DE3915504A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von lamellierten holzstaeben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von lamellierten Holzstäben, insbesondere von Fen­ sterholzkanteln, bei dem mehrere Holzlamellen zunächst beleimt und aufeinandergelegt werden, wonach der in den Zwischenfugen eingebrachte Leim unter Druck zum Abbinden gebracht wird.

Es ist bekannt, stabförmige, lemellierte Fensterholzkanteln in besonders gestalteten Preßgestellen nach dem oben angegebenen Verfahren diskontinuierlich herzustellen. Die Holzfügeteile werden dabei mit Dispersionsklebern versehen und jeweils drei bzw. vier Holzlamellen ergeben nach dem Abbinden des Klebers ein fertig verleimtes Holzkantel. In der Regel werden bis zu zehn Lagen, d.h. 30 bis 40 Lamellen während eines Preßzyklusses manuell eingestapelt. Die Preßgestelle müssen entsprechend steif ausgeführt werden, um die anfallenden Preßkräfte während der Abbindezeit der Dispersionskleber sicher aufzufangen. Dabei muß bei Dispersionsklebern (beispielsweise gemäß DIN 68 602, Güteklasse B4) mit einer Spannung von 20 bis 30 N/cm² und bei Kondensationsklebern mit einer Spannung von 70 bis 90 N/cm² in der Leimfuge gerechnet werden. Die Abbindezeit und damit auch die Preßzeit ist abhängig von der Holzart (Rohdichte), der Holz­ feuchte (u = 10-15%), der Leimart, der Verarbeitungstemperatur und dem aufgebrachten Preßdruck.

Das manuelle Ein- und Ausstapeln der zu verklebenden Holzlamel­ len bzw. die Entnahme der fertigen Holzkantel ist sehr zeit­ aufwendig. Um möglichst keine Verlustzeiten für den eigentli­ chen Preßvorgang zu erhalten, werden in der Praxis Lamellier­ pressen vorgesehen, die an einem Pressengestell durch Rotations­ vorrichtungen mehrere Preßebenen bilden und daher gleichzeitig mehrere Preßvorgänge zulassen, während an einer Station be­ oder entladen wird. Bekannt sind Rotationslamellierpressen mit drei oder vier Preßebenen bzw. mit sternförmig angeordneten Preßebenen. Da die Holzkantel in der Regel Bearbeitungslängen von 4,5 m bis zu 6,5 m aufweisen, werden solche Rotationslamel­ lierpressen aufwendig in der Herstellung und auch im Raumbe­ darf.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vereinfachung des Herstellungsverfahrens und auch eine einfa­ chere Herstellungsvorrichtung für die Herstellung von Holzkan­ teln o. dgl. zu schaffen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird im Gegensatz zum Be­ kannten vorgesehen, an den die Zwischenfugen begrenzenden Sei­ ten der Holzlamellen parallel zu deren Kanten verlaufende Nuten vorzusehen, in die leistenförmige und an ihren Außenflächen mit schnell abbindenden, reaktiven Klebstoffen und/oder mechani­ schen Verzahnungen versehene Füllkörper eingelegt werden, die sich fest mit benachbarten Holzlamellen verbinden, und den Preßdruck für das Abbinden des Leimes aufbringen.

Die Erfindung löst sich vom bisher üblichen taktförmigen, dis­ kontinuierlichen Preßverfahren und sieht ein kontinuierliches Verpressen der Holzlamellen vor, was in einfacher Weise mit einer Durchlaufpresse erreicht werden kann, wobei die vor dem Einlaufen in die Durchlaufpresse eingelegten Füllkörper die La­ gesicherung der aneinandergrenzenden Holzlamellen übernehmen. Ihr Hauptzweck ist aber, eine Art Haltebrücke zu schaffen, die dem Quelldruck in der Dispersionskleberfuge so lange widersteht, bis diese Dispersionskleber voll abgebunden sind. Die eingeleg­ ten Füllkörper, die in ihren Abmessungen so auf die Nuten abge­ stimmt sind, daß die Holzlamellen mit ihren einander zugewandten Außenflächen die gewünschte Leimfuge bilden, ersetzen dabei die Preßgestelle, indem sie dafür sorgen, daß der einmal von außen auf die Holzlamellen ausgeübte Druck, der beim Durchlaufen einer Preßstrecke erzeugt wird, durch die feste Haftung der Füllkörper in den aneinandergrenzenden Holzlamellen beibehalten wird, so daß nach diesem ersten Klebevorgang, der verhältnismäßig schnell vor sich geht, nicht mehr der über längere Zeit aufrechtzuer­ haltende Druck auf die Holzlamellen notwendig ist. Durch die Erfindung wird es daher möglich, von der bisherigen, zeitauf­ wendigen, diskontinuierlichen Herstellung abzugehen und Holz­ kanteln der eingangs genannten Art sehr viel schneller herzu­ stellen.

