-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines aus mehreren Schnitthölzern bestehenden Konstruktionsschichtholzes sowie ein aus mehreren Schnitthölzern bestehendes Konstruktionsschichtholz.
-
In den vergangenen Jahren hat der Holzbau eine zunehmende Nachfrage erhalten. Insbesondere bei Holzkonstruktionen, wie beispielsweise beim Hausbau, wird zunehmend Holz eingesetzt, da Holz mit sehr vielen positiven Eigenschaften, wie „natürlich“, „behaglich“, „schön“ und „individuell“ in Verbindung gebracht wird. Die Anforderungen an Holzkonstruktionen, insbesondere Balken aus geschichtetem Schnittholz, für solche Holzkonstruktionen, steigen stetig an.
-
Beispielsweise ist für den modernen Holzbau das Konstruktionsvollholz bekannt. Aus Nadelhölzern bester Qualität werden Rohbalken bzw. Schnitthölzer hergestellt. Diese werden getrocknet und nach der Festigkeit sortiert. In diesen Schnitthölzern enthaltene Fehlstellen, beispielsweise festigkeitsmindernde Wuchsabweichungen, Aststellen oder dergleichen werden darauffolgend ausgekappt. Die einzelnen Abschnitte der Schnitthölzer werden durch Keilzinkung verbunden und nach einer Strangbildung auf die gewünschte Endlänge zugeschnitten. Die Seitenflächen der rohen Stränge werden im Anschluss egalisiert. Somit besteht das Konstruktionsvollholz aus einem einschichtigen Aufbau, bei dem die einzelnen Schnitthölzer als Vollholz verarbeitet und nach der Auskappung von Fehlstellen durch Keilverzinkung miteinander verbunden sind.
-
Des Weiteren ist im modernen Holzbau die Herstellung eines sogenannten Brettschichtholzes bekannt. Dabei werden brett- oder lamellenförmige Schnitthölzer aus einer Rohware, also Baumstämmen, hergestellt. Die einzelnen Schnitthölzer werden visuell/maschinell sortiert und Fehlstellen gekennzeichnet. Darauf folgend erfolgt ein Auskappen von Fehlstellen und die Erzeugung von Keilzinkenverbindungen, um die Schnitthölzer, die von den Fehlstellen befreit sind, wieder miteinander zu einem Strang zu verbinden. Anschließend erfolgt eine Kappung des Stranges auf eine vorbestimmte Länge bzw. eine Ziellänge. Nach einer Egalisierung einer Beleimfläche, welche der Breitseite des Schichtholzes entspricht, erfolgt eine Beleimung. Anschließend werden mehrere durch die Keilzinkenverbindung hergestellte Stränge aus den Schnitthölzern miteinander verpresst, es entsteht ein roher Leimbinder. Abschließend erfolgt ein Fertighobeln des rohen Leimbinders, so dass ein vierseitig bearbeitetes Brettschichtholz hergestellt ist.
-
Des Weiteren ist die Herstellung von einem Brettschichtholz zur Herstellung von sogenannten Duobalken und Triobalken bekannt (Duobalken und Triobalken sind eingetragene Marken). Als Basis für die Herstellung solcher Schnitthölzer dienen Bohlen oder Kanthölzer mit einer Dicke bis zu 80 mm bei einer Breite bis zu 280 mm bzw. einer Dicke bis zu 120 mm bei einer Breite von bis zu 100. Die Herstellung solcher mehrschichtiger Duo- oder Triobalken erfolgt in Analogie zum Brettschichtholz mit brett- oder lamellenförmigen Schnitthölzern.
