DE102013210374A1 - Verbindung zweier vorzugsweise aus Holzwerkstoff bestehender Platten - Google Patents
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Abstract
Bei einer Verbindung zweier vorzugsweise aus Holzwerkstoff bestehender Platten (1, 2), bei welcher eine Mehrzahl von an den zueinander gewandten Seiten der Platten (1, 2) ausgebildeten Zinken (3) ineinandergreifen, weisen die miteinander zusammenwirkenden Seitenflächen (5) der Zinken (3) eine von einer ebenen Fläche abweichende Formgebung auf, sodass sowohl zweiseitiger Formschluss quer zur Plattenebene der einen Platte (1) als auch zweiseitiger Formschluss quer zur Plattenebene der anderen Platte (2) besteht.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindung zweier vorzugsweise aus Holzwerkstoff bestehender Platten, bei welcher eine Mehrzahl von an den zueinander gewandten Seiten der Platten ausgebildeten Zinken ineinandergreifen. Die Erfindung betrifft weiters eine Platte zur Herstellung einer solchen Verbindung.
- Es ist bekannt, Platten, insbesondere solche aus Holz oder einem Holzwerkstoff, mittels ineinandergreifender Zinken im Sinne einer Spundung oder Zinkung miteinander zu verbinden, wobei dies insbesondere Eckverbindungen, aber auch Verbindungen in einer Ebene betrifft. Die Platten werden zu diesem Zweck mit einer Mehrzahl von Zinken versehen, zwischen denen Nuten oder Ausnehmungen verbleiben, in denen die Zinken der jeweils anderen Platte eingreifen. Die Seitenflächen der Zinken, d.h. die die Nuten begrenzenden Seitenwände, der einen Platte wirken hierbei meist flächig mit den Seitenflächen der Zinken der anderen Platte zusammen und bilden einen Formschluss. Die entstehende Verbindung ist jedoch nicht selbstsichernd, sondern muss durch zusätzliche mechanische oder chemische Hilfsmittel fixiert werden, wie z.B. durch Beschläge, Klebstoff oder dgl. Nuten und Zinken fixieren bei der herkömmlichen Verbindungstechnik nur die Position der zu verbindenden Platten zueinander, sind jedoch ohne die oben beschriebenen Hilfsmittel wieder leicht zu lösen.
- Zur Verbesserung von Eckverbindungen wurden bereits Zinken vorgeschlagen, deren Seitenflächen konvergierend ausgebildet sind und in schwalbenschwanzartige Zinken der anderen Platte eingreifen. Dies führt zu einem zusätzlichen Formschluss in einer Richtung quer zu der Plattenebene der einen der beiden Platten. In einer Richtung quer zur Plattenebene der anderen Platte verbleibt jedoch eine freie Beweglichkeit der ineinandergreifenden Zinken, sodass die Eckverbindung in dieser Richtung leicht gelöst werden kann.
- Die vorliegende Erfindung zielt daher darauf ab, Verbindungen, insbesondere Eckverbindungen von Platten dahingehend zu verbessern, dass diese möglichst ohne Werkzeug hergestellt, aber kaum zerstörungsfrei gelöst werden können. Es soll eine Verbindungstechnik insbesondere für dünne Möbelplatten geschaffen werden, die ohne zusätzliche Verbinder (z.B. Dübel, Klebstoff, Beschläge) auskommt, aber trotzdem hoch belastbar ist.
- Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Verbindung der eingangs genannten Art im Wesentlichen derart weitergebildet, dass die miteinander zusammenwirkenden Seitenflächen der Zinken eine von einer ebenen Fläche abweichende Formgebung aufweisen, sodass sowohl zweiseitiger Formschluss quer zur Plattenebene der einen Platte als auch zweiseitiger Formschluss quer zur Plattenebene der anderen Platte besteht. Die erfindungsgemäße Verbindungstechnik ersetzt die bisher planen Seitenflächen der Zinken durch eine z.B. gekrümmte oder V-artige Fläche, wobei die zusammenwirkenden Seitenflächen vorzugsweise vollflächig aneinander liegen. Dadurch ergibt sich ein Formschluss in alle Raumrichtungen, sodass die Verbindung kaum zerstörungsfrei gelöst werden und auf zusätzliche Verbindungs- oder Sicherungsmittel verzichtet werden kann. Die erfindungsgemäße Formgebung der Seitenflächen der Zinken erfordert eine bestimmte Elastizität des Plattenmaterials, damit die Zinken der einen Platte in die zwischen den Zinken der anderen Platte ausgebildeten Nuten eingepresst werden können. Die elastischen Eigenschaften von Holz sind beispielsweise dafür ausreichend. Beim Zusammenfügen wird das Plattenmaterial komprimiert. Nach der Montage dehnt sich das Plattenmaterial wieder aus, so dass die Platten über die erfindungsgemäß geformten Seitenflächen fest miteinander verbunden sind.
- Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Seitenflächen der Zinken eine zumindest einachsige Krümmung aufweisen. Eine einachsige Krümmung ist insbesondere beim Zusammenwirken von Zinken mit konvergierenden Seitenflächen mit schwalbenschwanzartigen Zinken ausreichend, um einen Formschluss in alle Raumrichtungen sicherzustellen.
- Besonders bevorzugt ist eine Ausbildung, bei der die Seitenflächen der Zinken eine zweiachsige Krümmung aufweisen, d.h. eine erste Krümmung um eine erste Achse, der eine zweite Krümmung um eine zweite Achse überlagert ist. Die erste Krümmung sorgt hierbei für einen Formschluss in eine erste Richtung und die zweite Krümmung für einen Formschluss in eine zweite Richtung, die zur ersten Richtung bevorzugt senkrecht verläuft.
- Bevorzugt weisen die Seitenflächen der Zinken einer Platte jeweils eine konvexe und eine konkave Krümmung auf, wobei die Achse der konvexen Krümmung und die Achse der konkaven Krümmung senkrecht zueinander stehen, wobei bevorzugt die Achse der konvexen Krümmung senkrecht zur Ebene dieser Platte verläuft.
- Das Zusammenfügen der beiden Platten kann vereinfacht werden, indem bevorzugt die Zinken der einen Platte eine die Dicke der anderen Platte übersteigende Höhe aufweisen. Die Nuten sind somit ein wenig tiefer ausgebildet als die Plattenstärke, womit die Zinken ein wenig über die verbundene Platte überstehen. Bei einer in der Draufsicht auf die Plattenfläche konvexen Ausbildung der Seitenflächen ergibt sich auf Grund der Verjüngung der Zinken zur Plattenaußenkante hin der Effekt, dass die Zinken an ihren freien Enden (d.h. an den Stirnseiten) schmäler sind als die Nuten, in die diese eingeführt werden sollen, was das Zusammenfügen erleichtert. Ein ähnlicher Effekt kann zusätzlich oder alternativ dadurch erreicht werden, dass die konvex gekrümmten Seitenkanten der Seitenflächen abgerundet ausgebildet sind.
- Die Haltekraft der Verbindung kann bevorzugt noch dadurch verbessert werden, dass die Zinken an ihren freien Enden eine größere Breite aufweisen als am Grund der zwischen den Zinken angeordneten Nuten. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Mittelpunkt der jeweiligen Flächenkrümmungen nach außen verschoben ist.
- Die Erfindung eignet sich besonders gut zur Ausbildung einer Eckverbindung. Grundsätzlich kann das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip aber auch für beliebige andere Plattenanordnungen genutzt werden, solange ineinandergreifende Zinken zum Einsatz gelangen. Insbesondere können die Platten in einem von 90° verschiedenen Winkel zueinander angeordnet sein, wie z.B. 45, 135 oder 180°.
- Bevorzugt bestehen die Platten im Rahmen der Erfindung aus einem Holzfaserwerkstoff, insbesondere sind die Platten als mitteldichte (MDF) oder hochdichte (HDF) Faserplatten ausgebildet. Beispielsweise können HDF Möbelplatten zum Einsatz gelangen.
- Mit der erfindungsgemäßen Verbindung können sowohl dünne wie auch dickere Platten miteinander verbunden werden. Auch verschieden dicke Platten können miteinander verbunden werden. In der Regel entspricht jedoch die Tiefe der Nut oder die Höhe der Zinken der Dicke der zu verbindenden Platten.
