CH627121A5

CH627121A5 -

Info

Publication number: CH627121A5
Application number: CH342978A
Authority: CH
Inventors: Thorwald Kipp
Original assignee: Weserhuette Ag Eisenwerk
Priority date: 1977-03-30
Filing date: 1978-03-30
Publication date: 1981-12-31
Also published as: FI63883C; FI780961A; FR2385507B1; FR2385507A1; BR7801936A; AT380654B; CA1068197A; SE7803441L; ATA160478A; SE426560B; US4206793A; FI63883B; GB1568335A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbessern der Tränkfähigkeit von Holz, bei dem in die Randzonen des Holzes vor dem nachfolgenden Tränkvorgang mit im wesentlichen senkrecht zur Holzoberfläche geführten massiven, runden Nadeln Tränköffnungen zerspanungsfrei eingestochen werden.

Es ist bekannt, die Tränköffnungen vermittels massiver oder hohler Nadeln oder Bohrer in entsprechender Verteilung zu erzeugen und während oder unmittelbar nach dem Herausziehen dieser Nadeln oder Bohrer durch die so entstandenen Löcher im Holz das Tränkmittel unter Druck zuzuführen, wobei die Führungskörper für die Nadeln oder Bohrer derart stark an das Holz angepresst sind, dass ein seitliches Austreten des Tränkmittels zwischen Führungskörper und Holz vermieden wird.

Diese sogenannten Impfstichverfahren schliessen grundsätzlich den Tränkvorgang mit ein. Sie benötigen für die Zuführung des Tränkmittels zu den einzelnen Nadeln einen hohen apparativen Aufwand und für das Eintreiben der Nadeln einen erheblichen Kraftaufwand, der insbesondere bei den im Durchmesser grösseren Hohlnadeln beachtlich gross ist. Deshalb ist vorgeschlagen worden, die Hohlnadeln beim Eintreiben in das Holz zu rotieren, doch werden dadurch die Holzfasern zerspant und die Festigkeit des Holzes entscheidend geschwächt.

Demgegenüber betrifft die Erfindung ein solches Verfahren zum Erzeugen von Tränköffnungen, die zerspanungsfrei arbeitet bzw. arbeiten soll und den Vorteil hat, von dem nachfolgenden Tränkvorgang unabhängig zu sein, so dass dieser wahlweise mit den entsprechenden Investitionen nach bekannten industriellen Methoden oder aber auch mit handwerklichen Mitteln wie Streichen, Sprühen, Tauchen od. dgl. durchgeführt werden kann.

Solche Verfahren sind als sogenannte Incising-Verfahren bekannt. Die Tränköffnungen werden durch Einstechen massiver Nadeln erzeugt, die entweder einen runden Querschnitt haben oder in Richtung der Holzfasern messer- oder meissel-artig zugeschliffen sind, so dass für den letzteren Nadeltyp der Begriff «Messer» gebräuchlich geworden ist.

Das Incising-Verfahren mit Messern, die auf Druckwalzen angeordnet sind, hat sich heute in der Praxis durchgesetzt, obgleich dieses Verfahren nicht völlig zerspanungsfrei arbeitet und Oberflächenbeschädigungen des Holzes durch Herausreissen von Spänen kaum zu vermeiden sind.

Das alternativ mögliche Incising-Verfahren mit runden Nadeln hat zu keiner Zeit in der Praxis eine Bedeutung erlangt. Zwar lassen sich durch das Einstechen von schlanken, massiven und im wesentlichen senkrecht zur Holzoberfläche geführten Nadeln völlig zerspanungsfrei Tränköffnungen im Holz erzeugen, ohne dass eine nennenswerte Schwächung der

Holzfestigkeit auftritt, da die schlanken Nadeln die Holzfasern nur zur Seite schieben und nicht verletzen, doch ist der Fachwelt bekannt, dass das Einstechen runder Nadeln einen erheblich grösseren Kraftaufwand erfordert als das Einstechen von Messern mit gleich grosser Querschnittsfläche (diese ist ein Mass für die durch eine Tränkbohrung erzeugte Eingangsfläche für das Tränkmittel). Auch ist es der Fachwelt bekannt, dass sich die vermittels schlanker, runder Nadeln eingestochenen Tränköffnungen infolge der Elastizität der verdrängten Holzfasern zu schnell wieder verengen, wodurch die Wegsamkeit der Tränköffnungen gemindert wird, so dass der grundsätzliche Vorteil dieses Verfahrenstyps, nämlich eines zeitlich unabhängig vom Incising-Verfahren durchzuführenden Tränkvorganges, nicht optimal genutzt werden kann.

Dennoch hat sich der Erfinder die Aufgabe gestellt, das Incising-Verfahren vermittels massiver, runder Nadeln so zu verbessern, dass es wirtschaftlich durchführbar ist und der Vorteil des völlig zerspanungsfreien Einstechens von Tränköffnungen, die die Festigkeitseigenschaften des Holzes nicht schwächen, erhalten bleibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale der Kennzeichen des Patentanspruches 1 gelöst.

Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht das zerspanungsfreie Einstechen von Tränköffnungen mit extrem niedrigem Kraftaufwand und gewährleistet zugleich, dass die erzeugten Tränköffnungen nicht nennenswert zum Verengen neigen und ihre Wegsamkeit auch nach langer Lagerung beibehalten.