-
Die bisherigen Balkenkonstruktionen benötigen eine Rohware mit großen Dimensionen, das heißt, es werden Baumstämme verwendet, bei denen das Wachstum zwischen 60 und 80 Jahren oder mehr erfordert. Eine solche Rohware wird immer schwerer verfügbar. Dies beruht zum einen darauf, dass ein Messzahlsystem zur Wertung des Starkholzes weggefallen und zum anderen ein verstärkter Einsatz der Spanertechnologie vorgesehen ist, so dass in den oberen Stärkeklassen der Rohwaren, beispielsweise bei einem Wachstum von mehr als sechzig Jahren, insbesondere mehr als achtzig Jahren, keine Preissteigerung mehr möglich ist. Darüber hinaus wird eine vorzeitige Holzernte eingeleitet, um wirtschaftliche Nachteile zu vermeiden, die beispielsweise bei Sturmschäden entstehen. Zudem ist auch eine Reduktion an Produktionsflächen durch Vorgaben des Naturschutzes gegeben. Es werden zunehmend neue Nationalparks entstehen, in denen eine Bewirtschaftung von Nutzflächen untersagt ist.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Konstruktionsschichtholzes zu schaffen, sowie ein Konstruktionsschichtholz vorzuschlagen, um eine kostengünstigere Herstellung zu ermöglichen.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung eines aus mehreren Schnitthölzern bestehenden Konstruktionsschichtholzes geschaffen, bei dem das aus einer Rohware hergestellte Schnittholz visuell oder maschinell sortiert wird, zumindest eine Seitenfläche des Schnittholzes egalisiert wird, auf die zumindest eine Seitenfläche des Schnittholzes zur Bildung einer Beleimfläche ein Klebstoff aufgetragen wird, mehrere Schnitthölzer mit den Beleimflächen gestapelt und durch Verpressung zu einem Konstruktionsschichtholzrohling verleimt werden und jeweils ein stirnseitiges Ende von zwei zueinander zugeordneten Konstruktionsschichtholzrohlingen durch einen Universalkeilzinkenstoß miteinander verbunden werden. Dieses Verfahren ermöglicht, dass auch eine Rohware, also Baumstämme mit einem Wachstum von bis zu 40 oder bis zu 60 Jahren, für die Herstellung des Schnittholzes zur Weiterverarbeitung zu einem Konstruktionsschichtholz verwendet werden können. Der Einsatz von Schwachholz mit einem Alter von zwanzig bis maximal fünfzig Jahren ist durch das Verfahren ermöglicht. Bei einer solchen jüngeren Rohware ist eine bessere Verfügbarkeit als bei Baumstämmen mit einem Wachstum bis zu 60 Jahren oder älter gegeben und somit ein kostengünstigerer Einkauf der Rohware möglich. Darüber hinaus ist bei der Herstellung ein geringerer Energieaufwand für die Trocknung gegeben, da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Schnitthölzer mit einem geringeren Querschnitt als beim Herstellen von Konstruktionsvollholz gemäß dem Stand der Technik eingesetzt werden können. Die Holzqualität ist ebenso höher, durch kleinere Astgrößen. In jüngerem Rundholz liegen geringe Spannungen im Kernbereich im Vergleich zu älteren Rundholz vor, diese kann zu Rissen bei der weiteren Verarbeitung, insbesondere der Schnittholztrocknung, führen. Diese Risse sind qualitätsmindern und erzeugen Ausschussware und eben diese kommen in dem Konstruktionssichtholz nicht vor.
-
Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass nach dem Verleimen der Schnitthölzer in Schichten und via Keilzinkenverbindung, die weiteren Seitenflächen der einzelnen Konstruktionsschichthölzern jeweils die Seitenflächen des Konstruktionsholzrohlings egalisiert werden. Dadurch kann der Konstruktionsholzrohling auf das Endkantenmaß gefertigt werden.
-
Bevorzugt wird der Konstruktionsholzrohling anschließend auf eine Ziellänge gekappt. Dadurch können ebene Stirnflächen am Konstruktionsholzrohling zur Fertigstellung des Konstruktionsschichtholzes hergestellt werden. Die Längenkappung kann auch vor der Egalisierung der Seitenflächen stattfinden bzw. ist abhängig von der Fertigung.
-
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Schnittholz aus einer Rohware zugeschnitten wird, welche in einer schwachen Rundholzklasse klassifiziert wird. Dabei ist vorgesehen, dass die Rundholzklasse 1a bis 2b ausgewählt wird, das heißt, dass Abmessungen der Rohware trockenhaltend eine Stärke von ca. 60 bis 80 mm und eine Breite von 100 bis 150 mm bei einer Länge zwischen drei und fünfeinhalb Meter aufweisen. Dies setzt voraus, dass die Rohware in einem gewissen Übermaß eingeschnitten wird, um Maßverlust durch Schwindung und Egalisierung zu kompensieren.
-
Bevorzugt wird das Schnittholz als Rohware aus Baumstämmen mit einem Durchmesser am Zopfende von 140 bis 255 mm hergestellt. Die Verfügbarkeit solcher Baumstämme ist wesentlich größer und somit ist die Rohware kostengünstiger als ältere Baumstämme.
-
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass eine Sortierung nach DIN 4074 durchgeführt wird, dies kann sein visuell als S10 Sortierung oder maschinell, so dass sortierte Hölzer den Ansprüchen der Festigkeitsklasse C24 entsprechen. Dies bedeutet, dass eine visuelle/maschinelle Sortierung nach Fehlstellen im Schnittholz erfolgt und bei der Erkennung von Fehlstellen im Schnittholz eine vollständige Aussortierung des Schnittholzes erfolgt. Folglich werden nur solche Schnitthölzer für die Herstellung eines Konstruktionsschichtholzes verwendet, bei denen keine oder nur solche geringfügigen Fehlstellen vorliegen, die innerhalb der zulässigen Toleranz sind.