Es ist zwar bekannt, aneinandergrenzende Holzlamellen mit ver­ zahnenden Profilformen zu versehen und diese zusammenzukleben und es ist auch bekannt, daß dadurch der Zusammenhalt solcher­ maßen untereinander verbundener Holzlamellen ausgezeichnet ist. Bei solchen Holzkanteln ist aber der Materialaufwand zur Her­ stellung der Holzlamellen größer, weil diese Holzlamellen wegen der notwendigen profilierten Verzahnung aus einem um die Zahn­ höhe dickeren Ausgangsmaterial hergestellt werden müssen, um die Überlappung der Profilformen zu ermöglichen. Bei der Erfin­ dung dagegen können beispielsweise als Füllkörper preiswerte Inlandsholzarten, z.B. Buche, zur Herstellung von profilierten Leisten mit rundem oder prismatischem Querschnitt verwendet werden. Ein Verschnittsatz in der Holzdicke wird überflüssig.

Zweckmäßig ist es, nach den Merkmalen des Anspruches 3 auch noch dafür zu sorgen, daß die Zeit für das Abbinden des Klebers durch Druck- und Wärmezufuhr verkürzt wird, so daß eine wesent­ lich höhere Produktionsrate möglich wird.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich nach dem Anspruch 4 besonders vorteilhaft eine Durchlaufpresse mit angetriebenen Fördermitteln und mit mindestens einer Druck­ zone, durch welche die aufeinanderliegenden Holzlamellen mit Hilfe der Fördermittel hindurch bewegt werden. Als Fördermittel können vorteilhaft Rollenpaare vorgesehen werden, die an gegen­ überliegenden Seiten der aufeinanderliegenden Holzlamellen an­ greifen. Dabei kann nach den Merkmalen des Anspruches 6 vorge­ sehen werden, einer ersten Druckzone im Einlaufbereich eine Heizzone nachzuschalten, in der ein hochfrequentes Wechselfeld zur Erwärmung der Leimschichten zwischen den Holzlamellen vor­ gesehen ist.Dieser Heizzone kann vorteilhaft eine zweite Druck­ zone nachgeschaltet werden, die analog zur ersten Druckzone aufgebaut werden kann. Durch diese zweite Druckzone kann das Holz nach dem Abbinden noch eine Zeit unter Druck geführt wer­ den, bis der Dispersionskleber auch in der Temperatur herunter­ gekühlt ist.

Die Druckzone kann auf einer Seite durch federnd gelagerte Druckbalken begrenzt werden, welche nach den Merkmalen 8 und 9 auf der den Holzlamellen zugewandten Seite mit Kunststoff mit geringem Reibungskoeffizienten beschichtet sind. Die Ausgestal­ tung kann die Gleitreibung der in der Durchlaufpresse vorge­ schobenen Holzlamellen gering gehalten werden und es ist auch möglich, überschüssigen, abtropfenden Dispersionskleber schnell und einfach entfernen zu können.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen anhand von Ausführungsbei­ spielen der herstellbaren Produkte und anhand einer Ausfüh­ rungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfah­ rens dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 die schematische Darstellung einer ersten Möglichkeit der Ausbildung von leistenförmigen Füllkörpern, die jeweils in die Leimfugen eingelegt sind,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform von Füllkörpern mit doppeltrapezförmigem Querschnitt,

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform mit Füllkörpern mit quadratischem Querschnitt,

Fig. 4 eine vierte Ausführungsform von Füllkörpern mit einem mechanisch wirkenden Halteprofil in Kreuzform,

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel einer lamellierten Fenster­ holzkantel in der Form eines Blendrahmenprofiles, das nach der Erfindung hergestellt ist,

Fig. 6 ein Flügelrahmenprofil gemäß der Erfindung und

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Längsschnittes durch eine Durchlaufpresse zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und zur Herstellung von lamellierten Holzkanteln, wie sie in den Fig. 1 bis 6 gezeigt sind.