Zunächst ist zu erwähnen, dass durch den extrem niedrigen Kraftaufwand beim Einstechen der rotierenden Nadeln, der pro Nadel weit unter dem eines Messers mit gleicher Querschnittsfläche liegt, erstmals die Voraussetzung geschaffen wird, dass das Incising vermittels massiver, runder Nadeln wirtschaftlich durchführbar ist. Es können nunmehr eine Vielzahl von Nadeln gleichzeitig in das Holz eingestochen werden, ohne dass es dazu überhöhter und konstruktiv nur kostspielig zu beherrschender Antriebsleistungen bedarf.

Die Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens ergeben sich primär durch das im wesentlichen konstante u/v-Ver-hältnis der Nadeln. Die Umfangsgeschwindigkeit ergibt sich aus der Drehzahl und dem Durchmesser der Nadeln. Andererseits bestimmt die Umfangsgeschwindigkeit in Verbindung mit der Klemmkraft des aufgezwängten Holzes und dem Reibungskoeffizienten zwischen der glatten Nadeloberfläche und dem Holz die Reibarbeit, die zu einem begrenzten Aufheizen der Nadeln führen soll. Das Aufheizen der Nadeln wird begrenzt durch den wärmeableitenden Querschnitt der Nadeln, d.h. durch deren Durchmesser, und durch die Kühlung der Nadeln entsprechend dem gefahrenen Nadel Vorschub im Holz.

Die erfindungsgemässe Lehre besagt, dass alle genannten Einflussgrössen durch ein bestimmtes und im wesentlichen konstantes u/v-Verhältnis (zwischen 2 und 4) in Einklang gebracht werden müssen, um gleichzeitig die Wirkungen zu erzielen, die für die wirtschaftliche Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens erforderlich sind, nämlich zum einen eine entscheidende Verminderung des Kraftaufwandes beim Einstechen der Nadeln und zum anderen die Gewährleistung der Wegsamkeit der Tränköffnungen über lange Zeit.

Die Wegsamkeit der Tränköffnungen wird durch das begrenzte Aufheizen der Nadeln beim Einstechen der Nadeln in das Holz erreicht. Ansteigende Temperaturen vermindern die Druckfestigkeit des Holzes, das für die Dauer der erhöhten Temperaturen mehr oder weniger plastisch wird. Hierdurch wird sowohl das Einstechen der Nadeln erleichtert als auch im erstarrten (erkalteten) Zustand der plastisch verformten Holzanteile verhindert, dass sich die Tränköffnungen wie5

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der zu schliessen vermögen, so dass perforierte Hölzer auch noch nach langer Lagerzeit eine gute Wegsamkeit der Tränköffnungen besitzen.

Das u/v-Verhältnis bestimmt auch das Aufheizen der Nadeln in den geforderten Grenzen. Eine zu hohe Temperatur führt zu einem Verbrennen, d.h. zu einer Zerstörung der betreffenden Holzfasern, wobei sich auch Verbrennungsrückstände auf die Nadeloberfläche absetzen und den Reibwert zwischen Nadeln und Holz entsprechend verschlechtern.

Da die Umfangsgeschwindigkeit in Verbindung mit der Klemmkraft des aufgezwängten Holzes und in Verbindung mit dem in Abhängigkeit von der Umfangsgeschwindigkeit sich verändernden Reibungskoeffizienten zwischen der Nadeloberfläche und dem Holz zugleich auch die Reibarbeit und damit das Aufheizen der Nadeln beeinflusst, wird gemäss einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens vorgeschlagen, Nadeln mit einer vernickelten oder verchromten Oberfläche und einem Durchmesser von 0,5 bis 1,5 mm zu verwenden, die vorzugsweise mit Umdrehungszahlen grösser als 3000 pro Minute rotiert werden. Unter Berücksichtigung eines der bevorzugten u/v-Verhältnisse zwischen 2 und 4 ergeben sich Vorschubgeschwindigkeiten, die die wirtschaftliche Durchführung des Verfahrens optimieren. 5 Es konnten rotierende Nadeln in sehr harte Fichte mit einer Vorschubgeschwindigkeit von V=0,222 m/s eingestochen werden. Es ist empfehlenswert, ein grösseres u/v-Verhältnis bei kleinem Nadeldurchmesser und geringeren Einstichtiefen zu wählen. Umgekehrt sollte ein kleines u/v-Verhältnis gelo wählt werden, wenn tiefe Einstiche oder dickere Nadeln benutzt oder besonders hartes Holz behandelt werden soll.

Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich für alle^ Holzarten, insbesondere auch für die schwer tränkbaren Holzsorten wie z.B. Fichte, Douglasie, Eiche usw., sowie für naturgewachsene Stämme oder Schnitthölzer, deren Oberflächen weitgehend aus schwer tränkbarem Kernholz bestehen. Für die nachfolgende Tränkung eignen sich alle bekannten Tränkverfahren, insbesondere auch die bereits erwähnten handwerklichen Methoden.

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Claims

627121 2 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Verbessern der Tränkfähigkeit von Holz, bei dem in die Randzonen des Holzes vor dem nachfolgenden Tränkvorgang mit im wesentlichen senkrecht zur Holzoberfläche geführten massiven, runden und rotierenden Nadeln Tränköffnungen zerspanungsfrei eingestochen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadeln in die Randzonen des Holzes mit einem im wesentlichen konstanten Verhältnis der am Nadelzylinder gemessenen Umfangsgeschwindigkeit (u) zur Nadelvorschubgeschwindigkeit (v) zwischen 2 und 4 eingestochen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung vernickelter oder verchromter Nadeln mit einem Durchmesser von 0,5 bis 1,5 mm, die vorzugsweise mit Umdrehungszahlen über 3000 Umdrehungen pro Minute rotiert werden.