EP1390181A1 - Profil aus holz und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Profil aus holz und verfahren zu seiner herstellung

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EP1390181A1
EP1390181A1 EP02745122A EP02745122A EP1390181A1 EP 1390181 A1 EP1390181 A1 EP 1390181A1 EP 02745122 A EP02745122 A EP 02745122A EP 02745122 A EP02745122 A EP 02745122A EP 1390181 A1 EP1390181 A1 EP 1390181A1
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EP
European Patent Office
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wood
plate
wooden
board
Prior art date
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EP02745122A
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English (en)
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EP1390181B1 (de
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Peer Haller
Jörg WEHSENER
Sonja Ziegler
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Technische Universitaet Dresden
Original Assignee
Technische Universitaet Dresden
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Publication date
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    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27M—WORKING OF WOOD NOT PROVIDED FOR IN SUBCLASSES B27B - B27L; MANUFACTURE OF SPECIFIC WOODEN ARTICLES
    • B27M3/00—Manufacture or reconditioning of specific semi-finished or finished articles
    • B27M3/0013—Manufacture or reconditioning of specific semi-finished or finished articles of composite or compound articles
    • B27M3/0026—Manufacture or reconditioning of specific semi-finished or finished articles of composite or compound articles characterised by oblong elements connected laterally
    • B27M3/0053—Manufacture or reconditioning of specific semi-finished or finished articles of composite or compound articles characterised by oblong elements connected laterally using glue
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27H—BENDING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; COOPERAGE; MAKING WHEELS FROM WOOD OR SIMILAR MATERIAL
    • B27H1/00—Bending wood stock, e.g. boards
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27M—WORKING OF WOOD NOT PROVIDED FOR IN SUBCLASSES B27B - B27L; MANUFACTURE OF SPECIFIC WOODEN ARTICLES
    • B27M1/00—Working of wood not provided for in subclasses B27B - B27L, e.g. by stretching
    • B27M1/02—Working of wood not provided for in subclasses B27B - B27L, e.g. by stretching by compressing

Definitions

  • the invention relates to a profile made of round or sawn timber and a method for its production.
  • the profiles can be made from all sorts of softwood and hardwood, including inferior softwoods (side goods, weak logs, knotty woods), which occur in large quantities in forestry.
  • Wooden cross sections are not very suitable for material-saving constructions. Economical cross-sectional shapes with a pronounced load-bearing capacity such as box or I-profiles are only used in timber construction in cases of high loads. Their manual production is complex and takes place by assembling individual cross-sections from sawn timber or wooden materials. In addition to glue, pin-shaped connecting means are often used, but this leads to a loss of rigidity of the structure.
  • the use of curved cross-sectional shapes is mostly limited to round full cross-sections. Since the use of debarked logs is limited, cutting and cutting processing techniques are used for the production of logs or hollow profiles. In the case of larger dimensions, curved cross-sectional shapes or hollow bodies can currently only be produced at great expense by joining squared timbers.
  • Wood is a porous, inhomogeneous material. It contains cavities arranged in different ways. These cavities are contained in the cells or are enclosed by cells.
  • the lignin is plasticized in a thermo-hygric way so that the cell walls can be folded under pressure and the cavities reduced.
  • the thermal change in wood components starts below 100 ° C and leads to the decomposition of hemicellulose from 200 ° C. Those caused by the warming Phase changes (solid / liquid) take place for the individual components at different temperatures.
  • a method and a device for compacting wood is known from patent specification No. 601162, the wood being pressed together on several sides approximately perpendicular to the direction of the fibers and, if necessary, subjected to a heat treatment or impregnation in the pressed state.
  • the compression is carried out by pressing twice in succession, so that the compression is more uniform and complete than with previously known solutions.
  • the state of the art also includes synthetic resin pressed timbers and insulating solid timbers according to DIN 7707.
  • the mechanical properties, the dimensional stability and the durability as well as the resistance to animal and vegetable pests can be specifically changed or improved by varying the process with regard to pressure, wood moisture, temperature and time.