- Am besten lassen sich die Vorteile der Erfindung bei der Verbindung von dünnen Platten anwenden. Unter dünnen Platten werden hierbei Platten mit einer Dicke von 3–8 mm, insbesondere 4 mm verstanden. Die Verbindung dünner Platten kann mit herkömmlichen Techniken nur schlecht gesichert werden. Man kann diese Verbindungen weder mit Dübeln noch mit Beschlägen befriedigend sichern. Auch Kleben ist auf Grund der geringen Kontaktflächen nur begrenzt zielführend. Von 4 mm Möbelplatten gibt es eine Vielzahl von Oberflächen auf dem Markt. Es gibt sie auch mit Grundierung, auf die beliebige Muster preiswert gedruckt werden können. Die Möbelplatten eignen sich also sehr gut zur Herstellung von Kleinmöbeln oder Schubladen mit schönen Oberflächen. Sie werden jedoch auf Grund der bis jetzt schlechten Verbindungsmöglichkeit dieser Platten fast nur für Möbelrückwände verwendet, die in eine Nut der Seitenwände eingeschoben werden. Schubladen werden wegen der Verbindungsproblematik aus Platten gebaut, die dicker sind als dies für die Statik erforderlich wäre. Auf Grund der Erfindung können die beschriebenen dünnen Möbelplatten nunmehr problemlos und zu niedrigen Preisen für den Bau von Möbeln, insbesondere Kleinmöbeln verwendet werden. Dadurch, dass keine gesonderten Verbinder zum Einsatz gelangen, ergibt sich der Wegfall von Metall und von chemischen Stoffen, sodass ein sortenreines Produkt entsteht und dem Umweltschutz Rechnung getragen werden kann.
- Die Herstellung der konkav geformten Plattenkanten kann bei dickeren Platten mit speziell geformten Fräswerkzeugen mechanisch durchgeführt werden. Dünne Platten (z.B. 4mm HDF Platten) können preiswerter mittels Laser geschnitten werden. Die Erfindung schlägt daher weiters ein Verfahren zum Schneiden von Zinken mit gekrümmten Seitenflächen an einer Stirnseite einer vorzugsweise aus Holzwerkstoff bestehenden Platte vor, das sich dadurch auszeichnet, dass das Schneiden mittels Laserschneiden, insbesondere Laserstrahlsublimierschneiden vorgenommen wird, wobei ein im Wesentlichen senkrecht zur Plattenebene gerichteter Laserstrahl in einer Fokussieroptik gebündelt wird, sodass der Brennpunkt innerhalb der Materialstärke der Platte liegt und sich eine konkav gekrümmte Seitenfläche der Zinke mit in der Plattenebene und senkrecht zum Laserstrahl verlaufender Krümmungsachse entsteht. Dabei macht sich das erfindungsgemäße Verfahren den Effekt zunutze, dass die beim Laserschneiden entstehende Hitze am Brennpunkt des Laserstrahls am größten ist, sodass der Laserstrahl am Brennpunkt mehr Material verbrennt als davor und dahinter. Dadurch ergibt sich ein im Querschnitt konkav geformter Schlitz.
- Durch das Zusammenspiel von Brennweite, Leistung und Schnittgeschwindigkeit kann die ideale konkave Schnittkante ermittelt werden.
- Bevorzugt wird hierbei so vorgegangen, dass der Laserstrahl entlang einer gekrümmten Bahn bewegt wird, sodass die Seitenfläche der Zinke weiters eine konvexe Krümmung mit parallel zum Laserstrahl verlaufender Krümmungsachse erhält.
- Die Erfindung wird nun anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen
1 zwei Platten, welche mit einer erfindungsgemäßen Verbindung verbunden werden können,2 eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindung,3 eine Detailansicht der erfindungsgemäßen Verbindung zweier in einem Winkel von 90° zueinander stehenden Platten in dreidimensionaler Darstellung,4 eine Detailansicht einer erfindungsgemäßen Verbindung zweier in einem Winkel von 90° zueinander stehenden Platten in zweidimensionaler Darstellung,5 eine Detailansicht von erfindungsgemäßen Verbindungselementen einer Platte,6 eine Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung von erfindungsgemäßen Verbindungselementen. - In
1 sind schematisch zwei Platten1 und2 dargestellt, wobei beide Platten1 und2 in derselben Ebene liegen. Die Platten1 und2 verfügen jeweils über mehrere Zinken3 und dazwischenliegende Nuten4 . Die Seitenflächen5 der Zinken3 weisen eine erfindungsgemäße Formgebung auf. Durch ein Ineinanderfügen der Platte1 mit der Platte2 durch Einpressen der Zinken3 in die entsprechenden Nuten4 der jeweils anderen Platte1 oder2 entlang der Achse6 entsteht eine Verbindung, welche sich sowohl durch einen zweiseitigen Formschluss entlang der Achse6 als auch einen zweiseitigen Formschluss entlang der Achse7 sowie einen zweiseitigen Formschluss entlang der Achse8 auszeichnet. Zweiseitiger Formschluss bedeutet, dass die Platten entlang der Achsen6 ,7 und8 weder in die eine noch in die andere Richtung relativ zueinander verschoben werden können, ohne wenigstens eines der Verbindungselemente, d.h. der Zinken3 , zu deformieren. Diese Verbindung kann auch zwischen zwei senkrecht zueinander stehenden Platten hergestellt werden. - In
2 sind schematisch zwei Platten9 und10 dargestellt, wobei die Platte9 in einer Ebene senkrecht zur Platte10 liegt. Die Platte9 verfügt über Zinken3 und Nuten4 , wobei diese am Rand der Platte9 angeordnet sind. Die Platte10 verfügt über Zinken11 und Nuten12 , wobei in dieser Ausbildung die Nuten12 von Durchbrechungen der Platte10 gebildet sind, d.h. von vier Flächen der Platte10 begrenzt sind, während die Nuten4 durch zwei oder drei Flächen der Platte9 begrenzt sind. Die Seitenflächen5 der Zinken3 und11 sind mit einer erfindungsgemäßen Formgebung ausgestattet. Ein Zusammenfügen der Zinken3 und11 mit den entsprechenden Nuten4 und12 führt zu einer erfindungsgemäßen Verbindung, welche zweiseitige Formschlüsse in alle3 Raumrichtungen aufweist. - In
3 ist ein Detailausschnitt zweier Platten1 und2 dargestellt, wobei diese Platten1 und2 in einem Winkel von 90° zueinander stehen. Von der Platte1 sind eine Nut4 sowie zwei nur teilweise dargestellte Zinken3 gezeichnet. Die Platte2 ist mit einer Zinke3 sowie zwei nur teilweise dargestellten Nuten4 gezeichnet. Die Seitenflächen5 weisen eine zweiachsige Krümmung, eine Ausbildung der erfindungsgemäßen Formgebung, auf. Durch Druck auf die Platte1 quer zur Plattenebene in Richtung der Platte2 und gleichzeitigen Druck auf die Platte2 entlang der Plattenebene in Richtung der Platte1 rasten die Zinken3 der einen Platte in die Nuten4 der anderen Platte unter elastischer Verformung des Plattenmaterials ein und es entsteht eine erfindungsgemäße Verbindung. Die Seitenflächen5 umfassen eine bezüglich einer senkrecht zur Plattenebene verlaufenden Achse konvexe Krümmung, wie an der mit22 bezeichneten Linie erkennbar ist, und umfassen eine bezüglich einer senkrecht zur anderen Plattenebene verlaufenden Achse konkave Krümmung, wie an der mit23 bezeichneten Linie erkennbar ist. Die im verbundenen Zustand miteinander zusammenwirkenden Seitenflächen5 liegen so übereinander, dass ein vollständiger Flächenschluss zwischen den Seitenflächen5 der Platten1 und2 hergestellt ist, d.h. die Flächen liegen vollständig aufeinander. - In
4 ist ein Detailausschnitt zweier Platten1 und2 in zusammengefügtem Zustand dargestellt, welche ebenso wie in3 senkrecht zueinander stehen. Die Formgebung der Seitenflächen5 der Zinken3 der Platten1 und2 ist mit der Ausbildung in3 identisch. In dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindung sind die Zinken3 der Platten1 und2 mit einer die Dicke der Platten1 und2 übersteigenden Höhe ausgestaltet. Dadurch ergibt sich die über die Platte1 hinausstehende Länge13 , wodurch eine Breite21 eines Zinken3 an seinem freien Ende geringer ist, als wenn die Zinken3 mit einer geringeren Höhe ausgestaltet sind. Durch die dadurch entstehende vergrößerte Öffnung der Nuten4 wird ein leichteres Einführen der Zinken3 in die Nuten4 ermöglicht. - In
5 ist ein Detail der Verbindungselemente einer Platte2 in einer weiteren Ausführungsform dargestellt. Die Seitenflächen5 der Zinken3 weisen eine Krümmung wie in3 und4 auf, wobei in dieser Ausbildung der erfindungsgemäßen Formgebung der Seitenflächen5 der Mittelpunkt der konvexen Krümmung der Seitenflächen5 nicht auf der Hälfte der Strecke14 von einem freien Zinkenende15 zu einem Nutengrund16 liegt, sondern in Richtung des freien Zinkenendes15 verschoben ist. Dadurch ergibt sich eine größere Breite der Zinken3 an ihrem freien Ende15 als am Nutengrund16 . Diese Ausbildung kann die Haltekraft der Verbindung vorteilhaft beeinflussen. Der Mittelpunkt der konkaven Krümmung der Seitenflächen ist in demselben Ausmaß verschoben, was in5 jedoch nicht ersichtlich ist. - In
6 wird ein Verfahren zum Schneiden von Zinken mit gekrümmten Seitenflächen5 gezeigt. Ein Laserstrahl17 wird entlang einer konvexen Bahn geführt, sodass eine konvexe Krümmung18 entsteht. Dadurch, dass der Laserstrahl17 am Brennpunkt20 mehr Material verbrennt als davor und dahinter, ergibt sich zusätzlich eine konkave Krümmung19 . Das Ergebnis dieses Verfahrens ist eine zweiachsige Krümmung der Seitenfläche5 eines Zinkens3 .
Claims (21)
- Verbindung zweier vorzugsweise aus Holzwerkstoff bestehender Platten, bei welcher eine Mehrzahl von an den zueinander gewandten Seiten der Platten ausgebildeten Zinken ineinandergreifen, dadurch gekennzeichnet, dass die miteinander zusammenwirkenden Seitenflächen (
5 ) der Zinken (3 ) eine von einer ebenen Fläche abweichende Formgebung aufweisen, sodass sowohl zweiseitiger Formschluss quer zur Plattenebene der einen Platte (1 ) als auch zweiseitiger Formschluss quer zur Plattenebene der anderen Platte (2 ) besteht. - Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflächen (
5 ) der Zinken (3 ) eine zumindest einachsige Krümmung aufweisen. - Verbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflächen (
5 ) der Zinken (3 ) eine zweiachsige Krümmung aufweisen. - Verbindung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflächen (
5 ) der Zinken (3 ) jeweils eine konvexe und eine konkave Krümmung aufweisen. - Verbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse der konvexen Krümmung und die Achse der konkaven Krümmung senkrecht zueinander stehen, wobei die Achse der konvexen Krümmung bevorzugt senkrecht zur Plattenebene verläuft.
- Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zinken (
3 ) an ihren freien Enden eine größere Breite aufweisen als am Grund der zwischen den Zinken (3 ) angeordneten Nuten (4 ). - Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zinken (
3 ) der einen Platte (1 ) eine die Dicke der anderen Platte (2 ) übersteigende Höhe aufweisen. - Verbindung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die konvex gekrümmten Seitenkanten der Seitenflächen (
5 ) abgerundet ausgebildet sind. - Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung als Eckverbindung ausgebildet ist.
- Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (
1 ,2 ) aus einem Holzfaserwerkstoff bestehen, insbesondere als mitteldichte oder hochdichte Faserplatten ausgebildet sind. - Platte (
1 ), die vorzugsweise aus Holzwerkstoff besteht, zur Herstellung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend eine Mehrzahl von Zinken (3 ), deren Seitenflächen (5 ) eine zumindest einachsige Krümmung aufweisen. - Platte (
1 ) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflächen (5 ) der Zinken (3 ) eine zweiachsige Krümmung aufweisen. - Platte (
1 ) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflächen (5 ) der Zinken (3 ) jeweils eine konvexe und eine konkave Krümmung aufweisen. - Platte (
1 ) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse der konvexen Krümmung und die Achse der konkaven Krümmung senkrecht zueinander stehen, wobei die Achse der konvexen Krümmung senkrecht zur Plattenebene verläuft. - Platte (
1 ) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zinken (3 ) an ihren freien Enden eine größere Breite aufweisen als am Grund der zwischen den Zinken (3 ) angeordneten Nuten (4 ). - Platte (
1 ) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die konvex gekrümmten Seitenkanten der Seitenflächen (5 ) abgerundet ausgebildet sind. - Platte (
1 ) nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (1 ,2 ) aus einem Holzfaserwerkstoff bestehen, insbesondere als mitteldichte oder hochdichte Faserplatten ausgebildet sind. - Möbelstück, das zumindest teilweise aus jeweils mittels einer Verbindung, insbesondere Eckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 miteinander verbundenen Platten (
1 ,2 ) aufgebaut ist. - Verfahren zum Schneiden von Zinken mit gekrümmten Seitenflächen an einer Stirnseite einer vorzugsweise aus Holzwerkstoff bestehenden Platte, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneiden mittels Laserschneiden, insbesondere Laserstrahlsublimierschneiden vorgenommen wird, wobei ein im Wesentlichen senkrecht zur Plattenebene gerichteter Laserstrahl in einer Fokussieroptik gebündelt wird, sodass der Brennpunkt innerhalb der Materialstärke der Platte liegt und so eine konkav gekrümmte Seitenfläche der Zinke mit in der Plattenebene und senkrecht zum Laserstrahl verlaufender Krümmungsachse entsteht.
- Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl entlang einer gekrümmten Bahn bewegt wird, sodass die Seitenfläche der Zinke weiters eine konvexe Krümmung mit parallel zum Laserstrahl verlaufender Krümmungsachse erhält.
- Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte aus einem Holzfaserwerkstoff besteht, insbesondere als mitteldichte oder hochdichte Faserplatte ausgebildet ist.
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