DE10254040B3

DE10254040B3 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung gebogener tragfähiger Bauelemente aus Holz in Leimschichtbauweise

Info

Publication number: DE10254040B3
Application number: DE2002154040
Authority: DE
Inventors: Oluf Redlefsen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-11-20
Filing date: 2002-11-20
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2022-11-21

Abstract

Verfahren zur Herstellung gebogener Bauelemente aus Holz in Leimschichtbauweise, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Mit Leim versehene Bretter vorgegebener Abmessungen werden an aneinanderstoßenden Enden zugfest miteinander verbunden; das so gebildete Endlosbrett wird auf einem drehbar antreibbaren Rotor zu einem mehrschichtigen Wickelkörper aufgewickelt bis zur gewünschten Dicke des Bauelements, wobei die Aufwicklung gegen eine vorgegebene Zugkraft an dem Endlosbrett erfolgt. Nach dem Aushärten des Leims wird der Wickelkörper durch Schnitte quer zu seiner Erstreckung in einzelne Bauelemente aufgeteilt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung gebogener Bauelemente aus Holz in Leimschichtbauweise nach dem Patentanspruch 1.
Bauelemente in Holzleimschichtbauweise sind seit langem für die verschiedenen Zwecke in Anwendung. Besonders häufig werden sie als Binder zur Erstellung von Gebäuden verwendet.

Bei der Leimbauweise werden die einzelnen miteinander verleimten Schichten von Brettern gebildet, die miteinander verleimt Tragteile bilden können. Bei gebogenen Tragteilen ist erforderlich, die einzelnen Bretter in die gebogene Form zu zwingen und dabei miteinander zu verpressen unter Zwischenschaltung einer Leimschicht. Dieses Ver fahren ist verhältnismäßig aufwendig. Insbesondere werden hohe Kräfte benötigt, um die gebogene Form herzustellen. Eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens ist in WO 91/09712 offenbart. Ein mehrschichtiges Brett mit einzelnen Leimschichten dazwischen wird einendig eingespannt und mit Hilfe einer Walze, die entlang einer bogenförmigen Bahn geführt ist, gegen Widerlagern, die an einzelnen sternförmig angeordneten Speichen ausgebildet sind, zu einem Bogen geformt.

Aus DE 15 28 221 ist bekannt geworden, Leim auf ein Endlosfurnier aufzutragen, das Endlosfurnier auf einem Grundkörper zu einem mehrschichtigen Wickelkörper aufzuwickeln und einzelne ringförmige Holzelemente nach dem Aushärten des Wickelkörpers durch Querschneiden zu erzeugen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von gebogenen Bauelementen in Holzleimbauweise anzugeben, das sich mit relativ einfachen und unaufwendigen Mitteln durchführen läßt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden leistenförmige Bretter vorgegebener Abmessungen an den anstoßenden Enden zugfest zu einem Endlosbrett miteinander verbunden. Dies erfolgt z.B. durch einen zugfesten Formschluß der Enden der Bretter, wobei diese vorher entsprechend gefräst oder geschnitten worden sind. Vorzugsweise erfolgt dies über ein sogenanntes Verzinken. Schwalbenschwanzartige Abschnitte an den Enden wirken mit komplementären schwalbenschwanzförmigen Ausnehmungen zusam men. Ausnehmungen und Abschnitte werden miteinander verleimt. Auf diese Weise wird sozusagen ein Endlosbrett hergestellt. Auf das Endlosbrett wird Leim aufgetragen. Das Endlosbrett wird entgegen einer vorgegebenen Zugkraft auf einem drehend angetriebenen Rotor aufgewickelt. Der Rotor weist einen oder mehrere Anlageabschnitte auf mit einer Anlagefläche, gegen welche die erste Lage zur Anlage gebracht wird. Auf diese Weise wird auf dem Rotor ein Wickelkörper hergestellt, wobei die Anzahl der Bretterlagen durch die gewünschte Dicke des Bauelements vorgegeben ist. Die einzelnen Lagen sind miteinander verleimt. Nach dem Aushärten des Leims wird der Wickelkörper quer zur axialen Erstreckung geschnitten, und zwar in die jeweils gewünschten Segmente vorgegebener Länge. Das Schneiden kann auf dem Rotor erfolgen. Alternativ kann der Wickelkörper vom Rotor auch entfernt und dann aufgeschnitten werden.