  • plasticizing methods for example treatment with superheated steam, steam treatment
  • water-repellent impregnants which maintain the coating effect by reducing the moisture absorption due to the hydrophobization of the inherently hydrophilic wood surface.
  • An example of this is the pressed solid wood known as Calignum, which is optionally impregnated before pressing and therefore does not swell when stored in moisture and thus remains dimensionally stable. It has been found that temperatures between 100 ° C and 200 ° C and pressures of 5 to 30 MPa are generally suitable for the pressing process, but have different effects on the dimensional stability. It should be noted that the moisture contained in the wood must be limited in spite of positive effects on the formability in order to minimize the risk of a steam explosion and the associated destruction of the cell structure. The compression of fresh forest wood therefore requires a coordinated heating and drying phase.
  • the object of the invention is to produce profiles from wood by deforming wood without substantially destroying the wood structure.
  • the object is achieved in that the profile is bent from a wooden plate, the bends run around one or more axes and the projections of the axes onto the plate essentially coincide with the direction of their fibers.
  • such a profile is produced in that the woods are placed next to one another and connected to form a plate, at least part of the width of the plate over the the entire length of the board is compressed in the plane of the board and transversely to the wood fiber and the board is deformed into a profile by bending at least some of the compressed width parts.
  • the profiles have a considerably higher load capacity than solid wood cross-sections with the same wood volume.
  • the raw material wood is used to the maximum.
  • the board can be composed of boards or construction timber, which are connected to each other on their narrow sides.
  • the boards or structural timber can also be connected with their broad sides.
  • the examples show how, for this purpose and with the intention of making better use of wood, round logs can be compacted on one or both sides and parts of them can be joined to form a particularly durable panel.
  • a board or a plate can be additionally compacted in the direction of the main surface prior to the deformation and, as is known, thereby increasing its density and hardness.
  • the maximum possible bending radius during shaping depends primarily on the degree of compaction and the plate thickness.
  • the wood or the plate are made flexible or plastified using known thermo-hygric agents and / or chemicals.
  • Impregnation of the wood with fungicides, fire retardants or resins can be easily classified into the technological process.
  • a further advantageous embodiment results if a veneer or a technical textile is applied to the profile on one or both sides after the shaping. This allows the product to be visually upgraded, protected or reinforced.
  • Figure 8 is a schematic representation to illustrate the change in the cell geometry.
  • Steps a) to c) each show a cross-section: a) the cross-section through a construction timber, b) through a panel and c) a profile cross-section.
  • the longitudinal expansion of the construction wood, the plate and the profile are each parallel to the longitudinal direction of the wood.
  • Several construction timbers become one in step b) Panel arranged
  • the two shaded construction timber were previously compacted in step a) in the direction of the arrow, ie across the grain of the wood and parallel to the panel plane.
  • the wood is first heated until a temperature of 130 - 160 ° C is reached It can be done in a press or by microwave heating.
  • the wood is then compressed at pressures of 5 to 30 MPa
  • the degree of compaction of the wood compressed in the transverse direction is freely selectable between 1 and 3, depending on the desired deformation.
  • the wood is kept in the mold and cooled to below 70 ° C in order to bring the wood components and bonds back into their solid state expediently takes place outside the shaping device while maintaining the shape obtained
  • the compacted structural timber is alternately strung together in the panel with non-compacted structural timber and glued together on the narrow sides.
  • the panels can be tailored as an intermediate product with regard to the cross-sectional requirements for the profile
  • the plate is brought to a temperature between 70 and 200 ° C and a moisture content between 6% and fiber saturation and formed into a U-profile m shaping device.
  • the shaping is carried out by stretching the compressed sections in the semi-finished products, the outer layers are particularly stretched
  • the construction members are arranged with their broad sides in the plate and are connected to one another. All construction members are compressed. In this embodiment, this is achieved by the plate m specified arrow direction, that is compressed parallel to the plate and transverse to the grain.
