DE19613237C2 - Balken und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Balken und einen solchen Balken aus verleimten Lamel­ len.

Herkömmliche Leimholzbinder, sogenanntes Brettschicht­ holz, werden seit einigen Jahrzehnten hergestellt und, z. B. in Form von Balken, praktisch in allen Bereichen des kon­ struktiven Holzbaues eingesetzt. Sie setzen sich aus soge­ nannten Lamellen zusammen, die miteinander verleimt werden, und haben gegenüber dem üblichen Vollholz drei entscheidende Vorteile: erstens können sie in jeder beliebigen Länge und Dimension hergestellt werden, wobei Längen bis etwa 40 m heute allgemein üblich sind, zweitens sind sie wegen der vorangegangenen Trocknung der Einzellamellen fast riß- und verwindungsfrei und drittens können sie aufgrund ihrer Struktur und der Leimfugen um 10% höher belastet werden.

Ein Nachteil des herkömmlich verwendeten Brettschicht­ holzes liegt jedoch darin, daß es aufgrund des für die Her­ stellung nötigen, aufwendigen Verfahrens im Vergleich zum Vollholz wesentlich teurer ist. Außerdem wird ein enormer Materialverlust vom Rundholz zum fertigen Binder in Kauf genommen, wodurch sich der Kubikmeterpreis des Brettschicht­ holzes nochmals erhöht und schließlich das etwa dreifache des Vollholzpreises beträgt.

Ein weiteres Problem bei der Herstellung von Brett­ schichtholz ist die Auswahl der Einzellamellen. Holz ist aufgrund der in seiner Struktur vorhandenen natürlichen Fehler (Äste, Risse, Drehwuchs, Reaktionsholz usw.) nicht immer gleich belastbar, was eine extrem sorgfältige Voraus­ wahl nötig macht. Je nach Qualität des Ausgangsmaterials ist also auch hier wieder ein beträchtlicher Verlust zu ver­ zeichnen, wenn die geforderte Güte des fertigen Produktes gewährleistet werden soll.

Ein entscheidender Punkt ist hierbei die sogenannte Jahrringlage. Man spricht dabei von stehenden bzw. liegenden Jahrringen, wobei auch jeder denkbare Zwischenwinkel möglich ist. Je höher der Anteil an stehenden Jahrringen ist, um so hochwertiger ist das Holz, da zum einen die Belastungsfähig­ keit größer und zum anderen das sogenannte Quell-/Schwind­ verhalten der Lamelle günstiger ist. Holz quillt bzw. schwindet bei veränderter Feuchtigkeit radial nur etwa halb­ soviel wie tangential, was dazu führt, daß sich Holz beim Trocknen verzieht.

In den deutschen Patenten Nr. 641101, 692987 und 717552 werden Sperrholzbretter und Verfahren zu ihrer Herstellung beschrieben, wobei in letzterer rechtwinkelige Dreiecksla­ mellen nicht verwendet werden. Die Veröffentlichungen be­ treffen die Verhinderung des Feuchtigkeitseinflusses (Ver­ werfen) von Sperrholzplatten sowie Holzeinsparung bei deren Herstellung. Auch DE 32 16 669 A1 beschäftigt sich mit dem besonderen Problem bei der Holzverarbeitung, nämlich dem Arbeiten des Holzes, d. h. seiner Formänderung durch Quellen und Schwinden bei Feuchtigkeitsaufnahme bzw. -abgabe; dieses wird insbesondere bezüglich eines Verfahrens zur Herstellung von Furnieren beschrieben, wobei nicht-rechtwinkelige Drei­ eckslamellen verwendet werden.

DE 28 49 757 A1 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Tafeln, insbesondere aus Balsaholz, die ebenfalls geringe Formänderung unter Feuchtigkeitseinfluß eingehen sollen und darüber hinaus bessere Formungsfähigkeit an nicht-ebene Konstruktionsformen als vergleichbare Holztafeln aufweisen sollen.

Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht darin, ein Ver­ fahren zur Herstellung eines Balkens sowie einen solchen Balken zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4 bzw. den Balken nach Anspruch 5 gelöst. Der erfindungsgemäß hergestellte Balken kann statisch wesentlich höher belastet werden als übliche Balken, wobei das Herstellungsverfahren bei deutlich geringeren Kosten als Verfahren mit bekannten Leimholzbindern durchgeführt werden kann.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch das herkömmliche Einschnitt­ verfahren zur Erzeugung von Rechtecklamellen.

Fig. 2 zeigt schematisch das Sterneinschnittverfahren zur Erzeugung der Stern - oder Dreiecklamellen, die zur Her­ stellung des erfindungsgemäßen Brettschichtholzes verwendet werden.

Fig. 3 zeigt schematisch ein herkömmliches, aus Rechtecklamellen aufgebautes Brettschichtholz.

Fig. 4 zeigt schematisch das erfindungsgemäße, aus Stern- oder Dreiecklamellen aufgebaute Brettschichtholz.

Fig. 5 zeigt schematisch das Herstellungsverfahren des erfindungsgemäßen Brettschichtholzes.

Das zur Herstellung der Dreiecklamellen verwendete Einschnittverfahren (Fig. 2) unterscheidet sich von dem herkömmlichen (Fig. 1) dadurch, daß man keine rechteckigen Querschnitte erzeugt, sondern, nachdem man z. B. mit Hilfe eines Profilzerspanners beispielsweise und bevorzugt ein Oktogon aus dem runden Stamm gefräst hat, mit einem soge­ nannten Sterneinschnitt dreieckige Lamellen 1 einschneidet (Fig. 2). Auf diese Weise werden sechzehn Dreiecklamellen 1 mit einem rechtwinkligen Querschnitt erzeugt, deren Längs­ seiten 2/3 Radiale sind (Fig. 2 und 4).

