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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von Stirn-
oder Hirnflächen
von Lamellen, bei dem die Stirn- oder Hirnflächen stumpf aneinander gelegt
werden, so dass eine Fuge dazwischen gebildet wird, wobei zumindest
an einer Außenseite
der Lamellen eine die Fuge und die beiden Lamellen zumindest teilweise überlappende
Schicht aus zerspanbarem Material aufgebracht wird. Die Erfindung
betrifft ferner eine Stirn- oder Hirnflächenverbindung für Lamellen,
die mit ihren Stirn- oder
Hirnflächen
stumpf aneinander liegen, so dass eine Fuge dazwischen gebildet
ist, wobei zumindest an einer Außenseite der Lamellen eine
die Fuge und die beiden Lamellen zumindest teilweise überlappende Schicht
aus zerspanbarem Material aufgebracht ist.
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Um
aus einzelnen Lamellen, beispielsweise Holzlamellen, mit einer bestimmten
Länge, üblicherweise
zwischen 1,5 bis 5 m, längere
Lamellen oder theoretisch Endloslamellen herzustellen, müssen die einzelnen
Lamellen an ihren Stirn- oder Hirnflächen miteinander verbunden
werden. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die stumpf
aneinander liegenden Stirn- oder Hirnflächen der Lamellen mittels einer
Verleimung miteinander verbunden werden. Eine Weiterverarbeitung
der aneinander gefügten
Lamellen ist aber erst nach einer vollständigen Austrocknung bzw. Aushärtung der
Leimverbindung möglich.
Dies führt
somit zu Zeitverzögerungen
bei der Weiterverarbeitung und folglich auch zu höheren Fertigungskosten.
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Um
miteinander verbundene Lamellen direkt nach einem Zusammenfügen weiterverarbeiten
zu können,
ist es bekannt, die Endbereiche der Lamellen mit keilförmigen Zinken
gleicher Teilung und gleichen Profils zu versehen, die dann ineinander
greifen und zusätzlich
miteinander verleimt sind. Diese so genannte Keilzinkung ist beispielsweise
in der DIN 68140 (1971) und der DIN EN 385 geregelt. Die Keilverzinkung
hat schon seit mehreren Jahrzehnten ihre Zweckdienlichkeit im Industrieeinsatz
bewiesen und dem Holzbau zum Aufschwung verholfen, da durch die
Keilzinkung die naturgegebenen Längen
von gewachsenem Vollholz überwunden
werden können. Durch
die Keilzinkung ist eine kraftschlüssige Verbindung der beiden
aneinander gefügten
Lamellen ermöglicht.
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Nachteilig
bei der Keilzinkung ist allerdings, dass durch zeitintensive Arbeitsschritte
zunächst
die Keilzinken in den Hirnflächen
der Holzlamellen eingefräst
werden müssen.
Die hierzu erforderliche Keilzinkenfräsmaschine verbraucht dabei
viel Strom, was hohe Energiekosten verursacht. Ferner sind die Fräswerkzeuge
sowohl in der Anschaffung als auch in der Wartung relativ kostenintensiv.
Auch ist es nicht selten der Fall, dass die Beleimung der Keilzinken,
beispielsweise mit Melaminleim o.ä., mittels eines Leimkammes
zum Teil nicht vollständig
erfolgt und zusätzlich
Teile des Leimkammes heraus- oder abbrechen können.
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Schließlich können einige
der Zinken der Holzlamellen abbrechen oder es werden mehrere Zinken
einer Lamelle in ein und demselben Zinkenzwischenraum einer anderen
Lamelle hinein geschoben. Dies gefährdet einerseits die Festigkeit
der Keilzinkung und ergibt andererseits auch eine unschöne Optik
an dem Übergang
der beiden aneinander gefügten
Holzlamellen.
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Die
DE 298 04 878 U1 beschreibt
ein Furnier aus mehreren Furnierelementen zum Verleimen mit einem
Möbel-
oder Bauelement. Die einzelnen Furnierelementen werden zunächst hintereinander
angeordnet und über
eine Stoßfuge
an der Stirnkante miteinander verbunden. Hierzu werden zwei Furnierelemente
in der Stoßfuge
angelegt und auf die Unterseite wird eine im Wesentlichen rechteckförmige Einheit
aus Papier oder Folie aufgeklebt. Die Folien- oder Papiereinheit
weist darüber
hinaus rasterförmig angeordnete
Ausnehmungen auf, die beim späteren Verleimen
des Furniers eine direkte Verleimung der Unterseite des Furniers
mit dem jeweiligen Bauelement ermöglichen.
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Vor
diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine sofort haltende Verbindung von Stirn- oder Hirnflächen von
stumpf aneinander gelegter Holzlamellen mit einer dazwischen gebildeten
Fuge bereitzustellen, durch die gewährleistet ist, dass eine derart
aneinander gefügte
Holzlamelle bis zum Erreichen der Endfestigkeit weiter verarbeitet
werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch
1 sowie durch eine Stirn- oder Hirnflächenverbindung mit den Merkmalen
gemäß Anspruch
7 gelöst.