  • a plate is preferably suitable for the production of a tube. The deformation can immediately follow the compression of the panel, which means that the wood does not have to be heated again.
  • a debarked log is assumed a).
  • the log is first compressed in step b) across the grain.
  • the semi-finished product is cut separately from the core c). This gives you two semi-finished products.
  • the compressed semi-finished products are now glued to form a plate in such a way that, according to the illustration, all semi-finished products have the highest degree of compaction on the top of the plate and the lowest degree of compression on the underside.
  • the high compression on the top of the plate is largely reversed, whereas the underside undergoes only a slight change in density.
  • Such compacted plates can preferably be formed into columns.
  • a debarked log a) is also assumed.
  • the log is compacted in step b) in two directions, which are orthogonal to each other and transverse to the grain.
  • the compacted wood is separated into eight triangular parts by two central and two diagonal cuts.
  • the parts are then placed in a plate as seen in c). Care is taken to ensure that the main compaction directions of the parts are parallel to the plate plane.
  • a wave-shaped profile is formed from this plate.
  • FIG. 5 shows a number of possible profiles. Open or closed hollow profiles with oval to circular cross sections as well as triangular or rectangular cross sections with rounded corners can be produced. Wavy profiles with a small or large radius of curvature can also be produced. A conical profile is also shown. In this case, the bending radius increases with the course of the Longitudinal axis too. Starting with the upper cross-section with the smallest diameter, the cells on the inside are stretched increasingly. A truncated cone made according to this principle is shown in FIG. 6.
  • Fig. 7 the bending radius also changes depending on the profile axis. In the middle, the cells on the inside are stretched more than near the front. In this way, a barrel can be made.
  • the partial picture a) shows the undensified cell structure. After compression, the cavities are greatly reduced as shown in sub-picture b). It is possible to compact the wood to a degree of compaction of up to 3. In the case of a shaping for producing a cylindrical hollow profile, the upper region is stretched until the original cell structure is reached in accordance with the representation of partial image c). The lower area remains compacted.

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Profil aus Rund- oder Schnittholz und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Die Profile können prinzipiell aus allen Nadel- und Laubholzarten hergestellt werden, darunter aus minderwertigen Nadelhölzern (Seitenware, schwache, Rundhölzer), welche in der Forstwirtschaft in grossen Mengen anfallen. Die Profile haben gegenüber Vollholzquerschnitten bei gleichem Holzvolumen eine erheblich grössere Tragfähigkeit. Der Rohstoff-Holz wird maximal genutzt.

Description

Profil aus Holz und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft ein Profil aus Rund- oder Schnittholz und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Die Profile können prinzipiell aus allen Nadel- und Laubholzarten hergestellt werden, darunter aus minderwertigen Nadelhölzern (Seitenware, schwache Rundhölzer, astige Hölzer), welche in der Forstwirtschaft in großen Mengen anfallen.
Holzquerschnitte sind für materialsparende Konstruktionen wenig geeignet. Wirtschaftliche Querschnittsformen mit ausgeprägter Tragfähigkeit wie Kasten- oder I-Profϊle werden im Holzbau nur in Fällen hoher Beanspruchungen eingesetzt. Ihre handwerkliche Herstellung ist aufwendig und erfolgt durch Zusammenf gen von Einzelquerschnitten aus Schnittholz oder Holzwerkstoffen. Neben Leim werden häufig stiftförmige Verbindungsmittel eingesetzt, die jedoch zu Steifigkeitsverlusten der Struktur fuhren. Die Verwendung von gekrümmten Querschnittsformen beschränkt sich zumeist auf runde Vollquerschnitte. Da der Einsatz entrindeter Stammhölzer begrenzt ist, werden für die Herstellung von Rundhölzern oder Hohlprofϊlen spanende und trennende Bearbeitungstechniken eingesetzt. Bei größeren Abmessungen lassen sich gekrümmte Querschnittsformen oder Hohlkörper gegenwärtig nur unter hohem Kostenaufwand durch das Zusammenfugen von Kanthölzern fertigen.
