Die Erfindung bezieht sich auf Holz-Rohlinge aus Massivholz, auf ein Verfahren zum Herstellen derselben und auf eine Anlage zur Durchführung des Herstellungsverfahrens.
Massivholz wird im Baubereich und bei der Möbelherstellung auf vielfältige Weise verwendet. Entsprechend der jeweiligen Anwendung wird von verschieden Halbfabrikaten aus bearbeitetem Massivholz ausgegangen. Baumstämme, die als gewachsene Holz-Rohlinge bezeichnet werden können, bilden das Ausgangsmaterial, aus dem die Halbfabrikate, oder gegebenenfalls direkt die Endprodukte, hergestellt werden. Direkt mittels Sägen und holzabhebender Bearbeitung können aber lediglich Halbfabrikate bzw. Endprodukte hergestellt werden, deren Aussenmasse kleiner sind als die Masse der verwendeten Baumstämme. So ist etwa bei der direkten Herstellung von Balken die Länge und der Querschnitt eines Balkens durch die Länge und den Querschnitt des verwendeten Baumes begrenzt. Entsprechend ist beim Sägen von Brettern die Breite der Bretter durch den Baumdurchmesser begrenzt.
Um möglichst grosse Massivholzteile aus einem Stück herstellen zu können, werden diese häufig aus Tropenholz gefertigt. Bäume aus Regenwäldern können sehr grosse Durchmesser aufweisen, die das Herstellen von Holzkörpern mit grossen Querschnitten als auch von Platten mit grossen Quermassen ermöglichen. Die umfangreiche Verwendung von Tropenholz führt zu einer Zerstörung riesiger Regenwaldgebiete und zu lokalen, ja sogar globalen irreversiblen Klimaveränderungen. Der Transport in die kaufkräftigen Verbraucherländer, insbesondere nach Europa, erfolgt über lange Transportwege mit einem entsprechend grossen Energieaufwand. Gleichzeitig bleiben in verschiedenen Ländern, die Tropenholz importieren, grosse Holzmengen, insbesondere Stämme mit kleineren Querschnitten, ungenutzt.
Es gibt verschiedene Holz-Halbfabrikate, die durch das Verleimen von Massivholzteilen hergestellt werden. Zur Herstellung von Platten werden beispielsweise schmale Bretter seitlich miteinander verleimt. Bei Tischlerplatten sind beidseits einer aus verleimten Stäbchen gebildeten Platte dünne Deckschichten aufgeleimt. Verschiedene plattenförmige Halbfabrikate mit mehreren Schichten sind so aufgebaut, dass sie sich unter normalen Verhältnissen weder in der Längs- noch in der Querrichtung massgeblich verbiegen. Dazu sind, wie etwa bei Schaltafeln, die parallel angeordneten Holzleisten zweier miteinander verbundener Schichten quer, insbesondere rechtwinklig, zueinander angeordnet.
Aus der CH 681 441 ist eine verleimte Holzplatte mit drei Leisten-Schichten bekannt, bei der die Leisten zweier Schichten parallel zueinander und die Leisten der dritten, dazwischen liegenden Schicht quer dazu angeordnet sind. Auch bei Sperrholz werden die aneinander anliegenden Schichten jeweils um 90 DEG verdreht angeordnet, sodass die Faserrichtungen quer zueinander verlaufen.
Bei der Herstellung von Balken ist aus der CH 663 980 ein Verfahren bekannt, bei dem mehrere Bretter übereinander angeordnet sind, die an den aneinander anliegenden Breitseiten miteinander verleimt sind. Um gebogene Balken herzustellen, werden die Bretter im durchgebogenen Zustand aufeinander geleimt. Die gebogenen Balken werden für die jeweilige Verwendung meist speziell gefertigt. Von den geraden und gegebenenfalls auch von den gebogenen Balken werden Standardbalken mit verschiedenen Standard-Längen und -Querschnitten bzw. Krümmungen als Halbfabrikate bereitgestellt. Bei der Planung muss auf die Standardmasse Rücksicht genommen werden, sodass ein Standardbalken nach dem Kürzen auf die benötigte Länge und etwa dem Anbringen von Ausnehmungen direkt verwendet werden kann.
Der Nachteil bei der Verwendung von Halbfabrikaten besteht darin, dass auf die gängigen Standardmasse von Platten und Balken Rücksicht genommen werden muss, bzw. dass bei Balken und Platten mit einem Mass, das nur wenig über einem Standardmass liegt, das nächst grössere Halbfabrikat verwendet werden muss. Beim Zuschneiden des Halbfabrikates auf das benötigte Mass wird, zumindest bei Halbfabrikaten mit nur wenig Standardmassen, ein beachtlicher Anteil als Holzabschnitt nicht verwendet.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Lösung zu finden, um Holzteile mit verschiedensten Aussenmassen bereitstellen zu können, ohne dabei von Tropenholzstämmen oder etwa von unpassenden Halbfabrikaten ausgehen zu müssen.
Die Lösung der Aufgabe gelingt durch die Verwirklichung der Merkmale des Anspruches 1, 5 oder 7.
Ein erfindungsgemässer Holz-Rohling ist aus Parallelbrettern aufgebaut, die alle im Wesentlichen parallel zur Achse des Holz-Rohlings bzw. längs ausgerichtet sind und durch Verleimungen zwischen den aneinander anliegenden Kontaktflächen miteinander verbunden sind. Bei Parallelbrettern verläuft die Faserung im Wesentlichen entlang der Brettlängsachse, und die voneinander abgewandten langen Seitenflächen sind im Wesentlichen paarweise parallel angeordnet. Die zur Herstellung eines Rohlings verwendeten Bretter können zumindest in Längs- und Querrichtung die verschiedensten Grössen haben, sie werden vorzugsweise auf Qualitätsmängel geprüft und gegebenenfalls werden qualitätsmindernde Bereiche ausgemerzt bzw. ersetzt. Der Holz-Rohling ist lagen- bzw. schichtweise aufgebaut, wobei die Bretter einer Lage gleich dick sind.
