DE2302070C2

DE2302070C2 - Verfahren zum Verleimen von Gegenständen sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2302070C2
Application number: DE2302070A
Authority: DE
Inventors: Ib Obel Bagsvaerd Pedersen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-01-20
Filing date: 1973-01-17
Publication date: 1982-06-03
Also published as: NL7300736A; FR2168568A1; NO130896C; FR2168568B1; AT327518B; GB1410531A; DE2302070A1; NO130896B; CH542273A; ATA42573A; IT978298B; SE393319B; US3971693A; DK127846B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren beim Verleimen von stirnseitig gegeneinander anliegenden Gegenständen, wobei der Leim in einem hochfrequenten elektrischen Feld gehärtet wird, das durch Elektroden erzeugt wird, welche gegen einander gegenüberliegende Flächen der zusammenzufügenden Gegenstände angelegt werden, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Wenn zwei Bretter stirnseitig miteinander verleimt werden, werden sie mit der Leimfuge zwischen einander gegenüber angeordnete Elektroden gelegt, welche von einer Hochfrequenzquelle mit elektrischer Energie gespeist werden, die im Stande ist, eine zun Aushärten des Leims genügende Wärme in der Leimfuge zu erzeugen. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise bekannt aus »Houwink and Salomon, >Adhesion and Adhesives<, 2. Auflage, Band 2, 1967, S. 145 f«. Je höher die zugeführte elektrische Energie ist, umso schneller erfolgt die Härtung des Leims. Andererseits darf die zugeführte elektrische Energie nicht so hoch sein, daß in dem zwischen den Elektroden gebildeten elektrischen Feld ein Funkenüberschlag erfolgt, da hierdurch sowohl das Holz als auch der Leim beschädigt werden. Demzufolge ist es bisher nicht möglich gewesen, die Aushärtungszeit des Leims auf weniger als etwa 20 Sekunden herabzusetzen. Dieser Wert gilt z. B. für eine vielverwendete Leimsorte des Resorcinoltyps.

Es wurde nun gefunden, daß eine wesentliche Ursache des Auftretens von Funkenüberschlägsn zwischen den Elektroden darin zu suchen ist, daß infolge der unter der Einwirkung des hochfrequenten elektrischen Feldes im Leim und im Holz entwickelten Hitze Wasserdampfund ionisierte Gase entwickelt werden. Sowohl der Leim als auch das Holz enthalten eine gewisse Menge Wasser, das auf diese Weise zum Verdampfen gebracht wird, wodurch die Luft im Bereich der Leimfuge besser leitend und die Gefahr eines Funkenüberschlages entsprechend erhöht wird.

Aus der oben genannten Druckschrift ist ferner eine Vorrichtung bekannt, die nach dem sogenannten »Streufeldbeheizungs-Verfahren« arbeitet, bei dem mehrere Elektroden nebeneinander an ein und derselben Fläche des Werkstücks anliegen. Dieses Verfahren wird besonders beim Furnieren von Holzplatten angewendet, wobei die Elektroden zu einer in Polyester eingebetteten Einheit vereinigt sind. Beim Furnieren bzw. Laminieren von dünnen Holzplatten ist es wichtig, daß ein kräftiger Druck auf das Werkstück ausgeübt wird. Die Elektrodeneinheit besteht deshalb aus einem harten Werkstoff. Die zulässige Energiezufuhr ist nur durch die Kunststoffabschirmung der nebeneinander liegenden Elektroden gegeneinander gegeben. Aus dem Werkstück entweichende Gase spielen hierbei überhaupt keine Rolle.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem der oben genannte Nachteil vermieden wird und das infolgedessen die Verwendung einer wesentlich höheren elektrischen Energie ermöglicht, so daß die Aushärtungszeit des Leims wesentlich herabgesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens an den den Elektroden zugekehrten Flächen der Gegenstände eine aus dampfdichtem, weichelastischem. elektrisch isolierendem Material bestehende Zwischenlage angeordnet wird, die gegen die besagten Flächen fest angedrückt wird. Wenn eine derartige dampfdichte, elastische Zwischenlage gegen die Oberfläche der Gegenstände

fest angedrückt wird, paßt sie sich der Oberflächenform an und verschließt alle Poren und andere öffnungen, somit auch die Leimfuge, nach außen. Der durch die Erhitzung der Gegenstände und des Leims entwickelte Dampf bleibt somit eingesperrt und kann daher nicht in die umgebende Luft dringen und deren Leitfähigkeit erhöhen. In der Praxis hat sich hi-ausgestelit, daß auf diese Weise eine derartige Erhöhung der durch die Elektroden zugeführten elektrischen Energie möglich wird, daß die Aushärtungszeit des Leims auf 2,5 bis 3 Sekunden oder weniger herabgesetzt werden kann.