Die Fig. 1 zeigt eine aus drei Holzlamellen (1, 2, und 3) herge­ stellte Holzkantel im Querschnitt. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sind in die Holzkanteln (1, 2 bzw. 3) jeweils Nuten (4) mit halbkreisförmigem Querschnitt eingefräst worden, ehe die Holzlamellen (1, 2 und 3) aufeinandergelegt worden sind. Der Halbkreisquerschnitt der Nuten (4), die parallel zu den Längskanten (5) der Holzlamellen (1, 2 bzw. 3) verlaufen und die jeweils von diesen Längskanten auch den gleichen Abstand aufweisen, ist dem Durchmesser (D) von Füllkörpern (6) in der Form von Leisten mit kreisförmigem Querschnitt angepaßt, die beim Ausführungsbeispiel jeweils in die Nuten (4) passend eingelegt sind und so jeweils in den zugeordneten Leim­ fugen (7) liegen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden diese leistenförmigen Füllkörper (6) vor dem Einlegen in die Nuten (4) an ihren Außenflächen mit schnell abbindenden, reak­ tiven Klebstoffen versehen und die Leimfugen (7) werden in an sich bekannter Weise mit Dispersionsklebern (oder auch Konden­ sationsklebern) beschichtet. Es werden dann die Holzlamellen (1, 2 und 3) mit den dazwischenliegenden Füllkörpern (6) auf­ einandergesetzt und in eine geeignete Einrichtung gegeben, in der ein ausreichender Druck auf die drei aufeinandergefügen Holzlamellen (1, 2 und 3) ausgeübt wird. Dies kann, wie später noch erläutert werden wird, mit einer Durchlaufpresse gemäß Fig. 7 geschehen.

Für das Ausüben von Druck in den Leimfugen (7) haften die lei­ stenförmigen Füllkörper (6), die nach sehr kurzer Zeit sehr fest in ihren Nuten (4) sitzen. Sie bilden so Haltebrücken zwischen den aneinandergrenzenden Holzlamellen (1, 2 und 3) und widerstehen dem Quelldruck in der Leimfuge (7) so lange, bis der Dispersionskleber in der Leimfuge (7) abgebunden ist. Es ist daher nicht notwendig, auf die Holzlamellen (1, 2 und 3 ) über längere Zeit einen äußeren Druck auszuüben. Es reicht aus, den Druck nur kurzzeitig und so lange aufzubringen, bis die leistenförmigen Füllkörper (6) in ihren Nuten (4) haften.

Die Füllkörper (6) übernehmen dabei wegen ihres formschlüssigen Eingriffes in die Nuten (4) auch die Funktion einer paßgenauen Ausrichtung der Holzlamellen (1, 2 und 3) zueinander.

Die Fig. 2 zeigt, daß auch Verbindungsleisten (8) mit doppeltra­ pezförmigem Querschnitt vorgesehen werden können, die, ebenso wie die Füllkörper (6) als Haltebrücken zwischen den Holzlamel­ len (1, 2 und 3) wirken können, während der Dispersionskleber in den Fugen (7) abbindet. Die Leisten (8), die in entsprechend gestaltete Nuten (9) eingelegt werden, weisen eine größere Ver­ bindungsfläche zu den Holzlamellen (1, 2 und 3) auf. Sie kön­ nen, ebenso wie die Füllkörper (6), aus einem Holz hergestellt werden, das nicht dem der Holzlamellen (1, 2 und 3) entspricht. Beispielsweise können die Füllkörper (6) bzw. (8) aus Buche be­ stehen.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, sind beim Ausführungsbeispiel in der mittleren Holzlamelle (2) jeweils auf beiden Außenseiten die Nuten (4) bzw. (9) vorgesehen, um das beschriebene Zusam­ menfügen zu ermöglichen.

Die Fig. 3 und 4 zeigen andere Profilformen für die Füllkörper.

In Fig. 3 sind Holzleisten (10) mit quadratischem Querschnitt in die Leimfugen (7) zwischen den Holzlamellen (1, 2 und 3) einge­ legt, und zwar so, daß jeweils zwei Kanten der prismatischen Leiste (10) mit dem quadratischem Querschnitt in der Leimfuge (7) liegen.

Fig. 4 zeigt ein mechanisch wirkendes Halteprofil (11) in Kreuz­ form. Die etwa tannenbaumartig ausgebildeten Federprofile (11) bewirken, daß die Leimfuge (7) mit ausreichendem Preßdruck ver­ sehen wird und die Fügeteile (1, 2 und 3) in ausreichend dich­ tem Abstand bis zum Abbinden des Dispersionsklebers verbleiben.