Die Dicken verschiedener Schichten eines Rohlings können verschieden gross sein, sind aber meist im ganzen Rohling gleich. Damit aus verschieden langen Brettern ein Rohling mit einer grossen Länge hergestellt werden kann, werden jeweils im Wesentlichen gleich breite Bretter zu Bretterbahnen zusammengefügt. Bei den dabei nötigen stirnseitigen Verbindungen werden verklebte Zinkenverbindungen bevorzugt. Abhängig von der Bearbeitungsvorrichtung wäre aber gegebenenfalls auch lediglich ein stumpfes Verleimen oder eine andere bekannte Klebeverbindung möglich.
Der Holz-Rohling wird vorzugsweise aus getrockneten Parallelbrettern hergestellt, sodass die herausgearbeiteten Holzteile direkt verwendet werden können. Gegebenenfalls werden aber auch Holz-Rohlinge direkt aus Frischholz hergestellt. Die Trocknung, bzw. Lagerung muss dann nach dem Sägen des Rohlings, bzw. nach dem Herausarbeiten von Holzteilen erfolgen. Dabei muss beachtet werden, dass die Verleimung ein gutes Trocknen des Holzes behindern kann.
Das erfindungsgemässe Herstellungsverfahren sieht vor, dass in einem ersten Schritt vorzugsweise getrocknete, bzw. gelagerte Parallelbretter mit gleicher Breite und gleicher Dicke, wie oben erwähnt, stirnseitig, insbesondere mittels Zinkenverbindungen, zu Bretterbahnen zusammengefügt werden, sodass die Faserhauptrichtungen aller Bretter einer Bahn im Wesentlichen entlang der Längsachse der Bretterbahn verlaufen. Anschliessend werden die langen schmalen Seitenflächen jeder Bretterbahn in einem zweiten Schritt so bearbeitet, dass diese und auch die Verbindungsstellen plan werden. In einem dritten Schritt werden die planen Seitenflächen von aneinander angrenzenden Bretterbahnen verleimt, sodass Platten mit mehreren Bretterbahnen entstehen. Das Aushärten der Verleimung erfolgt in einer Spannvorrichtung für eine ganze Platte.
Die Breiten der Bretterbahnen einer Platte und/oder von zwei direkt übereinanderliegenden Platten sind vorzugsweise nicht alle gleich, sodass die langen schmalen Kontaktflächen zwischen den Bretterbahnen in übereinander liegenden Platten gegeneinander versetzt sind. Diese versetzte Anordnung ist auch erzielbar, indem Platten mit im Wesentlichen gleichen Bretterbahnbreiten versetzt übereinander angeordnet sind.
In einem vierten Schritt werden die Platten auf der Unter- und auf der Oberseite plan bearbeitet bzw. gehobelt und in einem fünften Schritt miteinander verleimt, wobei jeweils die Oberseite einer unteren Platte an die Unterseite einer oberen Platte anschliesst und die Bretterbahnen aller Platten parallel verlaufen. Der aus einer Vielzahl von Platten bestehende Rohling wird während der Aushärtzeit des Leimes in einer Pressvorrichtung gehalten. In einem sechsten Schritt werden Aussenflächen des Rohlings bei Bedarf gesägt. Diese Bearbeitung ist insbesondere an einer senkrecht zur Längsachse des Rohlings liegenden Endfläche zweckmässig, weil die Bretterbahnen nicht alle gleich lang sind und somit zumindest an einem Ende unterschiedlich weit von der gewünschten Endfläche vorstehen.
Gegebenenfalls haben die Platten auch verschiedene Breiten, sodass zumindest eine parallel zur Längsachse angeordnete Seitenfläche gesägt werden muss.
Die Grösse der erfindungsgemässen Holz-Rohlinge richtet sich nach den Transportmitteln und gegebenenfalls nach den in den holzverarbeitenden Betrieben verbreiteten Bearbeitungsvorrichtungen, mit denen gewünschte Holzteile aus dem Rohling herausgearbeitet werden. Die Länge der erfindungsgemässen Holz-Rohlinge beträgt mindestens 3 m, wird aber vorzugsweise zwischen 5 m und 20 m, insbesondere bei etwa 10 m liegen. Die Querschnittsfläche eines Rohlings wird rechteckig, insbesondere aber quadratisch sein, wobei die Seitenlängen mindestens 0,5 m betragen, vorzugsweise aber in einem Bereich von 0,8 m bis 2 m liegen.
Es versteht sich von selbst, dass die erfindungsgemässen Holz-Rohlinge auch in Teilblöcke sägbar sind. Das heisst, dass eine Anlage zum Produzieren von erfindungsgemässen Rohlingen auf die Produktion von besonders grossen Rohlingen ausgelegt werden kann. Die grossen Rohlinge werden dann bei Bedarf bereits in der Produktionsanlage zu Teilrohlingen gesägt. Gegebenenfalls ist es zweckmässig, dass der Käufer eines Rohlings diesen in einem spezialisierten Bearbeitungszentrum belässt und bei Bedarf jeweils Stücke aus dem verbleibenden Teil des Rohlings herausarbeiten lässt. Im spezialisierten Bearbeitungszentrum können auf die Bearbeitung von Holz-Rohlingen ausgelegte Maschinen kostengünstig für verschiedene Benützer eingesetzt werden.