Das vorderste Ende des Endlosbretts wird nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorzugsweise angeschrägt, so daß ein sanfter Übergang von der ersten zur zweiten Lage ermöglicht wird. Zur Aufbringung der gewünschten Zugkraft, mit der das Endlosbrett auf dem Rotor aufgewickelt wird, ist das vordere Ende in geeigneter Weise am Rotor anzubringen. Es ist auch denkbar, am Umfang des Rotors bzw. an der Außenseite der Anlagefläche, an der das vordere Ende des Endlosbretts liegt, eine Vertiefung vorzusehen, in der das vordere Ende versenkt ist, um den Übergang zur nächsten Lage sanfter zu gestalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist etliche Vorteile auf. Nur dort, wo das Endlosbrett auf den Rotor gewickelt wird, ist Leim aufzubringen und ein Andruck zu erzeugen. Dieser Andruck wird erfindungsgemäß im wesentlichen durch die Zugkraft aufgebracht, die relativ leicht zu regulieren ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat auch den Vorteil, daß schneller aushärtende Leime verwendet werden können. Es ermöglicht auch einen leichten und präzisen Leimauftrag mit Hilfe einer Walze oder über ein Sprühverfahren.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich mit Präzision ein Leimholzträger Bzw. -binder herstellen, da zunächst ein geschlossener Wickelkörper hergestellt wird. Da die aufzubringende Kraft für die Formgebung relativ gering ist, kann auch ein relativ dickes Brett verwendet werden. Es sind daher weniger Schichten erforderlich und damit auch weniger Leim. Außerdem ist dadurch eine Zeitersparnis erzielt.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist einen Rotor auf, der von einem Antriebsmotor über ein Übersetzungsgetriebe antreibbar ist. Der Rotor braucht nur eine geringe Umdrehungsgeschwindigkeit auszuführen, was nur über ein Übersetzungsgetriebe verwirklichbar ist. Der Rotor weist Anlageabschnitte auf mit konvex gebogener Außenfläche derart, daß ein Endlosbrett zu einer geschlossenen runden Kontur auf den Abschnitten aufwickelbar ist. Die bevorzugte Form ist die Kreisform, wobei jedoch auch Abweichungen von der Kreisform möglich sind. Die Form wird allein durch die Kontur bestimmt, welche die Außenflächen der Anlageabschnitte annehmen. Vor dem Aufwickeln wird das Endlosbrett in geeigneter Weise beleimt. Mit Hilfe einer geeigneten Bremse wird die erforderliche Zugkraft aufgebracht, welche dafür sorgt, daß sich das Endlosbrett an die Kontur der Anlageabschnitte anpaßt.

Es ist denkbar, den Rotor als eine Art Rad auszubilden, dessen Umfangsfläche die Anlagefläche bildet. Bei größeren Bindern oder Trägern hat ein solches Rad z.B. einen Durchmesser von 15 m.

Alternativ kann das Rad oder der Radreifen aus einer Anzahl von Kreissegmenten gebildet sein, die gegebenenfalls auch einen Abstand voneinander aufweisen und deren konvexe Außenflächen die Anlageflächen bilden.

Um einen Wickelkörper von unterschiedlichem Innenradius zu erzeugen, ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Segmente radial verstellbar sind.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist der Rotor Speichen auf, an denen die Anlageabschnitte angebracht sind. Die Anlageabschnitte können auch an den Speichen in radialer Richtung in unterschiedlichen Positionen festgelegt werden, um den Innenradius des Wickelkörpers und damit der Bauelemente zu verändern.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Rotor eine Scheibe aufweist, und die Anlageabschnitte an einer Stirnseite der Scheibe anbringbar sind. Zu diesem Zweck kann die Stirnseite eine Reihe von Anbringungspunkten aufweisen, z.B. Öffnungen, um die Anlageabschnitte zu befestigen.

Um das Anlegen des Endlosbrettes auf dem Rotor bzw. an den Anlageflächen zu verbessern, sieht eine andere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß dem Rotor eine Andrückrolle zugeordnet ist.

Es sind verschiedene Möglichkeiten denkbar, eine Bremse zu realisieren. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht hierzu vor, daß die Bremse ein Rollenpaar aufweist mit an gegenüberliegenden Seiten des Endlosbretts und vorgegebener Kraft angreifenden Rollen, wobei mindestens einer Rolle eine Bremsvorrichtung zugeordnet ist. Die Bremsvorrichtung soll nach Möglichkeit verstellbar sein, um die Zugkraft variieren zu können.

Wie schon erwähnt, soll eine Endlosverbindung einzelner Bretter vorgesehen werden, die vor dem Erstellen des Wickelkörpers vonstatten geht. Daher ist dem Rotor eine Vorrichtung vorgeordnet, mit der z.B. eine Verzinkung und Verleimung der Bretter durchgeführt wird.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden.

1 zeigt äußerst schematisch eine erste Ausführungsform eine Vorrichtung zur Erstellung gebogener Bauelemente nach der Holzleimbauweise.

2 zeigt schematisch eine andere Ausführungsform eines Rotors für die Vorrichtung nach der Erfindung.

3 zeigt die Stirnansicht des Rotors nach 2.