Fig. 5 zeigt ein erfindungsgemäß hergestelltes Blendrahmenpro­ fil, bei dem die eingelegten Profilleisten (12) in den beiden Leimfugen (7) zwischen den Holzlamellen (13, 14, 15) nicht symmetrisch angeordnet sind.

Fig. 6 zeigt den Querschnitt eines erfindungsgemäß hergestellten Flügelrahmenprofiles, das aus den Holzlamellen (16, 17 und 18) besteht, wobei hier in die Leimfugen (7) Profilleisten (12) mit kreisrundem Querschnitt symmetrisch zu einer Längsmittelebene eingelegt sind.

Die Fig. 7 zeigt eine Durchlaufpresse (19) mit einem Maschinen­ gestell (20), das beispielsweise mit einer nicht näher gezeig­ ten Säulenführung versehen ist, die es ermöglicht, den oberen Teil (21) der Durchlaufpresse (19) gegenüber dem unteren Ma­ schinengestell (20) zu verfahren, so daß der Abstand der noch zu beschreibenden Vorschub- und Druckeinheiten in Abhängigkeit von der Dicke der in Richtung der Pfeile (22) durchgeführten Holzkanteln (23) eingestellt werden kann. Es ist schematisch er­ kennbar, daß diese Holzkanteln (23) beispielsweise aus den drei aufeinandergelegten Holzlamellen (1, 2 und 3) aufgebaut ist, wobei gemäß einer der Fig. 1 bis 4 jeweils in den Leimfugen Pro­ filleisten eingesetzt sind. Die Durchlaufpresse (19) besitzt in einer ersten Druckzone (I) zwei Rollenpaare (24, 25 und 26, 27). Die Rollen (24 und 26) sind dabei dem festen Maschinengestell (20) zugeordnet. Zwischen ihnen ist eine Abstützfläche (27) vorgesehen, die auf der der Holzkantel (23) zugewandten Seite mit einer Kunststoffauflage (28) versehen ist. Der Rolle (24) ist im Abstand der Dicke der Holzkantel (23) an dem Oberteil (21) eine Gegenrolle (25) zugeordnet. Die Rolle (27) ist ent­ sprechend der Rolle (26) zugeordnet und zwischen den Rollen (25 und 27) befindet sich ein unter dem Druck von Federn (29) gegen die Holzkantel (23) und gegen die Abstützfläche (37) gedrückter Druckbalken (30), der ebenfalls auf der der Holzkantel (23) zu­ gewandten Seite mit einer Kunststoffschicht (28) versehen ist. Die gegenüberliegenden Rollen (26 und 27) sind gegenläufig an­ getrieben und sorgen dafür, daß die von der rechten Seite in die Durchlaufpresse (19) eingeführte Holzkantel (23) im Sinn des Pfeiles (22) vorgeschoben wird, bis sie am anderen Ende der Durchlaufpresse erneut in eine Druckzone (III) einläuft, die analog zu der Druckzone (I) aufgebaut ist. Die jeweils entspre­ chend ausgebildeten Rollen (26′, 27′) sind ebenfalls angetrie­ ben. Der Druckbalken (30′) drückt analog gegen die Abstützflä­ che (37′) und das Rollenpaar (24′, 25′) sorgt dafür, daß die durchlaufende Holzkantel (23) geführt aus der Durchlaufpresse kommt.

Zwischen der Druckzone (I) und der Druckzone (III) ist eine Aufheizzone (II) vorgesehen, die beispielsweise mit Stab- oder Plattenelektroden (31) versehen sein kann, die ein hochfrequen­ tes Wechselfeld erzeugen können. Dies führt dazu, daß die durch die Heizzone (II) geführten Holzkanteln (23) beim Durchlaufen des hochfrequenten Wechselfeldes in ihren Leimfugen, d.h., dort wo die größte Feuchte vorhanden ist, kurzfristig erwärmt wer­ den, so daß der Leim zügig abbindet. In der Heizzone (II) sind die einzelnen Holzlamellen (1, 2 und 3) nach dem Durchlaufen der Druckzone (I) bereits fest zusammengepreßt und sie werden durch die hier bereits fest haftenden Profilleisten (6, 18, bzw. 11) auch zusammengehalten.