Holz ist ein poröser, inhomogener Werkstoff. Es enthält verschiedenartig angeordnete Hohlräume. Diese Hohlräume sind in den Zellen enthalten oder werden von Zellen umschlossen. Auf thermo-hygrischem Wege wird das Lignin plastifiziert, so dass die Zellwände unter Druck zusammengefaltet und die Hohlräume verringert werden können.
Die thermische Veränderung von Holzbestandteilen beginnt schon unter 100 °C und fuhrt ab 200 °C zur Zersetzung der Hemizellulose. Die durch das Erwärmen hervorgerufenen Phasenveränderungen (fest/flüssig) finden bei den einzelnen Bestandteilen bei unterschiedlichen Temperaturen statt.
Aus der Patentschrift Nr. 601162 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verdichten von Holz bekannt, wobei das Holz etwa senkrecht zur Faserrichtung mehrseitig zusammengepresst und im gepressten Zustand gegebenenfalls einer Wärmebehandlung bzw. einer Imprägnierung unterzogen wird. Das Verdichten erfolgt durch ein zweifach aufeinanderfolgendes Pressen, so dass die Verdichtung gleichmäßiger und vollkommener ausfallt als bei zuvor bekannten Lösungen.
Aus der Patentschrift Nr. 636413 ist es zur Herstellung von Holzformteilen bekannt, mit Kunstharz getränkte Holzstücke in einer beheizten Form längs der Faserrichtung zu verdichten.
Holz in Faserlängsrichtung zu verdichten und danach um eine Achse, die etwa senkrecht zur Faserlängsrichtung liegt, zu biegen, ist seit langem bekannt, z. B. DE 318 197. In der Möbelindustrie dient dieses Verfahren dazu, die Biegsamkeit von Umleimfurnieren für Möbelplatten u.a. zu erhöhen. Bei Stauchbiegeholκ aus gesundem Laubholz sind Verformungszahlen mit einem Verhältnis von Dicke zu Krümmungsradius t/r bis 0,25 möglich.
Mit speziellen Formpressen, Biegemaschinen oder Walzen können Furniere und Sperrholz mit sehr dünnen Schälfurnieren weicher Holzarten flächenhaft und doppelt gekrümmt verformt werden.
Darüber hinaus ist ein Verfahren zur Verdichtung von Furnieren durch äußeren Druck zu Pressvollholz - sogenanntes Lignostone - bekannt. Mit diesem Produkt werden maximale Dichten von 1460 kg/m3 erreicht. Durch die Steigerung der Rohdichte werden die mechanischen Eigenschaften hinsichtlich Härte und Festigkeit wesentlich verbessert. Die gepressten Rotbuchenfurniere weisen Zug- und Biegefestigkeiten in der Größenordnung von Stahl auf.
Zum Stand der Technik gehören auch Kunstharz-Presshölzer und Isolier- Vollhölzer nach DIN 7707.
Durch die Variation des Verfahrens hinsichtlich Pressdruck, Holzfeuchte, Temperatur und Zeit können die mechanischen Eigenschaften, die Dimensionsstabilität und die Dauerhaftigkeit sowie die Resistenz gegen tierische und pflanzliche Schädlinge gezielt verändert bzw. verbessert werden.
Aus der DE 197 43 703 AI ist ein Verfahren zum Formen von Holz durch hydrostatisches Pressen bekannt. Nach dem Verfahren wird Primärholz mit einem Wassergehalt von 10 bis 80 Gew.-% in einen erweichten Zustand überfuhrt, das erweichte Holz zum Formen dem hydrostatischen Druck einer Druckflüssigkeit ausgesetzt und der gepresste Zustand des Holzes durch eine Behandlung fixiert. Man erhält ein verdichtetes Holz mit verbessertem Aussehen und verbesserten Materialeigenschaften gegenüber dem Primärholz ohne dabei eine Form zu benutzen.