In 1 ist ein Rotor 10 in Form eines Rades dargestellt mit einem kreisrunden Reifen 12 und Speichen 14. Das Rad wird mit Hilfe eines Motors und eines Getriebes (nicht gezeigt) in Richtung Pfeil 16 angetrieben. Die Umfangsfläche 18 des Reifens 12 hat z.B. eine Breite von 30 cm. Sie ist außerdem mit Haltemitteln versehen, um das vordere Ende eines sogenannten Endlosbrettes 20 vorgegebener Dicke und Breite am Umfang festzulegen. Zu diesem Zweck kann in der Umfangs- bzw. Außenfläche 18 eine Vertiefung vorgesehen sein, in der das vordere Ende des Endlosbrettes 20 angeordnet und darin befestigt wird. Falls keine Vertiefung vorgesehen ist, ist das vordere Ende des Endlosbrettes angeschrägt wie bei 22 dargestellt.
Das Endlosbrett setzt sich zusammen aus einer Mehrzahl von Brettern, die Stoß an Stoß miteinander durch Verleimung verbunden sind. Zu diesem Zweck werden die Brettenden z.B. gezinkt oder anderweitig gefräst (zugfester Formschluß), um eine höhere Längskraft übertragen zu können. Eine derartige Beleim- und Verzinkungsvorrichtung ist bei 24 angedeutet.
Das Endlosbrett 20 wird in Richtung Pfeil 26 vorbewegt, wenn sein vorderes Ende am Reifen 12 festgelegt ist. Eine Anpreßrolle 28 sorgt dafür, daß das Brett gegen die Außenfläche 18 angedrückt wird. Ein Rollenpaar 30 greift mit Rollen an gegenüberliegenden Seiten des Endlosbretts 20 an. Dem Rollenpaar 30 ist eine nicht gezeigte Bremsvorrichtung zugeordnet, die der vom Rotor 10 erzeugten Zugkraft einen Bremswiderstand entgegensetzt. Dieser Bremswiderstand ist durch Pfeil 32 angedeutet.
Nahe dem Rotor 10 unterhalb des Endlosbrettes 20 ist eine Leimwalze 36 angeordnet. Sie beleimt die zugekehrte Seite des Endlosbrettes 20, jedoch erst nachdem das Endlosbrett in einer ersten Windung um den Reifen 12 herumgelegt ist.
Mit Hilfe der beschriebenen Anordnung wird ein kreisförmiger Wickelkörper aus dem Endlosbrett 20 geformt, wobei die Windungen des Wickelkörpers miteinander verleimt werden, vorzugsweise mit einem schnell aushärtenden Leim. Die Schichtdicke des Wickelkörpers hängt von den gewünschten Abmessungen des Bauteils ab, das am Ende gefertigt werden soll. Ist der Wickelkörper hergestellt und sind die einzelnen Schichten fest miteinander verleimt, wird der Wickelkörper geschnitten, z.B. in zwei Hälften oder Viertelteilen. Auf diese Weise können z.B. Binder hergestellt werden. Der erwähnte Schneidvorgang kann auf dem Rotor 10 erfolgen oder auch nach Abnahme des Wickelkörpers vom Rotor. Zuvor ist jedoch die Verbindung des vorderen Endes der ersten Schicht vom Umfang des Rotors 10 zu lösen.
Mit der beschriebenen Vorrichtung erhalten die hergestellten Bauteile einen vorgegebenen Innenradius, der dem Außenradius des Reifens 12 bzw. der Außenfläche 18 entspricht. Es ist jedoch denkbar, den Reifen 12 nicht einteilig zu formen, sondern aus einer Vielzahl von Segmenten zu bilden, die zwischen sich einen mehr oder weniger großen Abstand belassen. Die einzelnen Segmente können radial verstellbar gehalten sein, um den Radius der Außenfläche 18 zu verändern. Eine Veränderung kann auch in der Weise erfolgen, daß die Kontur der Innenseite eines derartigen Wickelkörpers einer Ellipse oder einem Oval entspricht, wie dies bei 40 in 1 angedeutet ist. Die einzelnen Segmente können z.B. an den Speichen 14 angebracht sein, die in der Länge verstellbar ausgeführt sind.
In 2 ist eine alternative Ausführungsform dargestellt. Ein Rotor 50 wird von einer Scheibe 52 aus Stahl oder Beton gebildet und ist z.B. liegend angeordnet und um die Achse 54 drehbar gelagert auf Rollen 56. Der Antrieb für die Scheibe 52 ist nicht im einzelnen dargestellt.
In 3 ist eine Draufsicht auf die Scheibe 52 dargestellt. Man erkennt ein Lochmuster, bei dem auf gleichmäßig beabstandeten Radien radial beanstandete Löcher 56 geformt sind. In 2 sind zwei benachbarte Löcher 56 zu erkennen. Sie dienen zur Aufnahme von Stiften 58, welche an dreieckigen Halteklötzen 60 angebracht sind. Mit Hilfe der Stifte 58 werden die Klötze an der Scheibe 52 lösbar gefestigt. Die Außen fläche 62 der Klötze 60 ist leicht konvex (in Umfangsrichtung der Scheibe gesehen). Eine Vielzahl derartiger Klötze 60, ergibt wiederum eine Aufwickelmöglichkeit, wie sie auch in 1 dargestellt ist. Durch eine unterschiedliche Anordnung der Klötze 60 läßt sich mithin der Innenradius des auf diese Weise gebildeten Wickelkörpers variieren.
In 2 ist auch der Querschnitt des Wickelkörpers auf dem Rotor 50 angedeutet. Er ist in 2 mit 64 bezeichnet. Man erkennt die einzelnen Schichten 66, die fest miteinander verleimt sind. Bei 68 ist ein weiterer Wickelkörper dargestellt. Er kann entweder die Vorstufe zum Wickelkörper 64 sein oder ein Wickelkörper von geringerer Dicke.
Durch eine entsprechende Anordnung der Löcher 56 und der Blöcke 60 läßt sich auch eine andere Kontur als die kreisförmige erzeugen, z.B. die ovale Kontur 70, wie in 3 dargestellt.
Die Anordnung des Rotors 10 bzw. 50 nach 1 und 2 ist beliebig. Da der Rotor 10 bzw. 50 einen relativ großen Durchmesser haben muß, ist eine liegende Anordnung vorzuziehen, wie sie in 2 dargestellt ist. Eine Beschränkung hierauf ist jedoch nicht erforderlich.