Die dampfdichte, elastische Zwischenlage wird vorteilhaft mittels der Elektroden gegen die zu verleimenden Werkstücke gedrückt Sie kann aus einem beliebigen geeigneten Material, wie Gummi oder anderen elastomeren Stoffen, bestehen. Ihre Stärke richtet sich einerseits nach den elastischen Eigenschaften des Materials, andererseits nach der Oberflächenbeschaffenheit der zu verleimenden Gegenstände. Falls diese z. B. eine relativ rauhe Oberfläche aufweisen, muß die Zwischenlage entsprechend stakr und elastisch sein, um überall gegen die Oberfläche dichtschließend gedrückt werden zu können, während umgekehrt bei Gegenständen mit einer relativ glatten Oberfläche, z. B. bei gehobelten Brettern, eine entsprechend dünnere und weniger elastische Zwischenlage benutzt werden kann.

Damit die Dampfentwicklung in maximalem Ausmaß von den Elektroden ferngehalten wird, empfiehlt es sich, eine Zwischenlage zu verwenden, welche derartige Abmessungen aufweist und derart angeordnet wird, daß sie sich nach allen Seiten über den Umriß der Elektroden heraus erstreckt, wodurch der mögliche Überschlagweg entsprechend verlängert und gleichzeitig der etwa außerhalb des von der Zwischenlage gedeckten Bereiches ausdringende Dampf von den a Bereichen großer Feldstärke ferngehalten wird. Zum gleichen Zwecke empfiehlt es sich ebenfalls, auch die den Elektroden nicht zugekehrten Flächen der Gegenstände mindestens im Bereich zwischen den Elektroden mit Zwischenlagen zu decken. Dies kommt insbesonde- *o re dann in Betracht, wenn im Hinblick auf eine allseitige Verwendbarkeit die Elektroden derart bemessen sind, daß sie sich bei gewissen Abmessungen der zu verleimenden Gegenstände, z. B. bei Brettern relativ geringer Breite, in einer oder mehreren Richtungen «s über die Gegenstände hinaus erstrecken. Durch die beschriebene Maßnahme wird somit verhindert, daß Dampf und Gase durch die Kantfläche der Bretter in den Raum zwischen den ausragenden Teilen der Elektroden dringen.

Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit zwei oder mehreren Elektroden zum Anlegen gegen die Flächen der zu verleimenden Gegenstände. Die Vorrichtung nach der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß die Elektroden an ihren zum Anlegen gegen die Gegenstände bestimmten Flächen mit einem Belag aus dampfdichtem, weichelastischem, elektrisch isolierendem Material versehen sind. Die erfindungsgemäß verwendete Zwischenlage bildet somit einen w Bestandteil der Elektroden und wird damit gegen die zu verleimenden Gegenstände automatisch zum Anliegen gebracht, wenn die Elektroden gegen die Gegenstände gedrückt werden, z. B. mittels einer pneumatischen oder hydraulischen Verstelleinrichtung. Diese Verstelleinrichtung soll natürlich einen Druck ausüben können, welcher größer als der Dampfdruck ist, der infolge des Einschließens des DatTmfes bestrebt ist. die Elektroden von der Oberfläche der Gegenstände wegzudrängen. Erfindungsgemäß sollte zum vorbeschriebenen Zwecke der dampfdichte, elastische Materalbelag sich über den Umriß der entsprechenden Elektrodenfläche hinaus erstrecken.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die zum Verleimen von Querfugen in länglichen Gegenständen von im wesentlichen rechteckigem Querschnitt, somit insbesondere zum stirnseitigen Verleimen von Brettern bestimmt ist und in parallelen Ebenen gegenübereinander angeordneten Elektroden aufweist, zwischen welche die Gegenstände eingeführt werden, sind erfindungsgemäß zwei einander gegenüberliegende, in Richtung parallel zur Ebene der Elektroden gegeneinander und voneinander verschiebbare Schieber vorgesehen, welche an ihren einander zugekehrten Stirnenden einen Belag aus dampfdichtem, weichelastischem, elektrisch isolierendem Material aufweisen, dessen Ausdehnung in Richtung senkrecht zur Ebene der Elektroden höchstens dem Abstand der gegen die Gegenstände angedrückten Elektrodenbeläge entspricht und dessen Ausdehnung in Richtung parallel zur Ebene der Elektroden und in Längsrichtung der Gegenstände der Ausdehnung der Elektrodenbeläge in dieser Richtung im wesentlichen entspricht. Diese Schieber werden mit ihrem Belag gegen die von den Elektroden nicht gedeckten Kantflächen der zu verleimenden Gegenstände zum Anliegen gebracht, so daß derjenige Bereich der Gegenstände, welcher vom elektrischen Feld beaufschlagt ist, vollkommen eingeschlossen wird. Vorteilhaft ist die Ausdehnung der Schieberbeläge in Richtung senkrecht zur Elektrodenebene etwas kleiner als der Abstand der gegen die Gegenstände angedrückten Elektrodenbeläge.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen schematischen Querschnitt der wesentlichen Teile der Vorrichtung,

Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellten Teile in der Draufsicht, und

F i g. 3 und 4 in vergrößertem Maßstab der in F i g. 1 mit einem Kreis gekennzeichnete Auschnitt unmittelbar vor dem Andrücken der oberen Elektrode gegen die zu verleimenden Gegenstände, bzw. nach dem Andrücken der Elektrode.

Die dargestellte Vorrichtung dient zum stirnseitigen Verleimen von Brettern in einer sogenannten Fingerzusammenfügung. Die Bretter sind, wie in Fig. 2 dargestellt, an ihren Stirnenden mit einer Anzahl im wesentlichen keilförmiger Einschnitte versehen, zwischen denen entsprechende Vorsprünge gebildet sind, welche in die Einschnitte des angrenzenden Brettes eingreifen, nachdem auf die Stoßflächen Leim aufgetragen ist. Die zum Aushärten des Leims verwendete Vorrichtung besitzt eine in einem nicht dargestellten Maschinenrahmen fest angeordnete untere Elektrode 2, auf welcher die zusammenzufügenden Enden der Bretter t aufliegen, sowie eine senkrecht verstellbare obere Elektrode 3, die durch eine an sich bekannte Einrichtung, wie einen hydraulischen oder pneumatischen Kolbenzylinder, gegen die Oberseite der Bretter 1 angedrückt werden kann. Beide Elektroden 2 und 3 weisen eine relativ große Ausdehnung in Querrichtung der Bretter auf, so daß sie für verschiedene Bretterdimensionen verwendbar sind. Im dargestellten Beispiel erstrecken sie sich verhältnismäßig weit über die S;i ·

der Bretter hinaus. Ebenfalls haben sie in Längsrichtung der Bretter eine Ausdehnung, die wesentlich größer ist als diejenige der zick-zackförmigen Leimfuge. Die Elektroden sind an einen nicht dargestellten HF-, VHF-, UHF- oder Mikrowellen-Generator mit zweckentsprechender Leistung angeschlossen. Beide Elektroden sind auf ihren den Brettern zugekehrten Flächen mit einem dampfdichten, elastischem, elektrisch isolierenden Belag 4, z. B. aus Gunni oder weichem Kunststoff, versehen, welcher sich in allen Richtungen etwas über den Umriß der Elektroden hinaus erstreckt. Im nicht dargestellten Maschinenrahmen sind in der Ebene der Oberseite des Belags 4 der unteren Elektrode 2 zwei einander gegenüberliegende, in Richtung aufeinander und voneinander verstellbare Schieber 5 derart angeordnet, daß sie zwischen die Elektroden 2 und 3 zum Anliegen gegen die Kantflächender Bretter I eingeführt werden können (siehe Fig. 1). Diese Schieber, die ähnlich der oberen Elektrode mit einer zweckentsprechenden Verstelleinrichtung verbunden sind, sind an ihren den Brettern zugekehrten Stirnenden mit einem dampfdichten, elastischen, elektrisch isolierenden Belag 6 versehen, dessen Ausdehnung in Längsrichtung der Bretter im wesentlichen derjenigen der Beläge 4 und dessen Höhe im wesentlichen der Stärke der Bretter entspricht.