Bei der Lösung der Aufgabe wurde erkannt, dass ausgehend von mittelgrossen und auch kleinen Baumstämmen ein Holz-Rohling hergestellt werden kann, der zumindest für das Herausarbeiten von Holzteilen den Vorteil von grossen Tropenholzstämmen hat. Es wird also nicht ein Halbfabrikat bereitgestellt, das zumindest in einer Dimension mit verschiedenen Standardgrössen ausgeführt sein müsste. Holz, das in der Form eines Rohlings vorliegt, aus dem direkt verwendbare Holzteile, wie Platten und Balken, mit den gewünschten Massen herausgearbeitet werden können, hat viele Vorteile. So können die holzverarbeitenden Betriebe sowohl auf ein umfangreiches Lager mit Halbfabrikaten als auch auf die Verwendung von Tropenholz verzichten.
Die ungenutzten einheimischen, bzw. im Gebiet oder zumindest auf dem Kontinent, in dem die Holzverarbeitung erfolgt, gewachsenen Bäume, können aufgrund des erfinderischen Verfahrens zu Holz-Rohlingen verarbeitet und somit genutzt werden. Aufgrund der Verleimung und/oder einer gegebenenfalls auf die Aussenflächen aufgebrachten Imprägnierung werden diese Holz-Rohlinge sehr gut lagerfähig und können dank der kubischen Form äusserst platzsparend angeordnet werden.
Weil die Bretter, aus denen der Holz-Rohling aufgebaut ist, gelagert oder direkt auf den gewünschten Feuchtigkeitsgehalt getrocknet wurden, hat der ganze Rohling die Eigenschaft von gelagertem Holz. Die herausgearbeiteten Holzteile können direkt verwendet werden. Es können beliebig geformte Holzteile gewonnen werden, ohne dass dabei viel Abfallholz entsteht. Alle Bretter sind in Längsrichtung angeordnet, sodass die Zellstruktur des Holz-Rohlings in Längsrichtung im Wesentlichen der Struktur eines Stammes in Längsrichtung entspricht. Durch das bevorzugte stumpfe Verleimen der Bretterbahnen und der Platten wird gewährleistet, dass keine holzfreien Räume entstehen. Der Holz-Rohling ist ein massiver Holzkörper mit im Wesentlichen überall gleicher Qualität.
Die Zeichnungen stellen Ausführungsformen der Erfindungsgegenstände dar, auf welche die Erfindung aber nicht eingeschränkt ist. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Holz-Rohlings,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Anlage zum Herstellen von Holz-Rohlingen,
Fig. 3 einen Ausschnitt aus einem Transportwagen mit einem Bretterstapel,
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Herstellen von Bretterbahnen,
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Herstellen von Platten,
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum planen Bearbeiten von Platten,
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum stapelförmigen Verleimen von Platten.
Fig. 1 zeigt einen Holz-Rohling 1, der aus stapelförmig miteinander verleimten Massivholz-Platten 2 besteht. Die Platten 2 bestehen je aus mehreren seitlich aneinander anlie genden bzw. miteinander verleimten Bretterbahnen 3, welche je mindestens ein längliches Parallelbrett 4 umfassen. Die Parallelbretter 4 einer Bretterbahn 3 sind stirnseitig miteinander verleimt, wobei die stirnseitigen Verbindungen vorzugsweise als Zinken-, insbesondere Keilzinken-Verbindungen 7 ausgebildet sind. Die Parallelbretter 4 bzw. die Bretterbahnen 3 verlaufen alle im Wesentlichen parallel zueinander. Weil die Hauptfaserrichtung aller Parallelbretter 4 im Wesentlichen entlang der Bretterlängsachse verläuft, ist die Hauptfaserrichtung im gesamten Holz-Rohling im Wesentlichen entlang der Längsachse des Holz-Rohlings ausgerichtet.
Die Parallelbretter 4, Bretterbahnen 3 und Platten 2 werden bei der Herstellung des Holz-Rohlings 1 derart plan bearbeitet und verleimt, dass der Holz-Rohling 1 ein freiraumfreier Massivholzkörper ist, aus dem beliebige Holzteile herausgearbeitet werden können.
Durch die ausschliessliche Parallelverleimung der Parallelbretter 4 ist die Faserlängsrichtung im Holz-Rohling ähnlich wie in einem Baumstamm ausgerichtet. Dies ermöglicht es, beim Herausarbeiten von Holzteilen in diesen eine gewünschte Faserhauptrichtung zu gewährleisten. Das Erhalten der Hauptfaserrichtung, zusammen mit einer grossen Querschnittsfläche 5 quer zur Faserrichtung und zur Längsachse bzw. Längskante 6 des Holz-Rohlings 1, eröffnet Bearbeitungsmöglichkeiten wie bei Tropenholzstämmen mit grossen Durchmessern. Weil die Querschnittsfläche 5 rechteckig, insbesondere quadratisch, ausgebildet ist, entsteht beim Herausarbeiten von Balken, Platten und anderen Teilen nur wenig Holzabschnitt.
Der Holz-Rohling 1 wird vorzugsweise aus getrockneten Parallelbrettern hergestellt, sodass die herausgearbeiteten Holzteile direkt verwendet werden können. Die Trocknung kann durch Lagerung erfolgen, wird aber bei grossen Anlagen vorzugsweise mit Trocknungsvorrichtungen in kurzer Zeit durchgeführt.