Claims

Verfahren zur Herstellung gebogener tragfähiger Bauelemente aus Holz in Leimschichtbauweise, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Herstellen eines Endlosbrettes aus leistenförmigen Brettern mit zugfest verbundenen Stoßstellen, – Auftragen von Leim auf das Endlosbrett, – Aufwickeln des Endlosbrettes auf einen drehbar antreibbaren Rotor zu einem mehrschichtigem Wickelkörper aufgewickelt bis zur gewünschten Dicke des Bauelements, wobei die Aufwicklung gegen eine vorgegebene Zugkraft an den Brettern erfolgt und – nach dem Aushärten des Leims wird der Wickelkörper durch Schnitte quer zu seiner axialen Erstreckung in einzelne Bauelemente aufgeteilt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aneinanderstoßenden Enden der Bretter verzinkt und verleimt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderen Enden des ersten Brettes auf dem Rotor festgelegt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende des ersten Brettes angeschrägt wird.
Vorrichtung zur Herstellung gebogener Bauelemente aus Holz in Leimschichtbauweise, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – ein Rotor (10, 50), der von einem Antriebsmotor über ein Übersetzungsgetriebe antreibbar ist, wobei der Rotor (10, 50) Anlageabschnitte (12, 60) mit konvex gebogener Außenfläche (18, 62) aufweist derart, daß ein Endlosbrett zu einer geschlossenen runden Kontur auf den Anlageabschnitten (12, 60) aufwickelbar ist, – eine dem Rotor (10, 50) vorgeordnete Beleimvorrichtung (36), mit der das dem Rotor zugeführte Endlosbrett (20) beleimt wird und – eine am Endlosbrett (20) wirkende Bremse (30) zur Erzielung einer vorgegebenen Zugkraft (32).
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (10) von einem Rad gebildet ist, dessen Umfangsfläche eine Anlagefläche (18) bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor von einer Anzahl von Kreissegmenten gebildet ist, die gegebenenfalls einen Umfangsabstand voneinander aufweisen und deren konvexe Außenflächen die Anlageflächen bilden.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente radial verstellbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor Speichen aufweist, an denen die Anlageabschnitte angebracht sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageabschnitte an den Speichen in unterschiedlichen radialen Positionen festlegbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (50) eine Scheibe (52) aufweist und die Anlageabschnitte (60) an einer Stirnseite der Scheibe (52) lösbar anbringbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite der Scheibe (52) auf einer Vielzahl von Radien Aufnahmelöcher (56) für die Anbringung der Anlageabschnitte (60) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rotor (10) eine Andrückrolle (28) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse ein Rollenpaar (30) aufweist, wobei die Rollen an gegenüberliegen den Seiten mit vorgegebener Kraft am Endlosbrett (20) angreifen und mindestens eine Rolle mit einer Bremsvorrichtung verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rotor (10) eine Vorrichtung (24) zum Zinken und Aneinanderleimen der Bretter vorgeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleimvorrichtung (36) einen schnell aushärtenden Leim verwendet.