Darüber hinaus sind eine Vielzahl von Plastifϊzierungsmethoden (z.B. Behandlung mit Heißdampf, Wasserdampfbehandlung) bekannt, die die Formbarkeit erhöhen und wasserabweisende Tränkmittel enthalten, welche den Vergütungseffekt durch Reduzierung der Feuchtigkeitsaufiiahme infolge der Hydrophobierung der an sich hydrophilen Holzoberfläche dauerhaft erhalten. Ein Beispiel dafür ist das unter dem Namen Calignum bekannte Pressvollholz, dass vor dem Pressen wahlweise imprägniert wird und infolge dessen bei Feuchtelagerung nicht quillt und somit dimensionsstabil bleibt. Es hat sich herausgestellt, dass Temperaturen zwischen 100 °C und 200 °C und Pressdrücke von 5 bis 30 MPa für den Pressvorgang generell geeignet sind, sich aber unterschiedlich auf die Formstabilität auswirken. Zu beachten ist, dass die im Holz enthaltene Feuchtigkeit trotz positiver Auswirkungen auf die Formbarkeit begrenzt werden muss, um das Risiko einer Dampfexplosion und die damit verbundene Zerstörung der Zellstruktur zu minimieren. Die Verdichtung waldfrischen Holzes setzt daher eine abgestimmte Erwärmungs- und Austrocknungsphase voraus.
Es ist ferner bekannt, dass der sogenannte „Memory-Effekt" von Pressholz, sich in feuchtem Milieu rückzuverformen, durch gezielte Prozesssteuerung, wie Dampfbehandlung und Rückkühlung, eliminiert werden kann.
Aus der WO 94/20273 AI ist ein Verfahren zur Herstellung von gepresstem Holz aus Rundhölzern bekannt. Dabei wird das Rundholz in einer Formgebungseinrichtung quer zur Faserrichtung zu Kanthölzern verpresst und danach auf eine Temperatur von über 100 °C erhitzt, um das Holz plastifizierbar zu machen. Anschließend wird auf eine Temperatur unterhalb der Plastifizierungstemperatur abgekühlt, so dass die erhaltene Form beibehalten wird. Die so erhaltenen Kanthölzer können zu Schichtholz oder Platten verleimt werden. Durch das Verfahren werden Bauteile aus einem widerstandsfähigen und harten Holz gewonnen.
Aufgabe der Erfindung ist es, Profile aus Holz durch Verformung von Hölzern ohne wesentliche Zerstörung der Holzstruktur herzustellen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Profil aus einer Holzplatte gebogen ist, die Biegungen um eine oder mehrere Achsen verlaufen und die Projektionen der Achsen auf die Platte im wesentlichen mit deren Faserrichtung zusammenfallen. Erfindungsgemäß wird ein solches Profil dadurch hergestellt, dass die Hölzer nebeneinander gelegt und zu einer Platte verbunden werden, wenigstens ein Breitenteil der Platte über die gesamte Plattenlänge in der Plattenebene und quer zur Holzfaser verdichtet wird und die Platte durch Biegen wenigstens eines Teils der verdichteten Breitenteile zu einem Profil verformt wird.
Vorteilhafte Varianten von Profil und Verfahren sind Gegenstand von abhängigen Unteransprüchen.
Die Profile haben gegenüber Vollholzquerschnitten bei gleichem Holzvolumen eine erheblich größere Tragfähigkeit. Der Rohstoff Holz wird maximal genutzt.
Die Platte kann aus Brettern bzw. Konstruktionshölzern zusammengesetzt werden, die an ihren Schmalseiten miteinander verbunden sind. Für besonders hohe Festigkeitsanforderungen im Holzbau Können die Bretter bzw. Konstruktionshölzer auch mit ihren Breitseiten miteinander verbunden werden. In den Beispielen wird gezeigt, wie zu diesem Zweck und mit der Absicht, das Holz besser zu nutzen, Rundhölzer ein- oder zweiseitig verdichtet und Teile von ihnen zu einer besonders haltbaren Platte verbunden werden können.