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Nachfolgend
wird unter dem Begriff „Hirnfläche" auch die Stirnseite
oder Stirnfläche
der zu verbindenden Lamellen verstanden, die insbesondere durch
die Schmalseiten der jeweiligen Lamelle ausgebildet ist.
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Bei
einer Hirnflächenverbindung
bzw. einem Verfahren zum Verbinden von Hirnflächen der eingangs beschriebenen
Art ist erfindungsgemäß vorgesehen,
dass in die Schicht beidseitig zu der Fuge Vertiefungen eingebracht
werden, die durch die Schicht hindurch teilweise in die Lamelle
ragen und eine formschlüssige
Verbindung bilden. Die Lamellen können beispielsweise aus Vollholz,
Holzwerkstoff oder aus einem Material für den Trockenbau sein, beispielsweise
Gipskartonbauplatten oder Gipsfaserplatten.
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Hierdurch
werden während
des Fertigungsprozesses mittels einer Art Vercrimpung die beiden Lamellen,
beispielsweise Holzlamellen, derart miteinander verbunden, dass
ein Druck auf die Fuge erzeugt und aufrechterhalten wird. Ferner
wird eine Biegefestigkeit hergestellt. Durch Vorsehen von mehreren
Schichten an entsprechenden Außenseiten
der Lamellen wird die Stabilität
der Hirnflächenverbindung
weiter erhöht.
Da das überlappende
Material zerspanbar ist, ist es weiterhin möglich, die Lamellen anschließend mit
konventionellen Holzbearbeitungsmaschinen zu bearbeiten, ohne dass
diese entsprechenden Maschinen beschädigt werden oder einem gesteigerten
Verschleiß unterliegen.
Die Vertiefungen können
beispielsweise eine keilförmige,
trapezförmige
oder kugelförmige
Ausgestaltung aufweisen.
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Bevorzugt
wird die Fuge zwischen den Lamellen verklebt, insbesondere verleimt.
Der Klebstoff- oder Leimauftrag auf die Hirnflächen ist einfach, beispielsweise
mittels einer Rolle, zu realisieren.
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Durch
eine Ausrichtung der Vertiefungen von der Fuge fortweisend wird
ein auf die Fuge wirkender Druck erzeugt, so dass die erfindungsgemäße Hirnflächenverbindung
druckfest ist.
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Durch
eine Ausrichtung der Vertiefungen auf die Fuge hinweisend wird die
Hirnflächenverbindung zug-
und somit auch biegefest. Mittels einer bevorzugt gegenläufigen Ausführung mehrerer
formschlüssiger
Vertiefungen, von denen also ein Teil zu der Fuge hinweist und ein
anderer Teil von der Fuge fortweist, wird eine Kraftwirkung in zwei
Richtungen erzielt, so dass gleichzeitig eine druckfeste sowie zugfeste
Hirnflächenverbindung
bereitsteht.
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Bei
einem vorteilhaften erfindungsgemäßen Verfahren werden die Vertiefungen
nacheinander in die überlappende
Schicht eingebracht. Alternativ können die Vertiefungen gleichzeitig
eingebracht werden. Dies ermöglicht
ein rationelleres Vorgehen.
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Bevorzugt
weist die überlappende
Schicht ein Zellulosefaser aufweisendes Material auf. Dies kann
beispielsweise Pappe oder Karton sein, wodurch keine hohen Kosten
verursacht werden.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand der detaillierten Beschreibung unter Bezug
auf die beigefügten
Zeichnungen beispielhaft näher
erläutert,
in denen
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1 – eine herkömmliche
Keilzinkung zweier Holzlamellen zeigt; und
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2 – eine Hirnflächenverbindung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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In 1 ist
in einer perspektivischen Darstellung eine herkömmliche Keilzinkung zur Aneinanderfügung zweier
Holzlamellen 1, 2 gezeigt. Die Holzlamellen 1, 2 sind
an ihren Hirnflächen
miteinander verbunden, so dass zwischen den Holzlamellen 1, 2 eine Fuge 3 entsteht.
In die Hirnflächen
der Holzlamellen 1, 2 sind jeweils einander entsprechende
Zinkenfräsungen 4 eingearbeitet.
Die Zinken 4 werden derart ineinander geschoben, dass die
Holzlamellen 1, 2 aneinander gefügt sind.
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In 2 ist
in einer vergleichbaren perspektivischen Darstellung eine erfindungsgemäße Hirnflächenverbindung
zweier Holzlamellen 11, 12 dargestellt. Die Holzlamellen 11, 12 liegen
mit ihren Hirnflächen
stumpf aneinander, so dass eine Fuge 13 zwischen den Hirnflächen gebildet
ist. Die Fuge 13 kann dabei verleimt sein. An zwei einander
gegenüberliegenden
Außenseiten
der Holzlamellen 11, 12 ist jeweils eine Schicht 14 an
der Fuge 13 vorgesehen, die beide Holzlamellen 11, 12 zumindest
teilweise überlappt.
Die Schicht 14 weist eine der Breite der Holzlamellen 11, 12 entsprechende
Breite auf.