Fig. 2 zeigt eine Anlage zum Herstellen von Holz-Rohlingen 1 mit einer Trocknungsvorrichtung 8. Das bei 9 zur Anlage gelieferte frische Schnittholz wird auf ein Transportmittel, insbesondere auf verfahrbare, insbesondere von einem Antriebsmittel antreibbare, Stapelwagen 10 aufgestapelt.
Eine bevorzugte Ausbildung der Stapelwagen 10 ist in Fig. 3 ausschnittweise dargestellt. Über einer Aufnahmefläche 11 des Stapelwagens 10 mit Rollen 12 sind mehrere Lagen mit frischen Parallelbrettern 4 übereinander angeordnet. Zwischen den direkt übereinander angeordneten Bretterlagen sind jeweils Distanzleisten 13 zum Freihalten der zum Trocknen nötigen Zwischenräumen vorgesehen. Die Distanzleisten 13 verlaufen quer zur Längsrichtung der Parallelbretter 4. Die Distanzleisten 13 sind vorzugsweise beidseits des Stapels mit ineinander eingreifenden Vertikalteilen 14 versehen, welche ein seitliches Verschieben von Bretterschichten verhindern.
Jedes Vertikalteil 14 umfasst vorzugsweise eine seitliche Ausnehmung 14a, in welcher ein seitliches Ende einer Distanzleiste 13 befestigt ist, und eine Ausnehmung 14b sowie einen Vorsprung 14c, welche beiden Elemente entlang einer gemeinsamen Achse ausgerichtet sind, sodass ein Vorsprung 14c und eine Ausnehmung 14b von übereinander angeordneten Vertikalteilen 14 ineinander passen. Zur Sicherung der Bretterstapel werden Spannvorrichtungen eingesetzt, die etwa ein über die Bretterbeige führendes Joch und seitlich nach unten zum Stapelwagen 10, bzw. zu dessen Aufnahmefläche 11 führende Spannelemente umfassen.
In der Anlage nach Fig. 2 werden die frischen Bretterstapel vorzugsweise während zwei bis drei Wochen offen gelagert, bevor sie durch eine Einzugsschleuse 8a in einen Trocknungstunnel 8b gelangen. Im Trocknungstunnel 8b werden die eingeführten Stapelwagen vorzugsweise kontinuierlich weitergeführt, wozu etwa eine Förderkette vorgesehen ist, mit der die eingeführten Stapelwagen kraftschlüssig verbindbar sind. Um einen mehrstufigen Trocknungsprozess zu ermöglichen, ist etwa mindestens ein weiterer Trocknungstunnel vorgesehen, und/oder ein Trocknungstunnel umfasst gegebenenfalls mindestens zwei Tunnelbereiche, die vorzugsweise durch Schleusen begrenzt sind. Für jeden Tunnel bzw. Tunnelbereich 8b ist ein Mittel zum Erzielen eines gewünschten Trocknungsklimas vorgesehen, welches das Einstellen einer Temperatur, einer Zirkulation und eines Wasserstaubanteils ermöglicht.
Dazu umfasst dieses Mittel vorzugsweise ein Gebläse, eine Ansaugvorrichtung, vorzugsweise mit einer Lufttrocknungs- bzw. Kondensiervorrichtung, ein Heizmittel und ein Verteilsystem, um die Trocknungsluft mit dem gewünschten Durchsatz, vorzugsweise quer zur Förderrichtung durch die Holzstapel durchzublasen. Für ein gutes Trocknungsklima ist es wichtig, dass der Luftzirkulation auch Wasserstaub beigegeben werden kann. Der Wasserstaub wird beim schnellen Trocknen zum Verhindern von Rissbildung benötigt, wobei die Trocknungsluft vorzugsweise mit Wasserstaub gesättigt ist.
Die nötigen Trocknungsstufen bzw. Trocknungsklimas und Verweilzeiten hängen von der Holzart und vom jeweiligen Zustand des Holzes ab. Die Verweilzeiten können bei fester Tunnellänge bzw. Länge eines Tunnelabschnittes durch die Wahl der Fördergeschwindigkeit eingestellt werden. Gegebenenfalls sind in einem Tunnel auch an verschiedenen Stellen quer zur Förderrichtung Austrittsschleusen vorgesehen, durch die Holzstapel mit genügend trockenem Holz vorzeitig aus dem Trocknungsklima herausgenommen werden können. Bei einer Ausführungsform mit mehrstufiger Trocknung sind nacheinander Trocknungstemperaturen von im Wesentlichen 40 DEG -55 DEG C, von 55-75 DEG C und von 75-95 DEG C vorgesehen.
Bei der Dimensionierung der Tunnellänge wird vorzugsweise vom zu Holz-Rohlingen verarbeitbaren Holzdurchsatz ausgegangen. Nach dem Festlegen des von einem Stapelwagen transportierbaren Holzvolumens bzw. des totalen Holzquerschnit tes kann die zum Erzielen des gewünschten Durchsatzes nötige Fördergeschwindigkeit bestimmt werden. Aus der Fördergeschwindigkeit und der maximal nötigen Trocknungszeit in einem Trocknungsklima ergibt sich die Länge des Tunnels bzw. des Tunnelabschnittes 8b mit diesem Klima.
Um den Trocknungsprozess zu optimieren, wird das Holz gegebenenfalls vor dem Eintritt in einen Trocknungstunnel 8b in einer gedeckten Halle eingestellt und vorgetrocknet. Dabei wird der Halle gegebenenfalls die Abluftwärme mindestens eines Trocknungstunnels 8b, sowie Wasserstaub zugeführt.