Wie in den Unteransprüchen, Beispielen und Figuren näher gezeigt, können offene, geschlossene, wellenförmige Profile oder solche mit gekrümmter Mantellinie hergestellt werden. Selbstverständlich kann die Formenvielfalt durch Kombination dieser Profile untereinander oder zusammen mit nicht verformten Hölzern weiter erhöht werden.
In einer vorzugsweisen Ausführung kann ein Brett bzw. eine Platte vor der Verformung zusätzlich in Richtung auf die Hauptfläche verdichtet und hierdurch wie bekannt deren Dichte und Härte erhöht werden. Der maximal mögliche Biegeradius bei der Formgebung ist primär von dem Verdichtungsgrad und der Plattendicke abhängig.
Zur Vorbereitung auf das Verdichten oder/und Biegen werden die Hölzer bzw. die Platte mit bekannten thermohygrischen Mitteln oder/und Chemikalien biegsam gemacht bzw. plastifϊziert.
In den technologischen Prozess kann in einfacher Weise ein Imprägnieren der Hölzer mit Fungiziden, Brandhemmern oder Harzen eingeordnet werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich, wenn auf das Profil nach der Formgebung ein Furnier oder ein technisches Textil ein- oder beidseitig aufgebracht wird. Damit lässt sich das Produkt optisch aufwerten, schützen oder verstärken.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
die Figuren 1-4 verschiedene erfindungsgemäße Ausführungen zur Veranschaulichung des
Verfahrens, die Figuren 3-7 verschiedene erfindungsgemäße Profile, die Fig. 8 eine schematisierte Darstellung zur Veranschaulichung der Veränderung in der Zellgeometrie.
In Fig. 1 ist das erfindungsgemäße Verfahren in Schritten dargestellt. Die Schritte a) bis c) zeigen dabei jeweils einen Querschnitt: a) den Querschnitt durch ein Konstruktionsholz, b) den durch eine Platte und c) einen Profilquerschnitt. Die Längsaus dehnungen des Konstruktionsholzes, der Platte und des Profils liegen jeweils parallel zur Faserlängsrichtung des Holzes. Mehrere Konstruktionshölzer werden im Schritt b) zu einer Platte angeordnet Die schattiert dargestellten zwei Konstruktionsholzer wurden zuvor im Schritt a) m Pfeilrichtung, d h quer zur Faserlangsπchtung des Holzes und parallel zur Plattenebene verdichtet Dazu wird das Holz zuerst erwärmt, bis eme Presstemperatur von 130 - 160 °C erreicht ist Dies kann durch Kontakterwarmung in emer Presse oder aber durch Mikrowellenerwarmung geschehen Danach wird das Holz bei Drucken von 5 bis 30 MPa verdichtet
Der Verdichtungsgrad des in Querrichtung verdichteten Holzes ist je nach angestrebter Verformung zwischen 1 und 3 frei wahlbar Nach dem Verdichten wird das Holz in der Form gehalten und auf unter 70°C abgekühlt, um die Holzbestandteile und Bindungen wieder in emen festen Zustand zu überfuhren Die Abkühlung erfolgt zweckmäßig außerhalb der Formgebungseinπchtung unter Beibehaltung der gewonnenen Form
Die verdichteten Konstruktionsholzer sind in der Platte abwechselnd mit unverdichteten Konstruktionsholzern aneinandergereiht und an den Schmalseiten miteinander verleimt Entsprechend der Kombination von verdichteten und unverdichteten Halbzeugen lassen sich die Platten als Zwischenprodukt hinsichtlich der Querschnittsanforderungen an das Profil maßschneidern
Zur weiteren Durchführung des Verfahrens wird die Platte auf eine Temperatur zwischen 70 und 200 °C und einen Feuchtegehalt zwischen 6 % und Fasersattigung gebracht und zu einem U-Profil m emer Formgebungseinrichtung geformt Die Formgebung erfolgt unter Dehnung der verdichteten Abschnitte in den Halbzeugen, wobei die aussen liegenden Schichten besonders stark gedehnt werden
Bei der in Fig 2 dargestellten zweiten Ausfuhrung sind die Konstruktionsholzer mit ihren Breitseiten in der Platte angeordnet und miteinander verbunden Alle Konstruktionsholzer sind verdichtet In dieser Ausfuhrung ist das dadurch realisiert, dass die Platte m der angegebenen Pfeilrichtung, also parallel zur Platte und quer zur Faserrichtung verdichtet ist. Eine solche Platte eignet sich vorzugsweise zur Herstellung eines Rohres. An die Verdichtung der Platte kann sich sofort die Verformung anschließen, wodurch eine nochmalige Erwärmung des Holzes entfallen kann.