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Die
Schicht 14 besteht bevorzugt aus einem Material bzw. einer
Materialmischung, die Zellulosefasern aufweist, so dass sowohl die
Holzlamellen 11, 12 und die Schicht 14 den
gleichen Grundmaterial bestehen. Die Schicht 14 kann beispielsweise
aus Pappe und/oder einem festen Karton gebildet sein. Folglich steht
für die
Schicht 14 ein als Massenware relativ preiswert herstellbares
Material zur Verfügung.
Aber auch andere Materialien, die beispielsweise Kunststoffe und/oder
Metalle enthalten, sind gegebenenfalls einsetzbar. Auch wenn mit
der Papp-Schicht 14 ein zusätzliches Element bei der Hirnflächenverbindung
eingesetzt wird, bleibt die Verbindung zerspanbar und mögliche Holzverarbeitungsmaschinen
nehmen bei der Weiterverarbeitung keinen Schaden.
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In
die Schicht 14 sind von Außen keilförmige Vertiefungen 15, 16 eingebracht,
die durch die Schicht 14 hindurch in die Holzlamellen 11, 12 teilweise
hinein ragen. Die Vertiefungen werden durch ein geeignetes Stanzwerkzeug,
beispielsweise mit der Form eines Schlitzschraubendrehers, in die Schicht 14 eingeschlagen.
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Da
sich beim Einbringen der Vertiefungen 15, 16 einzeln
und nacheinander mit einem einzigen Stanzwerkzeug (nicht dargestellt)
zur Herstellung einer Vertiefung 15, 16 die Pappschicht 14 durch
das Einschlagen verformen kann, kann es von Vorteil sein, ein Stanzwerkzeug
zu verwenden, das das Einbringen von mehreren Vertiefungen 15, 16 gleichzeitig
ermöglicht.
Auch können
die Holzlamellen 11, 12 und/oder die Schicht 14 beim
Einbringen der Vertiefungen 15, 16 durch geeignete
Halterungen bzw. Klemmen zueinander fixiert gehalten werden.
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Vorteilhaft
sind die Vertiefungen 15, 16 keilförmig ausgebildet
und in Längsrichtung
der aneinander gefügten
Holzlamellen 11, 12 ausgerichtet. Die von der
Stoßfuge 13 fortgerichteten
Vertiefungen 15 gewährleisten
hierbei die Erzeugung des Druckes innerhalb der Stoßfuge 13,
da beim Einbringen der Vertiefungen 15 notwendigerweise
Holzmaterial der Holzlamellen 11, 12 verdrängt und
komprimiert werden muss. Durch die Komprimierung des Holzmaterials
in Richtung der Stoßfuge 13 entsteht
der in der Stoßfuge 13 wirkende
Druck.
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Hierbei
gewährleisten
die auf die Stoßfuge 13 hingerichteten
Vertiefungen 16 die Zugfestigkeit der erfindungsgemäßen Hirnflächenverbindung. Greift
dann eine Zugkraft beispielsweise horizontal an, so muss zuerst
die eigene Steifigkeit der Pappschicht 14 überwunden
werden, bevor es dazu kommt, dass sich die Schicht 14 wölbt, der
Zugkraft nachgibt und sich aus der Vertiefung 16 herauszieht.
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Durch
die vorstehend beschriebene Hirnflächenverbindung der beiden Lamellen 11, 12 sind
diese druck- sowie zugfest mittels der gegenläufig ausgerichteten Vertiefun gen 15, 16 miteinander
verbunden. Es ist ferner denkbar, als Schicht 14 ein Material mit
einer gewissen Vorspannung auszuwählen, die auf die Stoßfuge 13 einen
Druck bewirkt. In diesem Fall ist die Verkeilung bzw. Vercrimpung
nur auf die Zugfestigkeit auszuführen.
Außerdem
könnten
dann die beiden zu verbindenden Holzlamellen 11, 12 horizontal
liegen und es wäre
keine spezielle Fertigungs- und Fördertechnik erforderlich, um
die Vorspannung zu erzeugen, beispielsweise durch Anheben jeweils
einer der beiden Holzlamellen 11, 12 bei der Aufbringung
der Schicht 14.
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In
diesem Zustand kann unabhängig
von der Aushärtung
einer Verleimung in der Fuge 13 die Endloslamelle weiterverarbeitet,
beispielsweise geschnitten oder weitertransportiert, werden. Wenn
die Fuge 13 verklebt oder verleimt ist, kann, sobald die
Verklebung oder Verleimung ihre Endfestigkeit erreicht hat, die
Schicht 14 wieder entfernt werden. Die Lamellen 11, 12 sind
somit stumpf an der Fuge 13 verleimt. Alternativ ist es
denkbar, dass die Pappschicht 14 nicht entfernt wird, sondern
dauerhaft an den Holzlamellen 11, 12 verbleibt.
Dann kann die Schicht 14 beim Einbringen der Vertiefungen 15, 16 auch
gleich in die Holzlamellen 11, 12 eingepresst
werden und somit das Holz komprimieren.