Es ist jedoch empfehlenswert, daß die Ausdehnung der Schieberbeläge 6 in Richtung senkrecht zur Ebene der Elektroden etwas kleiner ist als der Abstand der gegen die Bretter angedrückten Elektrodenbeläge 4 (siehe F i g. 3). Dadurch wird in erster Reihe erreicht, daß die Elektrodenbeläge beim Andrücken gegen die Bretter bei gleichzeitigem Andrücken der Schieberbeläge 6 um die schärfen Kanten der Bretter verformt werden (siehe F i g. 4), so daß an dieser Stelle, wo der eingeschlossene Dampf bevorzugt entweichen würde.

eine Fuge und damit eine potentielle Undichtigkeit des umschließenden Belagmaterials 4, 6 vermieden wird. Weiter wird erreicht, daß bei entsprechender Wahl der Stärke der Beläge 4 die Schieber 5 innerhalb eines ^ gewissen Bereiches unverändert für verschiedene Bretterstärken benutzt werden können. Die Schieber 5 sollten in diesem Falle mit einem gewissen Spiel in senkrechter Richtung gelagert sein, damit sie sich zwischen den angedrückten Elektroden einstellen

K) können.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist folgende:

Die zu verleimenden Bretter -werden mit ihrer Stoßfuge auf die untere Elektrode 2 gelegt (F i g. 2) und

'■> werden gleichzeitig durch bekannte Mittel in Längsrichtung gegeneinander gedrückt. Die Schieber 5 werden mit mäßigem Druck gegen die Kantflächen der Bretter zum Anliegen gebracht und die obere Elektrode wird auf die Oberseite der Bretter angesenkt (F i g. 3).

Sowohl die Schieber als auch die obere Elektrode werden nunmehr mit vollem Druck beaufschlagt, so daß der gesamte Bereich der Bretter beiderseits der Leimfuge zwischen den Belägen 4, 6 dampfdicht eingeschlossen wird. Anschließend werden die Elektroden an den Hochfrequenzgenerator während einiger Sekunden geschaltet, bis der Leim ausgehärtet ist. Dabei verhindern die Beläge 4,6 ein Entweichen von Dampf in Querrichtung der Bretter, während das Holz beiderseits der Leimfuge einem Entweichen von Dampf aus der

Jo Leimfuge in Längsrichtung der Bretter einen genügenden Widerstand leistet, jedenfalls während der relativ kurzen Dauer der Aushärtung des Leims. Infolgedessen kann das Aushärten mit einer bisher nicht erreichbaren, hohen Hochfrequenzleistung durchgeführt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verleimen von stirnseitig gegeneinander anliegenden Gegenständen, wobei der Leim in einem hochfrequenten elektrischen Feld gehärtet wird, das durch Elektroden erzeugt wird, welche gegen einander gegenüberliegende Flächen der zusammenzufügenden Gegenstände angelegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens an den den Elektroden (2,3) zugekehrten Flächen der Gegenstände (1) eine aus dampfdichtem, weichelastischem, elektrisch isolierendem Material bestehende Zwischenlage (4) angeordnet wird, die gegen die besagten Flächen fest angedrückt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage (4) mittels der Elektroden (2, 3) gegen die zu verleimenden Gegenstände (1) gedrückt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage (4) derartige Abmessungen besitzt und derart angeordnet wird, daß sie sich nach allen Seiten über dem Umriß der Elektroden heraus erstreckt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auch die den Elektroden nicht zugekehrten Flächen der Gegenstände mindestens im Bereich zwischen den Elektroden mit Zwischenlagen (6) gedeckt werden.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit zwei oder mehreren Elektroden zum Anlegen gegen einander gegenüberliegende Flächen der zu verleimenden Gegenstände, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (2,3) an ihren zum Anlegen gegen die Gegenstände (1) bestimmten Flächen mit einem Belag (4) aus dampfdichtem, weichelastischem, elektrisch isolierendem Material versehen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der dampfdichte, elastische Belag (4) sich über den Umriß der betreffenden Elektrodenfläehe hinaus erstreckt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander gegenüberliegende, in Richtung parallel zu den Ebenen der Elektroden (2, 3) gegeneinander und voneinander «5 zwischen diesen Ebenen verschiebbare Schieber (5) vorgesehen sind, welche an ihren einander zugekehrten Stirnenden einen Belag (6) aus dampfdichtem, wechelastischem, elektrisch isolierendem Material aufweisen, dessen Ausdehnung in Richtung so senkrecht zur Ebene der Elektroden höchstens dem Abstand der gegen die Gegenstände (1) angedrückten Elektrodenbeläge (4) entspricht und dessen Ausdehnung in Richtung parallel zur Ebene der Elektroden und in Längsrichtung der Gegenstände der Ausdehung der Elektrodenbelage in dieser Richtung im wesentlichen entspricht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausdehnung der Schieberbeläge (6) in Richtung senkrecht zur Elektrodenebene etwas bo kleiner ist als der Abstand der gegen die Gegenstände (1) angedrückten Elektrodenbeläge (4).