In der Ausführung nach Fig. 3 wird von einem entrindeten Rundholz ausgegangen a). Das Rundholz wird zunächst im Schritt b) quer zur Faserrichtung verdichtet. Nach der Verdichtung wird das Halbzeug kerngetrennt geschnitten c). Damit erhält man zwei Halbzeuge. Die verdichteten Halbzeuge werden nun zu einer Platte in der Weise verleimt d), dass entsprechend der Darstellung an der Oberseite der Platte alle Halbzeuge den höchsten und an der Unterseite den niedrigsten Verdichtungsgrad aufweisen. Bei der Formgebung wird die hohe Verdichtung an der Oberseite der Platte weitgehend rückgängig gemacht, während hingegen die Unterseite nur eine geringe Änderung der Dichte erfährt. Derartig verdichtete Platten lassen sich vorzugsweise zu Säulen umformen.
In der Ausführung nach Fig. 4 wird ebenfalls von einem entrindeten Rundholz a) ausgegangen. Das Rundholz wird im Schritt b) in zwei Richtungen, die orthogonal zueinander und quer zur Faserrichtung liegen verdichtet. Danach wird das verdichtete Holz durch zwei Mitten- und zwei Diagonalschnitte in acht dreieckförmige Teile getrennt. Die Teile werden dann, wie in c) zu sehen, in einer Platte angeordnet. Es wird darauf geachtet, dass die Hauptverdichtungsrichtungen der Teile parallel zur Plattenebene liegen. Aus dieser Platte ist im Beispiel ein wellenförmiges Profil geformt.
In der Fig. 5 wird eine Anzahl von möglichen Profilen gezeigt. Herstellbar sind offene oder geschlossene Hohlprofile mit oval bis kreisförmigen Querschnitten sowie dreieckigen oder rechteckigen Querschnitten mit abgerundeten Ecken. Herstellen lassen sich auch wellenförmige Profile mit einem kleinen oder großen Krümmungsradius. Gezeigt ist auch ein kegelförmiges Profil. In diesem Fall nimmt der Biegeradius mit dem Verlauf der Längsachse zu. Beginnend bei dem oberen Querschnitt mit dem kleinsten Durchmesser werden die an der Innenseite Hegenden Zellen zunehmend stärker gedehnt. Ein nach diesem Prinzip gefertigter Kegelstumpf ist in Fig. 6 dargestellt.
In Fig. 7 ändert sich der Biegeradius ebenfalls in Abhängigkeit von der Profϊlachse. In der Mitte sind die an der Innenseite liegenden Zellen stärker gedehnt als in der Nähe der Stirnseiten. Auf diese Weise kann ein Fass hergestellt werden.