-
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass solche Schnitthölzer weiterverarbeitet werden, welche Fehlstellen nur im Stirnbereich des Schnittholzes aufweisen. Solche Fehlstellen sind unkritisch, da diese bei der Erzeugung des Keilzinkungprofils für eine anschließende Keilzinkverbindung herausgetrennt werden.
-
Bei diesem Verfahren ist bevorzugt vorgesehen, dass sowohl eine Breitseite als auch eine Schmalseite des Schnittholzes als Beleimfläche ausgewählt werden kann. Somit können Konstruktionshölzer geschaffen werden, die zwei oder mehrere miteinander verleimte Schnitthölzer umfassen, die mit der Breitseite oder der Schmalseite verleimt sind. Dadurch können verschiedene Abmessungen und optische Erscheinungsbilder erzielt werden.
-
Bevorzugt weisen die Schnitthölzer rechteckige Zuschnitte auf, wobei deren Dicke gleich oder kleiner als 80 mm, insbesondere in einem Bereich von 60 bis 80 mm, im fertigen Produktzustand ausgebildet ist. Dies ermöglicht einerseits eine kürzere Trocknungszeit und somit eine Energieeinsparung. Darüber hinaus kann eine erhöhte Formstabilität aufgrund der geringeren Schwindung als bei Kanthölzern erzielt werden. Andererseits kann eine hinreichende Steifigkeit bei dem Konstruktionsschichtholz erzielt werden, welches aus einem schwachen Rundholz hergestellt ist.
-
Bevorzugt ist die Rohschnittlänge des Schnittholzes zwischen 2,5 und 5,5 m, wobei bevorzugt gleich lange Rohschnittlängen der Schnitthölzer zur Verleimung zu einem Konstruktionsschichtholz eingesetzt werden. Dadurch ist nach dem Verleimen lediglich ein Abkappen einer Stirnseite für eine einheitliche Bezugsfläche bzw. eine durchgehende Stirnfläche erforderlich, wodurch nur ein geringer Ausschuss entsteht.
-
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird des Weiteren durch ein Konstruktionsschichtholz gelöst, bei welchem mehrere übereinander gestapelte, miteinander verleimte Schichthölzer ein oder mehrere Stoßstellen aufweisen, wobei jede Stoßstelle durch einen sich über den gesamten Querschnitt des Konstruktionsholzrohlings erstreckenden Universalkeilzinkenverbindung gebildet ist.
-
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:
-
1 bis 7 mehrere schematische Darstellungen von einzelnen Verfahrensschritten zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Konstruktionsschichtholzes aus mehreren Schnitthölzern.
-
In den 1 bis 7 sind einzelne Verfahrensschritte zur Herstellung eines aus mehreren Schnitthölzern 12 bestehenden Konstruktionsschichtholzes 11 dargestellt. Ein solches Konstruktionsschichtholz 11 kann auch als Balkenschichtholz bezeichnet werden.
-
In 1 wird in einem ersten Verfahrensschritt eine visuelle oder maschinelle Sortierung und Prüfung des als Rohware bereitgestellten Schnittholzes 12 durchgeführt. Das Schnittholz 12 stammt aus einem schwachen Rundholz, das heißt aus Baumstämmen, deren Zopfende beispielweise gleich oder kleiner 255 mm umfasst. Daraus werden quadratische oder rechteckige Schnitthölzer 12 gesägt, welche zur Herstellung des Konstruktionsschichtholzes 11 bereitgestellt werden. Insbesondere werden die Schnitthölzer 12 mit einer Stärke von weniger als 80 mm und mit einer Breite von weniger als 150 mm gefertigt. Es können sowohl Nadel- als auch Laubhölzer eingesetzt werden, jedoch bevorzugt Nadelhölzer verwendet werden, die eine höhere Tragfähigkeit aufweisen.
-
Bei der visuellen/maschinellen Sortierung gemäß 1 erfolgt eine sogenannte S10-Sortierung nach der DIN 4074 bzw. wird maschinell beurteilt ob die Schnitthölzer die Anforderungen der Festigkeitsklasse C24 erfüllen, wobei jegliche Schnitthölzer 12 aussortiert werden, welche Fehlstellen 24 (4b) umfassen, mit Ausnahme in einem unmittelbaren Stirnbereich 22 der Schnitthölzer 12. Bei den Fehlstellen kann es sich beispielsweise um Risse, Äste, Insektenfraß, Astansammlungen, Fäule, Verfärbung, Reaktionsholz, zu große Jahrringbreiten oder dergleichen handeln.