Nach dem Austritt aus der Trocknungsvorrichtung 8 gelangen die Stapelwagen 10 mit dem vorzugsweise auf atro 2-10% Feuchtigkeit getrockneten Holz in einen Auskühl- und/oder Lagerbereich 15. Die Weiterverarbeitung erfolgt vorzugsweise getrennt nach Holzarten, Qualitäten und Abmessungen. Qualitätsmindernde Teilstücke werden entfernt oder ersetzt. Gegebenenfalls werden zum Herstellen von im Wesentlichen astfreien Holzrohlingen Aststücke durch Holzzapfen ersetzt.
Verwendbare Parallelbretter 4 gleicher Dicke und Breite werden in einer Keilzink-Vorrichtung 16 stirnseitig mit Keilzinken versehen und von einem Zwischenlager 17 einer Verleimungsvorrichtung 18 zugeführt, mit der Parallelbretter 4 stirnseitig verleimt werden, bis die dabei entstehende Bretterbahn 3 mindestens die Länge des herzustellenden Holz-Rohlings 1 hat. Die Bretterbahnen 3 gelangen über einen Speicherbereich 19 in eine Vorrichtung zum Planbearbeiten 20 bzw. Fügen der schmalen langen Seitenflächen. Über einen weiteren Speicherbereich 21 gelangen die Bretterbahnen in eine zweite Leimauftrags-Vorrichtung 22, wo zumindest eine, vorzugsweise aber beide schmalen langen Seitenflächen mit Klebstoff beschichtet werden.
Die mit Klebstoff versehenen Bretterbahnen 3 werden seitlich aneinander anschliessend in eine Platten-Spannvorrichtung 23 eingeführt und darin in einer Führung bzw. auf einer Auflageflä che quer zur Längsrichtung der Bretterbahnen 3 bis zum genügenden Aushärten des Klebstoffes zusammengepresst.
Die verleimten Platten gelangen anschliessend in ein erstes Platten-Zwischenlager 24, von wo sie durch eine Platten-Hobelvorrichtung 25 geführt werden, um in einem ersten Arbeitsgang zumindest eine, vorzugsweise die nach unten gerichtete, grosse Seitenfläche plan zu bearbeiten. Falls im ersten Arbeitsgang lediglich eine Fläche bearbeitet wurde, ist es gegebenenfalls zweckmässig, die Platte in einer Wendevorrichtung zu wenden und die andere Seite in der gleichen oder einer zweiten Platten-Hobelvorrichtung 26 zu hobeln. Gegebenenfalls wird aber nach einer ersten von unten arbeitenden, eine zweite von oben arbeitende Vorrichtung verwendet, sodass das Wenden nicht nötig ist.
Die beidseitig planen Platten 2 werden gegebenenfalls in einem zweiten Platten-Zwischenlager 27 aufgenommen und anschliessend in einer dritten Leimauftrags-Vorrichtung 28 ein- oder zweiseitig mit Klebstoff beschichtet. In der anschliessenden Platten-Pressvorrichtung 29 werden die Platten 2 aufeinander geschichtet und anschliessend bis zum genügenden Aushärten des Klebstoffes zusammengepresst. Die Holz-Rohlinge 1 werden gegebenenfalls in einem Lagerbereich 30 zwischengelagert und anschliessend in einer Bandsägevorrichtung 31 grob entlang der Seitenflächen zugeschnitten. Im Abgabebereich 32 sind die Rohlinge verarbeitungsbereit.
Fig. 4 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer Keilzink-Vorrichtung 16 mit einer Walzen-Auflagefläche 16a, auf der die Stirnseiten der Parallelbretter 4 leicht einer in der Richtung der Rollenachsen bewegbaren Zinkenfräse 16b zuführbar sind. Damit die Zinken rechtwinklig zur Brettachse verlaufen, ist mindestens eine Anschlag- bzw. Einspannvorrichtung 16c vorgesehen. Das Zwischenlager 17 ist lediglich schematisch dargestellt. Die Verleimungsvorrichtung 18 umfasst eine erste Leimauftrags-Vorrichtung 18a, Presselemen te 18b, die zwei Parallelbretter 4 stirnseitig zusammenpressen, und ein Hochfrequenzelement 18c, das das Aushärten des Leimes beschleunigt.
Fig. 5 zeigt die zweite Leimauftrags-Vorrichtung 22, wo zumindest eine, vorzugsweise aber beide schmalen langen Seitenflächen mit Klebstoff beschichtet werden. Die mit Klebstoff versehenen Bretterbahnen 3 werden seitlich aneinander anschliessend in eine Platten-Spannvorrichtung 23 eingeführt, die als drehbarer Sternwender 23a ausgebildet ist, wobei die Bretterbahnen 3 über Zuführrollen 23b dem Sternwender zuführbar sind. Nach dem \ffnen der Sternwender-Spannelemente 23c können die Platten entnommen werden.
Fig. 6 zeigt eine erste Platten-Hobelvorrichtung 25, der die Platten 2 über angetriebene Rollen 25a zuführbar sind, wobei das Hobeln an der Oberseite der Platte 2 erfolgt. Mit einem Sternwender 25b werden die Platten 2 gewendet, um in einem zweiten Arbeitsgang bzw. in einer zweiten Platten-Hobelvorrichtung 25c auch die zweite Fläche zu hobeln.
Fig. 7 zeigt die dritte Leimauftrags-Vorrichtung 28, die ein- oder zweiseitig Klebstoff auf die Platten 2 aufträgt. In der anschliessenden Platten-Pressvorrichtung 29 werden die Platten aufeinander geschichtet und anschliessend bis zum genügenden Aushärten des Klebstoffes zusammengepresst.
The invention relates to wood blanks made of solid wood, to a method for producing the same and to a plant for carrying out the production method.
Solid wood is used in a variety of ways in construction and furniture manufacturing. Depending on the respective application, different semi-finished products made from processed solid wood are assumed. Tree trunks, which can be called grown wood blanks, form the starting material from which the semi-finished products or, if necessary, the end products are made. Directly by means of sawing and wood-removing processing, however, only semi-finished products or end products can be produced, the external dimensions of which are smaller than the mass of the tree trunks used. For example, in the direct production of beams, the length and cross section of a beam is limited by the length and cross section of the tree used. Accordingly, when sawing boards, the width of the boards is limited by the tree diameter.
In order to be able to produce the largest possible solid wood parts from one piece, these are often made from tropical wood. Trees from rainforests can have very large diameters, which enable the production of wooden bodies with large cross-sections as well as panels with large transverse dimensions. The extensive use of tropical wood leads to the destruction of huge rainforest areas and to local, even global, irreversible climate changes. The transport to the wealthy consumer countries, especially to Europe, takes place over long transport routes with a correspondingly large amount of energy. At the same time, large quantities of wood, especially logs with smaller cross sections, remain unused in various countries that import tropical wood.
There are various semi-finished wood products that are made by gluing solid wood parts. For the production of panels, for example, narrow boards are glued to one another laterally. In the case of blockboard, thin cover layers are glued on both sides of a plate made of glued sticks. Various plate-shaped semi-finished products with several layers are constructed in such a way that under normal conditions they do not bend significantly either in the longitudinal or in the transverse direction. For this purpose, as in the case of formwork panels, the parallel wooden strips of two interconnected layers are arranged transversely, in particular at right angles, to one another.
From CH 681 441 a glued wooden panel with three slat layers is known, in which the slats of two layers are parallel to each other and the slats of the third layer in between are arranged transversely to it. Even with plywood, the adjacent layers are rotated by 90 ° so that the fiber directions are transverse to each other.
In the manufacture of beams, a method is known from CH 663 980 in which a plurality of boards are arranged one above the other, which are glued to one another on the broad sides adjoining one another. In order to produce curved beams, the boards are glued to one another in the bent state. The curved beams are usually specially made for the respective use. Standard beams with different standard lengths and cross-sections or curvatures are provided as semi-finished products from the straight and possibly also from the curved beams. When planning, the standard dimensions must be taken into account so that a standard bar can be used directly after shortening to the required length and, for example, by making recesses.
The disadvantage of using semi-finished products is that consideration must be given to the usual standard dimensions of plates and beams, or that the next larger semi-finished product must be used for beams and plates with a dimension that is only slightly above a standard dimension . When the semi-finished product is cut to the required size, at least in the case of semi-finished products with only a few standard dimensions, a considerable proportion is not used as the wood section.
The object of the invention is to find a solution in order to be able to provide wooden parts with a wide variety of external dimensions without having to start from tropical logs or from unsuitable semi-finished products.
The problem is solved by realizing the features of claim 1, 5 or 7.
A wooden blank according to the invention is constructed from parallel boards, all of which are oriented essentially parallel to the axis of the wooden blank or lengthways and are connected to one another by gluing between the contact surfaces which abut one another. In the case of parallel boards, the grain runs essentially along the longitudinal axis of the board, and the long side surfaces facing away from one another are essentially arranged in pairs in parallel. The boards used to produce a blank can have different sizes at least in the longitudinal and transverse directions, they are preferably checked for quality defects and, if necessary, quality-reducing areas are eliminated or replaced. The wooden blank is built up in layers or layers, with the boards of one layer being of the same thickness.
The thicknesses of different layers of a blank can be of different sizes, but are usually the same in the whole blank. So that a blank with a large length can be produced from boards of different lengths, boards of essentially the same width are each assembled into board tracks. In the case of the necessary front connections, glued tine connections are preferred. Depending on the processing device, however, only blunt gluing or another known adhesive connection would be possible.
The wooden blank is preferably made from dried parallel boards so that the carved wooden parts can be used directly. If necessary, wood blanks are also made directly from fresh wood. The drying or storage must then take place after sawing the blank or after working out wooden parts. It should be noted that the gluing can hinder good drying of the wood.
The manufacturing method according to the invention provides that, in a first step, preferably dried or stored parallel boards of the same width and thickness, as mentioned above, are joined together at the end face, in particular by means of tine connections, to board webs, so that the main fiber directions of all boards of a web are essentially along run along the longitudinal axis of the board railway. The long, narrow side surfaces of each board track are then processed in a second step so that they and the connection points become flat. In a third step, the flat side surfaces of adjacent board tracks are glued, so that panels with multiple board tracks are created. The glue is cured in a clamping device for an entire panel.
The widths of the board tracks of a board and / or of two boards one above the other are preferably not all the same, so that the long narrow contact surfaces between the board tracks are offset from one another in boards one above the other. This staggered arrangement can also be achieved in that plates with essentially the same board web widths are staggered one above the other.
In a fourth step, the boards are machined or planed on the bottom and on the top and glued together in a fifth step, the top of a lower board connecting to the underside of an upper board and the board tracks of all boards running parallel. The blank consisting of a large number of plates is held in a pressing device during the curing time of the glue. In a sixth step, outer surfaces of the blank are sawn if necessary. This processing is particularly expedient on an end surface lying perpendicular to the longitudinal axis of the blank, because the board webs are not all of the same length and thus protrude at different distances from the desired end surface at least at one end.
The panels may also have different widths, so that at least one side surface arranged parallel to the longitudinal axis must be sawn.
The size of the wood blanks according to the invention depends on the means of transport and, if appropriate, on the processing devices which are used in woodworking companies and with which desired wood parts are worked out of the blank. The length of the wooden blanks according to the invention is at least 3 m, but will preferably be between 5 m and 20 m, in particular approximately 10 m. The cross-sectional area of a blank will be rectangular, but in particular square, the side lengths being at least 0.5 m, but preferably being in a range from 0.8 m to 2 m.
It goes without saying that the wood blanks according to the invention can also be sawn into partial blocks. This means that a plant for producing blanks according to the invention can be designed for the production of particularly large blanks. The large blanks are then sawn into partial blanks in the production plant if required. If necessary, it is expedient that the buyer of a blank leaves it in a specialized machining center and, if necessary, has pieces worked out of the remaining part of the blank. In the specialized machining center, machines designed for machining wooden blanks can be used cost-effectively for various users.
When the task was solved, it was recognized that starting from medium-sized and also small tree trunks, a wooden blank can be produced that has the advantage of large tropical logs, at least for working out wooden parts. It is therefore not a semi-finished product that should be made in at least one dimension with different standard sizes. Wood, which is in the form of a blank, from which directly usable wooden parts, such as boards and beams, can be worked out with the desired dimensions, has many advantages. This means that woodworking companies can do without an extensive warehouse with semi-finished products as well as the use of tropical wood.
The unused native trees, or trees grown in the area or at least on the continent in which the wood processing takes place, can be processed into wood blanks and thus used due to the inventive method. Due to the gluing and / or an impregnation, which may be applied to the outer surfaces, these wooden blanks can be stored very well and can be arranged in an extremely space-saving manner thanks to the cubic shape.
Because the boards from which the wood blank is made have been stored or dried directly to the desired moisture content, the whole blank has the property of stored wood. The carved wooden parts can be used directly. Wood parts of any shape can be obtained without producing a lot of waste wood. All boards are arranged in the longitudinal direction so that the cell structure of the wooden blank in the longitudinal direction essentially corresponds to the structure of a trunk in the longitudinal direction. The preferred blunt gluing of the board tracks and the panels ensures that no wood-free spaces are created. The wooden blank is a solid wooden body with essentially the same quality everywhere.
The drawings illustrate embodiments of the subject matter of the invention, to which the invention is, however, not restricted. Show it:
1 is a perspective view of a wooden blank,
2 shows a schematic representation of a plant for the production of wooden blanks,
3 shows a section of a transport trolley with a stack of boards,
4 shows a schematic representation of a device for producing wooden tracks,
5 shows a schematic representation of a device for producing plates,
6 shows a schematic representation of a device for planar processing of plates,
Fig. 7 is a schematic representation of a device for stacking gluing panels.
Fig. 1 shows a wooden blank 1, which consists of stacked solid wood panels 2 glued together. The plates 2 each consist of a plurality of laterally adjacent or glued together board webs 3, each comprising at least one elongated parallel board 4. The parallel boards 4 of a board web 3 are glued to one another on the end face, the end connections preferably being designed as tine, in particular finger joint 7 connections. The parallel boards 4 or the board tracks 3 all run essentially parallel to one another. Because the main fiber direction of all parallel boards 4 essentially runs along the longitudinal axis of the board, the main fiber direction in the entire wood blank is essentially aligned along the longitudinal axis of the wood blank.
The parallel boards 4, board tracks 3 and panels 2 are machined and glued flat in the manufacture of the wooden blank 1 in such a way that the wooden blank 1 is a solid wood body free of space, from which any wooden parts can be worked out.
Due to the exclusive parallel gluing of the parallel boards 4, the longitudinal direction of the fibers in the wood blank is oriented similar to that in a tree trunk. This makes it possible to ensure a desired main fiber direction when working out wooden parts. Maintaining the main fiber direction, together with a large cross-sectional area 5 transverse to the fiber direction and to the longitudinal axis or longitudinal edge 6 of the wood blank 1, opens up processing options such as those of tropical wood logs with large diameters. Because the cross-sectional area 5 is rectangular, in particular square, only a small piece of wood is produced when beams, plates and other parts are worked out.
The wooden blank 1 is preferably made from dried parallel boards so that the carved wooden parts can be used directly. Drying can be carried out by storage, but is preferably carried out in a short time in large systems with drying devices.
FIG. 2 shows a plant for the production of wood blanks 1 with a drying device 8. The fresh sawn timber delivered to the plant at 9 is stacked on a means of transport, in particular on movable trolleys 10, in particular driven by a drive means.
A preferred embodiment of the stacking trolley 10 is shown in detail in FIG. 3. Over a receiving surface 11 of the stacking trolley 10 with rollers 12, several layers with fresh parallel boards 4 are arranged one above the other. Spacer strips 13 are provided between the board layers arranged directly one above the other in order to keep the gaps necessary for drying free. The spacer strips 13 run transversely to the longitudinal direction of the parallel boards 4. The spacer strips 13 are preferably provided on both sides of the stack with intermeshing vertical parts 14, which prevent a shifting of the board layers laterally.
Each vertical part 14 preferably comprises a lateral recess 14a, in which a lateral end of a spacer strip 13 is fastened, and a recess 14b and a projection 14c, which two elements are aligned along a common axis, so that a projection 14c and a recess 14b from one another arranged vertical parts 14 fit into each other. To secure the stack of boards, clamping devices are used which comprise, for example, a yoke leading over the board beige and laterally downwards to the stacking trolley 10 or to its receiving surface 11 leading clamping elements.