Fig. 8 enthält Abbildungen mit schematisiert dargestellter Zellstruktur des Holzes. Das Teilbild a) zeigt die unverdichtete Zellstruktur. Nach der Verdichtung sind die Hohlräume gemäß der Darstellung des Teilbildes b) stark reduziert. Eine Verdichtung des Holzes auf einen Verdichtungsgrad bis 3 ist dabei möglich. Bei einer Formgebung zur Herstellung eines zylindrischen Hohlprofils wird gemäß der Darstellung des Teilbildes c) der obere Bereich bis zur Erceichung der ursprünglichen Zellstruktur gedehnt. Der untere Bereich bleibt verdichtet.

Claims

Patentansprüche
1. Profil aus Rund- oder Schnittholz, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil aus einer Holzplatte gebogen ist, die Biegungen um eine oder mehrere Achsen verlaufen und die Projektionen der Achsen auf die Platte im wesentlichen mit deren Faserrichtung zusammenfallen.
2. Profil aus Holz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzplatte aus etwa parallel zueinander angeordneten Rund- oder Schnitthölzern zusammengefügt ist.
3. Profil aus Holz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzplatte aus Brettern oder Konstruktionshölzern besteht, deren Breitseiten miteinander verbunden sind.
4. Profil aus Holz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzplatte aus Brettern oder Konstruktionshölzern besteht, deren Schmalseiten miteinander verbunden sind.
5. Profil aus Holz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzplatte aus einem Brett besteht.
6. Profil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Hölzer im Profil keilgezinkt miteinander verbunden ist.
7. Profil aus Holz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es am Mantel einseitig offen ist, z. B. ein Profil mit einem winkel- oder U-förmigen Querschnitt.
8. Profil aus Holz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es am Mantelumfang geschlossen ist, z. B. ein Profil mit einem Kreis-, Ellipsen-, dreieckigen, quadratischen oder rechteckigen Querschnitt.
9. Profil aus Holz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es entgegengesetzte Biegungen aufweist, z. B. ein Profil mit einem wellenförmigen Querschnitt.
10. Profil aus Holz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegeradien entlang einer Biegeachse unterschiedlich groß sind, z. B. ein Profil, dessen Mantellinie parallel zur Profilachse kegelig, tonnenförmig oder ähnlich gekrümmt ist.
11. Profil aus Holz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse des Profils und der Faserverlauf zueinander windschief sind.
12. Verfahren zur Herstellung von Profilen aus Rund- oder Schnittholz, dadurch gekennzeichnet, dass die Hölzer nebeneinander gelegt und zu einer Platte verbunden werden, wenigstens ein Breitenteil der Platte über die gesamte Plattenlänge in der Plattenebene und quer zur Holzfaser verdichtet wird und die Platte durch Biegen wenigstens eines Teils der verdichteten Breitenteile zu einem Profil verformt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte aus verdichtetem und unverdichtetem Rund- oder Schnittholz gebildet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte zusätzlich in Richtung auf die Plattenebene verdichtet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Rundhölzer in einer Richtung verdichtet, zur Verdichtungs- und Faserrichtung geteilt und die Hälften nebeneinander so m der Platte angeordnet und verbunden werden, dass die Teilungsflachen der Rundholzhalften zu einer Seite der Platte liegen
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Rundholzer in zwei orthogonal zueinander liegenden Richtungen verdichtet, durch Kreuz- und Diagonalschnitte in acht im Querschnitt dreieckformige Teile getrennt und die Teile so in der Platte angeordnet und verbunden werden, dass eine der Hauptverdichtungsrichtungen in der Plattenebene hegt
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil nach der Formgebung ein- oder beidseitig mit einem Furnier oder einem technischen Textil beschichtet wird
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzer oder die Platte vor oder nach der Formgebung mit fungiziden oder/und brandhemmenden Mittel oder/und Harzen imprägniert werden
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Holz bzw die Platte vor dem Verdichten und/oder Biegen thermohygπsch oder mittels Chemikalien biegsam gemacht bzw plastizrfiert werden
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Form des Profils nach der Formgebung dauerhaft fixiert wird
EP02745122A 2001-05-30 2002-05-30 Profil aus holz und verfahren zu seiner herstellung Expired - Lifetime EP1390181B1 (de)

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