Weil die Druckzone (III) analog zur Druckzone (I) aufgebaut ist, kann die Durchlaufpresse (19) baukastenartig aufgebaut werden. Gleiche Elemente können zweimal eingesetzt werden. Die obere Baugruppe (21) kann, wie bereits erwähnt, ähnlich wie bei einer Vierseithobelmaschine in der Höhe verstellt werden, was automatisch geschehen kann. Es ist dadurch die Anpassung an verschiedene Dicken der Holzkanteln (23) möglich. Der Antrieb der Vorschubwalzen kann entweder über Kettenvorschub oder über einen Kardanantrieb erfolgen und sollte stufenlos einstellbar sein, damit die Parameter "Holzdicke, Holzart und Holzfeuchte" bei der Hochfrequenzerwärmung in der Heizzone (II) entsprechend berücksichtigt werden können. Die Druckzone (III) hat den Zweck, daß das Holz nach dem Abbinden noch eine Zeit unter Druck ge­ führt wird, bis der Dispersionskleber abgekühlt ist.

Anstelle der im Ausführungsbeispiel der Fig. 7 vorgesehenen Druckbalken (30, 30′), die durch Federn (29) angedrückt werden, könnten natürlich auch Druckbalken vorgesehen werden, die hy­ draulisch oder pneumatisch gegen die Holzkanteln (23) gedrückt werden. Die dabei jeweils auf der den Holzkanteln (23) zugeord­ neten Seite vorgesehenen Kunststoffschichten (28) sorgen dabei dafür, daß die Reibungskräfte zwischen den feststehenden Druck­ backen und der durchgeführten Holzkantel (23) so klein als mög­ lich bleiben. Die Kunststoffschicht (28) kann auch dazu ausge­ nützt werden, daß beim Druckvorgang etwa seitlich aus den Leim­ fugen (7) austretender Dispersionskleber leicht und schnell (Hydrophobierung der Gleitflächen) entfernt werden kann.

Als reaktive Kleber für die Außenflächen der Füllkörper können z.B. auch reaktive Kondensationskleber vorgesehen werden. Aus Gründen der besseren Zerspanbarkeit bei der nachträglichen Formgebung der Holzkanteln (23) sollte in den übrigen Klebfugen (7) ein Dispersionskleber nach DIN 68 602, Güteklasse B4, ver­ wendet werden, damit der Standweg der Werkzeugschneiden des Profilsfräsers besonders hoch bleibt.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung von lamellierten Holzstäben, insbesondere von Fensterholzkanteln, bei dem mehrere Holzlamel­ len zunächst beleimt und aufeinandergelegt werden, wonach der in den Zwischenfugen eingebrachte Leim unter Druck zum Abbinden gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß an den die Zwischen­ fugen (7) begrenzenden Seiten der Holzlamellen (1, 2, 3) parallel zu deren Längskanten (5) verlaufende Nuten (4, 9) vorgesehen werden, in die leistenförmige und an ihren Außenflächen mit schnell abbindenden, reaktiven Klebstoffen und/oder mechani­ schen Verzahnungen versehene Füllkörper (6, 8, 10, 11) eingelegt werden, die sich fest mit benachbarten Holzlamellen verbinden und den Preßdruck für das Abbinden des Leimes aufbringen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllkörper als Leisten (6, 18, 11) mit rundem oder prisma­ tischem Querschnitt ausgebildet sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit für das Abbinden des Klebers durch Druck- und Wärmezu­ fuhr verkürzt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Durchlaufpres­ se (19) mit angetriebenen Fördermitteln (26, 27) und mit minde­ stens einer Druckzone (I), durch welche die aufeinanderliegen­ den Holzlamellen (1, 2, 3) mit Hilfe der Fördermittel hindurch­ bewegt werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Fördermittel Rollenpaare (26, 27, 26′, 27′) vorgesehen sind, die an gegenüberliegenden Seiten der durch die Holzlamel­ len gebildeten Holzkantel (23) angreifen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß einer ersten Druckzone (I) im Einlaufbereich eine Heizzone (II) nachgeschaltet ist, in der ein hochfrequentes Wechselfeld zur Erwärmung der Leimschichten zwischen den Holzlamellen (1, 2, 3) erzeugbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizzone (II) eine zweite Druckzone (III) nachgeschal­ tet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckzone (I) bzw. (III) auf einer Seite durch federnd gelagerte Druckbalken (30, 30′) begrenzt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbalken (30, 30′) und ihre Gegendruckflächen (37, 37′) auf der der Holzkantel (23) zugewandten Seite mit einer Kunststoffschicht (28) aus einem Kunststoff mit geringem Rei­ bungskoeffizienten versehen sind.