spänen unter Erwärmung einem Preßdruck ausgesetzt wird.

In der Zeitschrift »Holz als Roh- und Werkstoff«, 18 (1960), S. 377 bis 385 ist die Herstellung eines Balkens aus unter Druck verleimten Holzspänen beschrieben, die in Längsrichtung des Balkens orientiert sind. Die Orientierung der Holzspäne ist also über den Querschnitt des Balkens gesehen gleichförmig In dieser Druckschrift ist ferner eine dreischichtige Holzspanplatte beschrieben mit einer Mittellage aus normal gestreuten Spänen und Deckschichten aus orientierten Spänen. Wenn man dieses für eine Platte vorgeschlagene Konstruktionsprinzip auf einen Balken übertragen würde, danr; würde dies zu einer unbefriedigenden Festigkeit des Balkens führen. Die Konstruktionsanweisung, daß die Mittellage aus normal gestreuten Spänen bestehen soll, bedeutet nämlich, daß die Fasern der die Mittellage bildenden Späne willkürlich, d. h. regellos angeordnet sind. Eine derartige regellose Anordnung der Späne der Mittellage hat aber zur Folge, daß diese nur in beschränktem Maße Querkräfte aufnehmen können. Bei der Dimensionierung eines mit Biegekräften belasteten Balkens oder Trägers müssen aber nicht nur die in den Randzonen auftretenden Druck- und Zugspannungen berücksichtigt werden, sondern es müssen auch die in der Mittellage auftretenden Querkräfte beachtet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Balken hinsichtlich der aufnehmbaren spezifischen Querkräfte zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Mittellage zum überwiegenden Teil Späne mit in zur Baikenlängsachse parallelen Vertikalebenen orientierten Fasern enthält.

Diese Orientierung der die Mitteliage bildenden Holzspäne ermöglicht die Übertragung großer spezifischer Querkräfte, so daß der erfindungsgemäße Balken starken Biegekräften standhalten kann.

Bei den bekannten Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger Balken aus verleimten Holzspänen war es üblich, die einzelnen Späneschichten übereinander anzuordnen.

Im Gegensatz dazu ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, daß das Spänebett aus drei langgestreckten Spänesträngen aufgebaut wird, die auf der Unterlage seitlich nebeneinander angeordnet sind und von denen die beiden äußeren Spänestränge zum überwiegenden Teil Späne mit in Richtung der Stranglängsachse orientierten Fasern enthalten und der mittlere Spänestrang zum überwiegenden Teil Späne mit in zur Unterlage parallelen Ebenen orientierten Fasern enthält.

Durch die seitlich nebeneinanderliegende Anordnung der Spänestränge wird die angestrebte Orientierung der

f>5 die Mittellage bildenden Späne wesentlich erleichtert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt