-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Dübeln gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und einen Dübel gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 6.
-
Dübel werden in den verschiedensten technischen Anwendungen als Verbindungsmittel eingesetzt. Zur Verbindung von zwei Bauteilen mittels eines Dübels ist es im Allgemeinen notwendig, in die beiden Bauteile eine Bohrung einzuarbeiten. In diese Bohrung wird dann der Dübel eingeführt, sodass dadurch in beiden Bohrungen der beiden Bauteile der Dübel angeordnet ist und damit die Bauteile miteinander verbunden sind. Die beiden Bauteile können zusätzlich stoffschlüssig mittels Klebstoff an der Außenseite des Dübels und an den Bohrungen miteinander verbunden werden. Eine wesentliche Aufgabe eines Dübels ist es, Kräfte senkrecht zu einer Längsachse des Dübels oder einer Längsachse der beiden Bohrungen aufzunehmen, sodass es für einen Dübel aus Holz besonders wichtig ist, dass der Dübel große Schwerkräfte aufnehmen kann.
-
Die Tragfähigkeit von Dübeln aus Holz hängt im Wesentlichen von der Härte des verwendeten Holzes zur Herstellung des Dübels ab. Die verschiedenen Hölzer weisen unterschiedliche Härtegrade auf. Bäume aus Eiche oder Buche weisen beispielsweise einen großen Härtegrad auf und Bäume als Kiefer oder Kastanien weisen einen geringen Härtegrad auf. Für die Herstellung der Dübel wird als Rohholz das Holz des Baumstammes verwendet. Zur Herstellung von Dübeln mit einer großen Scherfestigkeit und damit auch einer großen Härte, wäre es somit notwendig, Dübel aus einem harten Holz herzustellen, jedoch ist dies mit dem wesentlichen Nachteil verbunden, dass teure Holzarten, wie beispielsweise Eiche, für die Dübelherstellung verwendet werden müssten, so dass hohe Kosten für die Herstellung der Dübel auftreten.
-
Die
DE 21 36 846 A1 zeigt ein Verfahren zur Herstellung von Profilstäben oder Profilstücken beliebiger Länge und Stärke aus Holz, vorzugsweise aus Rohholz, wobei das Rohholz, vorzugsweise Baumstämme, auf das Bett einer Schubeinrichtung gefördert, von dieser direkt oder nach einer Zwischenbearbeitung in einem Kalibrierschneidwerkzeug und/oder einer Ablängvorrichtung einem Mehrfachprofilschneidwerkzeug oder einer Kippvorrichtung vor einem Mehrfachstanzwerkzeug zugeführt wird, wonach die geschnittenen Holzteile von einer Abführvorrichtung aufgenommen werden.
-
Die
DE 74 13 111 U1 zeigt ein stabförmiges, einen Schaft aufweisendes Befestigungsmittel, insbesondere einen in ein vorgebohrtes Loch einschlagbaren Dübel, wobei der Schaft des Befestigungsmittels über mindestens einen Teil seiner Länge mit einer Überzugsschicht aus thermoplastischem Kunststoff versehen ist.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Dübels und einen Dübel zur Verfügung zu stellen bei dem der Dübel aus Holz eine große Festigkeit, insbesondere Scherfestigkeit, aufweist und der Dübel preiswert hergestellt werden kann.
-
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren zur Herstellung von Dübeln mit den Schritten: zur Verfügung stellen von Rohholz, Schneiden des Rohholzes mit einer Schneidvorrichtung in Holzteile als Halbfabrikate, Zuführen der Holzteile in eine Dübeltrennvorrichtung, so dass aus den Holzteilen die Dübel abgetrennt werden, wobei als Rohholz Astholz zur Verfügung gestellt wird. Ein Baum umfasst einen Baumstamm und Äste. Wesentliches und entscheidendes Merkmal ist es hierbei, dass das Astholz an den Ästen eine wesentlich größere Härte aufweist als das Holz am Baumstamm. Indem die Dübel aus Astholz hergestellt werden, ist es somit möglich, Dübel mit einer großen Härte bzw. einem Härtegrad nach Brinell bzw. einer Brinellhärte herzustellen bei geringen Herstellungskosten. Äste sind für weitere Anwendungen, beispielsweise zur Herstellung von Möbeln, nicht geeignet. Aus diesem Grund stehen Äste bzw. Astholz preiswert zur Verfügung, weil diese bei der Nutzung von Holz bzw. Bäumen im Allgemeinen lediglich Abfall sind und beispielsweise der Verbrennung zugeführt werden. Dadurch können aus Bäumen auch mit einer geringen Härte am Holz des Baumstamms Dübel hergestellt werden mit einer großen Härte, weil das Astholz eine größere Härte aufweist als der Baumstamm. Bei einer Verwendung von Baumarten mit einer großen Härte und der Herstellung der Dübel aus dem Astholz dieser Baumarten, wie beispielsweise Eiche oder Buche, können extrem hohe Härtegrade für die Dübel für besonders hohe Belastungen preiswert hergestellt werden.
-
In einer zusätzlichen Ausgestaltung werden von einem Baum mit einem Baumstamm und Ästen die Äste von dem Baumstamm abgetrennt und das Astholz dieser abgetrennten Äste als das Rohholz als Astholz für die Herstellung der Dübel zur Verfügung gestellt wird. Nach dem Fällen eines Baumes ist es ohnehin notwendig für die weitere Verwendung des Baumstamms, dass die Äste vom Baumstamm abgetrennt werden. Diese abgetrennten Äste können somit anstelle einer Verwendung für die Verbrennung oder Vernichtung einer sinnvollen und effektiven Verwendung für die Herstellung von Dübeln zugeführt werden.
-
In einer zusätzlichen Ausgestaltung ist die Brinellhärte des Holzes des Astes als das Astholz zur Herstellung der Dübel um wenigstens 10 %, 30 %, 40 %, 50 % oder 60 % größer als die Brinellhärte des Holzes des Baumstammes an dem sich der Ast befunden hat und/oder die Herstellung des Dübels mit Rohholz als Eschenastholz ausgeführt wird und das Eschenastholz weist eine Brinellhärte größer als 50, 60 oder 70 N/mm2 auf. Astholz weist eine größere Brinellhärte auf als das Holz des Baumstammes.
-
Zweckmäßig werden die Dübel nach der Bearbeitung in der Dübeltrennvorrichtung einer Nachbearbeitungsmaschine zugeführt und in der Nachbearbeitungsmaschine wird wenigstens ein Abschnitt in Längsachse des Dübels eingearbeitet, welcher einen kleineren Durchmesser aufweist als außerhalb dieses wenigstens einen Abschnitts in Längsachse des Dübels. Der Dübel weist somit wenigstens zwei Abschnitte mit einem unterschiedlichen Durchmesser auf. Dadurch kann der Dübel für spezielle Anwendungen eingesetzt werden, beispielsweise kann der Dübel in Bohrungen mit einem unterschiedlichen Durchmesser eingeführt werden zur Verbindung von zwei Bauteilen. Vorzugsweise weist der wenigstens eine Abschnitt einen konstanten Durchmesser auf.
-
In einer weiteren Variante weist der Ast des Astholzes eine fiktive Längslinie auf und der Dübel wird dahingehend aus dem Astholz herstellt, so dass die Längsachse des Dübels im Wesentlichen parallel zu der fiktive Längslinie des Astholzes ausgerichtet ist. Ein Ast weist eine Längslinie auf und die Längslinie verläuft im Allgemeinen mittig in dem Ast. Indem der Dübel dahingehend hergestellt wird, dass die Längsachse im Wesentlichen, das heißt mit einer Abweichung von weniger als 30°, 20°, 10° oder 5°, parallel zur Längsrichtung des Astholzes ist, kann dadurch aufgrund der strukturellen und holzanatomischen Eigenschaften zusätzlich die Scherfestigkeit des Dübels erhöht werden.
-
Erfindungsgemäßer Dübel aus einer Holzart, beispielsweise Buchenholz, umfassend einen stabförmigen Schaft zur Einführung in ein Bauteil, wobei der stabförmige Schaft eine radiale Außenseite und zwei axiale Enden aufweist, wobei der Dübel, insbesondere vollständig, aus Astholz hergestellt und/oder ausgebildet ist. In der Holzanatomie werden die Makro- und Mikrostrukturen von Holz erfasst sowie deren Auswirkungen für die biologischen und physikalischen Eigenschaften des Holzes. Beispielsweise mittels Gewebeverteilung und Feinstrukturen der Zellen können Holzeigenschaften bestimmt werden. Als Werkzeuge hierzu werden beispielsweise Lupe, Mikroskop und ein Mikrotom zur Anfertigung von Dünnschnitten in der anatomischen Richtung radial (parallel zu den Holzstrahlen), tangential (parallel zu den Zuwachszonen) und axial/transversal (Querschnitt) ausgeführt werden. Mithilfe einer holzanatomischen Untersuchung ist es somit möglich, Astholz von Holz eines Baumstammes zu unterscheiden und die Art des Holzes zu bestimmen.
-
In einer ergänzenden Variante ist die Brinellhärte des Astholzes des Dübels um wenigstens 10 %, 30 %, 40 %, 50% oder 60 % größer als die Brinellhärte des Holzes der Holzart des Baumstammes, an welchem sich der Ast für das Astholz befunden hat, aus welchem der Dübel hergestellt worden ist.
-
Vorzugsweise sind an der radialen Außenseite in Richtung einer fiktiven Längsachse des Dübels Rillen ausgebildet. Aufgrund der Rillen an der radialen Außenseite des Dübels kann dadurch die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Dübel und dem Bauteil mit der Bohrung leichter hergestellt werden können.
-
In einer ergänzenden Ausgestaltung ist der stabförmige Schaft im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet.
-
In einer zusätzlichen Ausgestaltung weist der stabförmige Schaft wenigstens zwei Abschnitte in Richtung der fiktiven Längsachse des Dübels mit einem unterschiedlichen Durchmesser auf. Bei einer Ausbildung des Schaftes mit wenigstens zwei unterschiedlichen Durchmessern kann somit der Dübel auch in Bohrungen an Bauteilen mit einem unterschiedlichen Durchmesser in vorteilhafter Weise eingeführt werden. Dadurch kann der Anwendungsbereich des Dübels für die verschiedensten technischen Anwendungen, beispielsweise in der Möbelfertigung, im Holzschiffbau, dem Holzhausbau oder der Holzrestauration, wesentlich verbessert werden.
-
In einer weiteren Ausgestaltung wird vor dem Schneiden des Rohholzes in Holzteile als die Halbfabrikate von dem Rohholz die Rinde, insbesondere mit einer Maschine zur Entfernung von Rinde, entfernt.
-
Vorzugsweise ist die Dübeltrennvorrichtung als eine Stanzmaschine, eine Schneidvorrichtung oder als eine Säge ausgebildet.
-
Erfindungsgemäßes Verfahren zur Verbindung von zwei Bauteilen, insbesondere zwei Bauteilen aus Holz, mit den Schritten: zur Verfügung stellen eines ersten Bauteils mit einer Bohrung, zur Verfügung stellen eines zweiten Bauteils mit einer Bohrung, Einführen eines Dübels in die Bohrung des ersten und in die Bohrung des zweiten Bauteils, sodass dadurch in beiden Bohrungen des ersten und zweiten Bauteils der Dübel angeordnet ist und dadurch die beiden Bauteile miteinander verbunden sind, wobei in die zwei Bohrungen der zwei Bauteile ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebener Dübel eingeführt wird.
-
In einer zusätzlichen Ausgestaltung wird zur Verbindung des ersten und zweiten Bauteils mit dem Dübel ein Klebstoff, insbesondere Phenolharze, Epoxidharze oder Polyesterharze, auf die Außenseite des Dübels und/oder auf wenigstens ein Bauteil an der Bohrung aufgebracht. Dadurch kann zusätzlich eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Dübel und dem ersten und/oder zweiten Bauteil hergestellt werden.
-
In einer ergänzenden Ausgestaltung werden die Dübel mittels der Dübeltrennvorrichtung aus den Holzteilen mittels Schneiden, Sägen oder Stanzen abgetrennt.
-
In einer zusätzlichen Variante ist der Dübel aus Eschenastholz ausgebildet und weist eine Brinellhärte von größer als 50, 60 oder N/mm2 auf.
-
In einer ergänzenden Variante wird der Dübel aus Buchenastholz hergestellt und weist eine Brinellhärte größer als 15, 20, 25 oder 30 N/mm2 auf.
-
Die Erfindung umfasst ferner ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit durchgeführt wird.
-
Bestandteil der Erfindung ist außerdem ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit durchgeführt wird.
-
Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
-
Es zeigt:
- 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Dübels in einem ersten Ausführungsbeispiel,,
- 2 eine Draufsicht des Dübels gemäß 3,
- 3 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Dübels in einem zweiten Ausführungsbeispiel,
- 4 eine weitere Seitenansicht eines Baumes,
- 5 eine Längsschnitt eines Astes des Baumes und
- 6 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von Dübeln.
-
In 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Dübels 1 dargestellt. Der Dübel 1 kann für die verschiedensten technischen Anwendungen eingesetzt werden, um ein erstes und zweites Bauteil miteinander zu verbinden. Beispielsweise in der Möbelfertigung, dem Holzschiffbau, dem Holzhausbau oder der Holzrestauration werden hierzu in dieses erste und zweite Bauteil eine Bohrung eingearbeitet und anschließend der Dübel 1 in die beiden Bohrungen der beiden Bauteile eingeschoben, sodass dadurch die beiden Bauteile formschlüssig und im Normalfall auch kraftschlüssig aufgrund einer Vorspannung in radialer Richtung des Dübels in den Bohrungen miteinander verbunden sind. Der Dübel 1 weist eine radiale Außenseite 2 und zwei axiale Enden 3 auf. Mittig oder zentrisch in einem stabförmigen oder zylinderförmigen Schaft des Dübels 1 ist eine fiktive Längsachse 4 positioniert. An den beiden axialen Enden 3 ist eine Phase 5 ausgebildet. Der Dübel 1 weist einen Durchmesser D auf, der konstant ist, das heißt, der zylinderförmige Schaft des Dübels 1 weist über die gesamte Längsausdehnung bzw. der Richtung der Längsachse 4 einen konstanten Durchmesser D auf. An der radialen Außenseite 2 des Dübels 1 sind eine Vielzahl von Rillen 6 in Richtung der Längsachse 4 in den Dübel 1 eingearbeitet.
-
In 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Dübels 1 dargestellt. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem in 1 und 2 dargestellten Dübel 1 beschrieben. Der Dübel 1 ist in einen ersten Abschnitt 7, einen zweiten Abschnitt 8 und einen dritten Abschnitt 9 unterteilt. Die drei Abschnitte 7, 8, 9 sind in einer Längsrichtung der Längsachse 4 des Dübels 1 angeordnet. Dabei weist der Dübel 1 an dem ersten Abschnitt 7 einen Durchmesser D1 auf, an dem zweiten Abschnitt 8 einen Durchmesser D2 und an dem dritten Abschnitt 9 einen Durchmesser D3 . Der Durchmesser D1 ist größer als der Durchmesser D2 und der Durchmesser D2 ist größer als der Durchmesser D3 , sodass die Durchmesser an den Abschnitten 7, 8, 9 in einer Richtung von oben nach unten gemäß der Darstellung in 3 abnehmen.
-
In 4 ist stark vereinfacht ein Baum 10 dargestellt. Der Baum 10 umfasst einen im Wesentlichen vertikal ausgerichteten Baumstamm 11 und eine Vielzahl an Ästen 12. Das obere Ende des Baumstammes 11 wird im Allgemeinen als Baumkrone bezeichnet. Nach dem Fällen des Baumes 10 an einem unteren Endbereich des Baumstammes 11, in dem an diesem unteren Endabschnitt des Baumstamms 11 der Baumstamm 11 durchgetrennt wird, ist es im Allgemeinen notwendig, die Äste 12 von dem Baumstamm 11 zu entfernen. Der Baumstamm 11 wird anschließend im Allgemeinen für beispielsweise die Herstellung von Möbeln verwendet und die Äste 12 sind Abfall und werden beispielsweise als Brennholz eingesetzt. Dadurch kann bei der Verwendung der Äste 12 nur ein sehr geringer Erlös für das Holz erreicht werden. Die Äste 12 weisen eine fiktive Längslinie 13 auf. Die Längslinie 13 ist mittig oder zentrisch an dem Ast 12 positioniert.
-
In 6 ist eine Vorrichtung 15 zur Herstellung von Dübeln 1 dargestellt. Auf ein Transportband 16 wird Rohholz 14 in Form von Ästen 12 und/oder aus Astholz aufgelegt. Die Äste 12 und/oder bereits bearbeitetes Astholz 14 bilden damit das Rohholz 14 zur Herstellung von Dübeln 1 aus Astholz 14. Nach dem Auflegen auf das Transportband 16 wird der Ast 12 bzw. das Rohholz 14 eine Maschine zur Entfernung der Rinde zugeführt. In der Maschine 17 zur Entfernung der Rinde des Astes 12 wird die Rinde an dem Ast 12 mechanisch entfernt. Anschließend wird der Ast 12 ohne Rinde einer Schneidvorrichtung 18 zugeführt. In der Schneidvorrichtung 18 wird das Rohholz 14 als Astholz ohne Rinde in Holzteile als Halbfabrikate geschnitten. Die Schneidvorrichtung 18 ist beispielsweise als eine Pendelgittersäge ausgebildet. Anschließend werden die Holzteile als Halbfabrikate (nicht dargestellt) in einer Herstellungsrichtung 21 der Vorrichtung 15 einer Dübeltrennvorrichtung 19 zugeführt. In der Dübeltrennvorrichtung 19 werden aus den Holzteilen die Dübel 1 hergestellt. Die Dübeltrennvorrichtung 19 ist beispielsweise als eine Stanzmaschine, eine Schneidvorrichtung oder als eine Säge ausgebildet. Optional kann nach der Herstellung der Dübel 19 in der Dübeltrennvorrichtung 19 der bereits hergestellte Dübel 1 weiteren Vorrichtungen zur Nachbearbeitung zugeführt werden (nicht dargestellt). Diese weiteren Vorrichtungen zur Nachbearbeitung sind beispielsweise Maschinen zur Ausbildung von Rillen 6 an einer radialen Außenseite 2 der Dübel 1 und/oder zur Ausbildung einer Phase 5 an den axialen Enden 3 der Dübel 1. Die in der Dübeltrennvorrichtung 19 hergestellten Dübel 1 werden anschließend in einem Aufnahmebehälter 20 aufgenommen.
-
In 5 ist ein Längsschnitt eines Astes 12 dargestellt. Der Ast 12 weist die fiktive Längslinie 13 auf. Die Dübel 1 werden mit der Vorrichtung 15 dahingehend aus dem Astholz 12, 14 herstellt, so dass die Längsachse 4 des Dübels 1 im Wesentlichen parallel zu der fiktive Längslinie 13 des Astholzes 12, 14 ausgerichtet ist.
-
Insgesamt betrachtet sind mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Dübeln 1 und dem erfindungsgemäßen Dübel 1 wesentliche Vorteile verbunden. Die Dübel 1 werden aus Astholz hergestellt und die Dübel 1 sind aus Astholz ausgebildet. Astholz weist an einem Baum 10 eine größere Brinellhärte auf als das Holz an dem Baumstamm 11. Dadurch können die Dübel 11 bei der Verbindung von zwei Bauteilen in vorteilhafter Weise größere Kräfte, insbesondere größere Scherkräfte aufnehmen. Darüber hinaus sind die Dübel 1 in der Herstellung preiswert, da auch bei preiswerteren schnell wachsenden Bäumen 10 mit einer nur kleinen oder geringen Härte am Baumstamm 11 aufgrund der wesentlich größeren Härte bzw. Brinellhärte des Astholzes der Äste 12 die daraus hergestellten Dübel 1 eine große und ausreichende Brinellhärte aufweisen für eine sichere Scherfestigkeit der Dübel 1. Damit kann in vorteilhafter Weise einerseits der Abfall von Ästen 12 bei der Verwendung von Bäumen 10 einer sinnvollen Verwendung zugeführt werden zur Herstellung von Dübeln 1 und darüber hinaus weisen diese preiswert hergestellten Dübel 1 eine größere Brinellhärte auf als Dübel 1, die, wie im Stand der Technik, aus dem Holz des Baumstammes 11 hergestellt sind mit großen Kosten, weil das Holz der Baumstämme 11 teurer ist und kein Abfall ist bei der Nutzung von Bäumen 10.
-
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 Patentliteratur
-
- DE 2136846 A1 [0004]
- DE 7413111 U1 [0005]