Ein Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß keine Veränderungen an der Einschnittmaschine vorgenommen werden müssen, da das eingesetzte Rundholz, unabhängig von seinem Durchmesser, immer mit dem gleichen Winkel eingeschnitten wird. Die erzeugten Lamellen unterscheiden sich dann nur in ihrer Breite bzw. Höhe. Bei der Produktion ist also eine Anlage einsetzbar, die erstens keine aufwendige Steuerung und zweitens keine Rüstzeiten, abgesehen vom Nachschärfen der Sägen, erfordert.

Der zweite Vorteil dieses Verfahrens ist die wesent­ lich höhere Ausbeute an Schnittholz. So liegt beim herkömm­ lichen Einschnitt (Fig. 1) die Ausbeute an Haupterzeugnis im Bereich von 45-50%, zuzüglich 10-15% Seitenware. Beim Sterneinschnitt (Fig. 2) beträgt die Ausbeute dagegen bis zu 73%; zudem steht hier das Schnittholz komplett als Haupterzeugnis zur Verfügung. Die durchschnittliche Ausbeute ist beim Sterneinschnittverfahren somit um rund 25% höher als beim herkömmlichen Einschnitt.

Vor dem Verleimen der Einzellamellen 1 müssen diese ge­ trocknet und gehobelt werden (Fig. 5), was bei den herkömm­ lichen Lamellen einen weiteren Verlust von 30-35% bedeu­ tet, da wegen des oben erwähnten Verziehens des Holzes beim Trocknen ein sehr großes Übermaß der Rohlamellen vorausge­ setzt werden muß, um nach dem Abricht- und Hobelvorgang noch eine vollmaßige Lamelle zu erhalten. Diese Verluste verrin­ gern sich bei Dreiecklamellen aufgrund des günstigeren Quell-/Schwindverhaltens auf 15-25%, also rund die Hälf­ te.

Insgesamt werden aufgrund des Sterneinschnittverfahrens die Materialverluste vom Rundholz zum Brettschichtholz nicht mehr wie bisher 60-70%, sondern nur noch 40-60% betra­ gen. Während ein Kubikmeter herkömmlicher Fertiglamellen Kosten von 600,- bis 650,- DM verursacht, können Sternlamel­ len für 400,- bis 450,- DM, also rund 2/3 der bisherigen Kosten, erzeugt werden.

Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Brettschicht­ holzes (Fig. 5) werden die eingeschnittenen Dreiecklamellen 1 nach Trocknung und Hobeln miteinander verleimt. Dabei werden zunächst je zwei der Dreiecklamellen 1 zu einem Qua­ der 4 zusammengefügt und schräg miteinander verleimt. In Abhängigkeit der Dimensionierung der verwendeten Dreieck­ lamellen 1 werden entsprechend dimensionierte Quader erhal­ ten. Danach werden die Quader 4 miteinander zu einem Balken beliebiger Länge und/oder Breite und/oder Höhe verleimt.

In einem konventionellen, aus Rechtecklamellen aufge­ bauten Brettschichtholz (Fig. 3) ist die oben erwähnte Jahr­ ringlage meist derart, daß vor allem liegende Jahrringe vorliegen, was dazu führt, daß, je nach Gehalt an liegenden Jahrringen, das Quell-/Schwindeverhalten des Balkens ungün­ stig und die Belastbarkeit eingeschränkt ist.

Bei dem zur Herstellung des erfindungsgemäßen Brett­ schichtholzes angewandten Sterneinschnittverfahren (Fig. 2) werden zwangsläufig nur Lamellen 1 mit stehenden Jahrringen erzeugt. Ein aus diesen Dreiecklamellen 1 zusammengesetzter Balken (Fig. 4) besitzt darum ein wesentlich günstigeres Quell-/Schwindverhalten und ist vor allem statisch wesent­ lich stärker belastbar als konventionelles Brettschichtholz.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung eines Balkens mit fol­ genden Verfahrensschritten:

• 1. 1.1 Fräsen eines Holzstammes zu einem Oktogon,
• 2. 1.2 Erzeugen von rechtwinkligen Dreieckslamellen (1) im Sterneinschnittverfahren,
• 3. 1.3 Trocknen und Hobeln der Dreieckslamellen (1),
• 4. 1.4 Verleimen der Dreieckslamellen (1) zu Quadern (4) sowie
• 5. 1.5 Verleimen der Quader (4) zu einem Balken, der­ art, daß sich die stehenden Jahresringe im we­ sentlichen in Längsrichtung des Balkens erstrec­ ken.

2. Verfahren zur Herstellung eines Balkens nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Längsseiten der rechtwinkligen Dreiecksla­ mellen (1) Radiale sind.

3. Verfahren zum Herstellen eines Balkens nach An­ spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreieckslamellen eines oktogonalen Aus­ schnitts des Holzstamms zu jeweils zwei Lamellen (1) mittig geteilt werden.

4. Verfahren zum Herstellen eines Balkens nach ei­ nem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Dreieckslamellen (1) zu Quadern ge­ fügt und miteinander verleimt werden.

5. Balken hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bestehend aus rechtwinkligen Dreieckslamellen (1), wel­ che durch radiale Ausschnitte aus einem Holzstamm er­ zeugt und nach Trocknen und Hobeln zu Quadern (4) verleimt sind und wobei die Quader derart aufeinander verleimt sind, daß sich die stehenden Jahresringe im wesentlichen in Längsrichtung des Balkens erstrecken.