-
In einer nächsten Bearbeitungsstation gemäß 2a oder 2b werden Seitenflächen 14 des Schnittholzes 12 durch ein Werkzeug 15, wie beispielsweise durch einen Hobel, egalisiert. Bevorzugt werden die beiden einander gegenüberliegenden Seitenflächen 14 des Schnittholzes 12 egalisiert, so dass zwei planparallele Seitenflächen ausgebildet sind. Bei der in 2a dargestellten Ausführungsform werden die Breitseiten egalisiert, um zumindest eine Beleimfläche 17 zu bilden. In 2b werden die Schmalseiten 20 egalisiert.
-
In einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt gemäß 3a wird die Schmalseite 20 mit einem Klebstoff 16 aus einer Auftragsrichtung 19 versehen, so dass eine Beleimfläche 17 gebildet wird. In 3b ist analog die Bearbeitung der Breitseite des Schnittholzes 12 dargestellt, wobei beispielsweise vier Schnitthölzer 12 miteinander verleimt werden. In einer nicht näher dargestellten Presse werden die einzelnen Schnitthölzer 12 mit deren Beleimflächen 17 gegeneinander gepresst und fixiert, so dass diese zu einem Konstruktionsholzrohling 18 gemäß den 3c oder 3d verbunden sind. Dabei können gemäß der Ausführungsform in 3d die breiten Seitenflächen 14 miteinander verleimt werden. Dabei ist vorgesehen, dass beispielsweise zwei oder drei der Schnitthölzer 12 mit deren Jahresringen gleich ausgerichtet und ein stirnseitiges Schnittholz 12 um 180° verdreht ausgerichtet ist.
-
Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass das Schnittholz 12 zur Bildung des Konstruktionsholzrohlings 18 mit dessen Schmalseite 20 verbunden ist (3c), wobei, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, die Jahresringe der beiden verbundenen Schnitthölzer 12 um 180° verdreht zueinander ausgerichtet sind.
-
Die in den 3a und 3b dargestellten Beispiele für die Konstruktionsholzrohlinge 18 werden in einem weiteren Bearbeitungsschritt gemäß 4a und 4b angekappt, das heißt, dass ein Stirnbereich 22 mit einer ebenen Stirnfläche 23 hergestellt wird (4b).
-
Sofern in dem Stirnbereich 22 beispielsweise eine Fehlstelle 24 enthalten ist, wie dies beispielhaft in 4a dargestellt ist, wird diese durch Ankappen entfernt.
-
In einem darauffolgenden Arbeitsschritt werden in einer Bearbeitungsstation gemäß 5a in die Stirnflächen 23 von zwei einander gegenüberliegenden Konstruktionsholzrohlingen 18 Keilzinken 26 eingebracht, welche sich entlang der gesamten Stirnfläche 23 erstrecken. Dies ist im Detail in 5c dargestellt.
-
Anschließend werden die Keilzinken 26 wiederum mit Klebstoff versehen und zu deren Verbindung ineinander gepresst und verleimt. Dabei entsteht ein Universalkeilzinkenstoß 28, der sich über alle am Aufbau des Konstruktionsholzrohlings 18 beteiligten Schnitthölzer 12 erstreckt. In einer letzten Bearbeitungsstation, wie beispielsweise in den 6 und 7 dargestellt ist, werden die weiteren Seitenflächen 14 des Konstruktionsholzrohlings 18 wiederum durch ein Werkzeug 15, insbesondere einen Hobel, egalisiert. Die gegenüberliegende Seitenfläche 14 wird ebenfalls egalisiert und auf das Zielmaß des Konstruktionsschnittholzes 11 abgenommen. Zusätzlich können auch die weiteren Seitenflächen 14 nochmals egalisiert und auf Maß gebracht werden. Anschließend erfolgt noch eine Ablängung des Konstruktionsholzrohlings 18 auf die gewünschte Länge, so dass das Konstruktionsschichtholz 11 bzw. das Balkenschichtholz, welches auf allen Seitenflächen und Stirnflächen bearbeitet wurde, fertiggestellt ist. Eine Ablängung ist auch vor der Egalisierung der Seitenflächen 14 möglich. Eine analoge Bearbeitung erfolgt bei einem Konstruktionsschichtholzrohling 18 gemäß 5c.
-
Das nach diesem Verfahren hergestellte Konstruktionsschichtholz 11 bzw. Balkenschichtholz ist in 7 dargestellt und kann bezüglich der Produkteigenschaften dem Konstruktionsvollholz entsprechen, jedoch ist die Rohware besser und kostengünstiger verfügbar. Aufgrund der niedrigeren Holzfeuchte im Vergleich zu Konstruktionsvollholz wird eine höhere Formstabilität erreicht. Das Konstruktionsschichtholz 11 kann auch aus dem Konstruktionsschichtholzrohling 18 gemäß 3c beziehungsweise 6 bestehen, bei dem die Schmalseiten 20 des Schichtholzes 12 verleimt sind.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- DIN 4074 [0013]
- DIN 4074 [0023]