In the system according to FIG. 2, the fresh stacks of boards are preferably stored open for two to three weeks before they reach a drying tunnel 8b through a feed lock 8a. In the drying tunnel 8b, the inserted stacking trolleys are preferably continued continuously, for which purpose a conveyor chain is provided, with which the inserted stacking trolleys can be non-positively connected. In order to enable a multi-stage drying process, at least one further drying tunnel is provided, and / or a drying tunnel optionally comprises at least two tunnel areas, which are preferably delimited by locks. For each tunnel or tunnel area 8b, a means for achieving a desired drying climate is provided, which enables the setting of a temperature, a circulation and a proportion of water dust.
For this purpose, this means preferably comprises a blower, a suction device, preferably with an air drying or condensing device, a heating means and a distribution system in order to blow the drying air through the wood piles at the desired throughput, preferably transversely to the conveying direction. For a good drying climate, it is important that water dust can also be added to the air circulation. The water dust is required for rapid drying to prevent cracking, the drying air preferably being saturated with water dust.
The necessary drying levels or drying climates and residence times depend on the type of wood and the respective condition of the wood. With a fixed tunnel length or the length of a tunnel section, the dwell times can be set by selecting the conveying speed. If necessary, exit sluices are provided in a tunnel at various points transversely to the conveying direction, through which wood piles with enough dry wood can be removed prematurely from the drying climate. In an embodiment with multi-stage drying, drying temperatures of essentially 40 ° -55 ° C., 55-75 ° C. and 75-95 ° C. are provided in succession.
When dimensioning the tunnel length, the starting point is preferably the wood throughput that can be processed into wood blanks. After determining the volume of wood that can be transported by a stacking trolley or the total wood cross-section, the conveying speed necessary to achieve the desired throughput can be determined. The length of the tunnel or the tunnel section 8b with this climate results from the conveying speed and the maximum drying time required in a drying climate.
In order to optimize the drying process, the wood is optionally set in a covered hall and pre-dried before entering a drying tunnel 8b. In this case, the exhaust air heat of at least one drying tunnel 8b and water dust are fed to the hall, if necessary.
After exiting the drying device 8, the stacking trolleys 10 with the wood, preferably dried to atroot 2-10% moisture, reach a cooling and / or storage area 15. The further processing is preferably carried out separately according to wood types, qualities and dimensions. Quality-reducing parts are removed or replaced. If necessary, pieces of branch are replaced by wooden cones to produce essentially knot-free wood blanks.
Usable parallel boards 4 of the same thickness and width are provided with finger joints on the front side in a finger jointing device 16 and fed from an intermediate store 17 to a gluing device 18 with which the parallel boards 4 are bonded on the end face until the resulting board web 3 is at least the length of the wood blank to be produced 1 has. The board webs 3 pass through a storage area 19 into a device for plan machining 20 or joining the narrow long side surfaces. Via a further storage area 21, the board webs reach a second glue application device 22, where at least one, but preferably both, narrow long side surfaces are coated with adhesive.
The board webs 3 provided with adhesive are subsequently inserted into a plate tensioning device 23 and pressed together therein in a guide or on a support surface transversely to the longitudinal direction of the board webs 3 until the adhesive has hardened sufficiently.
The glued boards then arrive in a first board intermediate storage 24, from where they are passed through a board planing device 25 in order to process at least one, preferably the downward, large side surface in a first operation. If only one surface was processed in the first operation, it may be appropriate to turn the board in a turning device and to plan the other side in the same or a second board planer 26. If necessary, however, after a first device working from below, a second device working from above is used, so that turning is not necessary.
The plates 2, which are planar on both sides, are optionally received in a second intermediate plate storage 27 and then coated on one or two sides with adhesive in a third glue application device 28. In the subsequent plate pressing device 29, the plates 2 are layered on one another and then pressed together until the adhesive has hardened sufficiently. The wood blanks 1 are optionally stored in a storage area 30 and then cut roughly in a band saw device 31 along the side surfaces. The blanks are ready for processing in the delivery area 32.
FIG. 4 shows a possible embodiment of a finger jointing device 16 with a roller contact surface 16a, on which the end faces of the parallel boards 4 can easily be fed to a tine cutter 16b which is movable in the direction of the roller axes. So that the tines run perpendicular to the board axis, at least one stop or clamping device 16c is provided. The intermediate storage 17 is only shown schematically. The gluing device 18 comprises a first glue application device 18a, press elements 18b which press together two parallel boards 4 at the end, and a high-frequency element 18c which accelerates the curing of the glue.
5 shows the second glue application device 22, where at least one, but preferably both, narrow long side surfaces are coated with adhesive. The board webs 3 provided with adhesive are introduced laterally one after the other into a plate tensioning device 23 which is designed as a rotatable star turner 23a, the board webs 3 being feedable to the star turner via feed rollers 23b. After opening the star-turning clamping elements 23c, the plates can be removed.
6 shows a first board planing device 25, to which the boards 2 can be fed via driven rollers 25a, the planing taking place on the top of the board 2. The plates 2 are turned with a star turner 25b in order to plan the second surface in a second operation or in a second plate planing device 25c.
FIG. 7 shows the third glue application device 28, which applies adhesive to the plates 2 on one or both sides. In the subsequent plate pressing device 29, the plates are layered on one another and then pressed together until the adhesive has hardened sufficiently.