DE2407642A1 - Holzbalken - Google Patents

Description

• HOLZBALKEN Vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Holzbalken, der unter Druck aus zusammengeleimten Holzspänen aufgebaut ist.
• Balken für Konstruktionszwecke werden gewöhnlich aus Beton oder Stahl ausgeführt, besonders dann, wenn grössere Dimensionen für die Aufnahme von hohen Lasten gefordert werden. Balken aus Schnittholz mit Querschnittsabmessungen, die die normalen Rundholzdimensionen überschreiten, müssen aus einer grossen Anzahl Bretter nach bestimmtem Muster verleimt werden. DiezQu Verfahren ist relativ arbeitsintensiv, wodurch die hergestellten Balken teuer werden.
• Hauptziel vorliegender Erfindung ist die Herstellung von Holzbalken in gewünscijc0n Abmessungen und mit grosser Tragfäiiigkeit unter sehr geringem Einsatz von manueller Arbeit zu niedrigen Kosten.
• Ein anderes Ziel ist die Herstellung von Holzbalken durch Ausnutzung solcher Rundhölzer, die für den Einschnitt zu konventionellem Schnittholz nicht geeignet sind.
• Genanntes Ziel erreicht man auf Grund dieser Erfindung durch die Anwendung von Holzspänen, die in mehreren Schichten aufeinander liegend angeordnet und in gewünschte Richtungen orientiert werden, wonach sie unter Druck zwecks Bildung eines Balkens mit gut zusammenhängenden Schichten verleimt werden.
• Das besonders karakteristische für einen Holzbalken gemäss dieser Erfindung liegt darin, dass der Balken mindestens drei aufeinander angeordnete und über die gesamte Balkenlänge sich erstreckende Schichten enthält, und dass die beiden äussersten Schichten überwiegend aus Spänen bestehen mit in hauptsächlich in Balkenlängsrichtung orientierten Fasern, und dass die Mittellage überw;<gend Späne mit im wesentlichen in der Vertikalebene der Balken ausgerichteten Fasern enthalt.
• Eine Metode zur Herstellung eines oben beschriebenen Balkens, bei welchem ein Spänebett mit beleimten Spänen erwärmt und einem Pressdruck ausgesetzt wird, wird durch den Aufbau eines Spänebettes durch seitlich von einander angeordnete, langgestreckte Spänestränge, welche wechselweise Späne mit in Strangrichtung respektive in der Unterlagsebene orientierte Fasern enthaltenlkarakterisiert.
• Die Erfindung wird unter Hinweis auf beigefügte Zeichnungen näher wie folgt beschrieben.
• Fig. 1 ist eine Perspektivansicht eines Balkens gemäss Erfindung Fig. 2-4 sind schematische Querschnitte durch verschiedene, wie das Beispiel zeigt, Presstypen, welche zur Herstellung von Balken gemäss der Erfindung angewendet werden können Der in Figur 1 gezeigte Balken ist aus drei sich über die gesamte Balkenlänge erstreckende Schichten aufgebaut, wobei die beiden Aussenschichten 1 resp. 1 langgestreckte, im wesentlichen in der Längsrichtung des Balkens orientierte Späne enthalten, welches bedeutet, dass auch die Fasern in den genannten Spänen hauptsächlich in der Längsrichtung des Balkens orientiert werden. Die zwischen diesen Schichten angeordnete Mittellage 2 enthält dünne Späne mit einer relativ grossen Ausdehnung in sowohl Längs-. als auch Breitenrichtung. -Diese Späne sind in Prinzip in der Vertikalebene des Balken angeordnet, wodural die Fasern in diesen Spänen hauptsächlich in der Vertikalebene des Balkens orientiert werden.
• Die letztgenannte Späneorientierung in der Ebene ist dagegen vollständig aufs Geratewohl, weshalb diese Fasern unterschiedliche Winkel zueinander bilden.
• Ein auf diese Art hergestellter Balken zeichnet sich durch grosse Tragfähigkeit aus, da Druck- und Zugspannungen effektiv durch die in die Aussenschichten eingehenden und in der Längsrichtung des Balkens orientierten Holzfasern, aufgenommen werden. Die Mittellage wird u.a. Schubkräfte im Balken aufnehmen und gleichzeitig eine wirkungsvolle Verbindung.
• zwischen den beiden Aussenschichten herstellen. Die Mittellage 2 kann gewöhnlich mit geringerer Dichte als die Aussenschichten 1 resp. 1 ausgeführt werden. Da die erforderliche Spänemenge in der Mittellage sehr klein wird, kann man unter Vermeidung einer Unterschteitung der niedrigsten Dichte das Volumen dieser Schicht vermindern, so dass ein Steg. sich bildet.
• Die beiden Aussenschichten 1 resp. 1 führt man vorzugsweise mit einer nach der Aussenfläche zunehmenden Dichte aus.
• Die in dem Balken, siehe Figur 1, verwendeten Spane sind am bestem grösser als solche, die in konventionellen Spanplatten Verwendung finden.
• Sie können z.B. eine Dicke von ca O,8mm und eine grösste Lange von ungefähr 50 mm haben. Bei Anwendung von kleineren Spänen entstehen u.a. Schwierigkeiten bei der Orientierung dieser in die gewünschten Richtungen.
• Bei dem oben beschriebenen Balken haben die in den Aussenschichten 1 resp. 1 verwendeten Späne eine langgestreckte Form. Diese können indessen auch eine relativ grosse Ausbreitung in Querrichtung haben unter der Voraus-Setzung, dass die Späne so orientiert werden, dass ihre Fasern hauptsächlich index Längsrichtung des Balkens gerichtet werden. Die in der Schicht 2 verwendeten, in der Vertikalebene des Balken orientierte4,doch in der genannten Ebene aufs Geratewohl gedrehten Späne, können durch langgestreckte Spange gleicher Art, wie in den Aussenschichten verwendet, ausgetauscht werden. Auch diese orientiert man dabei in der Vertikalebene des Balken wobei sie entweder zufällige Richtungen in der Ebene einnehmen dürfen, oder man ordnet sie in zwei Mauptrichtungen an, welche am besten einen rechten Winkel zueinander bilden, oder in einemWinkel von ca 450 zur Vertikalachsel des Balkens.
• BaLken gemass der Erfindung können hergestellt werden, indem ein Spänebett, aufgebaut aus beleimten und in der gewünschten Richtung orientierten Spänen, in eine beheizte Presse eingeführt wird, in welcher das Spänebett aufgewärmt wird und unter Hinzufügung von Druck verpresst wird. Einige Beispiele für mögliche Pressenausführungen werden jetzt wie folgt unter Hinweis auf die Figuren 2 - h beschrieben.
• Figur 2 zeigt schematisch eine konventionelle Presse mit Ober- und Unterpressentisch 3 resp. 4 mit ebenen Pressflächen, zwischen die ein Spänebett eingeführt ist. Das Spänebett besteht aus zwei ausseren Späne Strängen 5 resp. 5 , bestehend aus in genannten Strängen in Längsrichtung orientierten, langgestreckten Spänen, und zwischen diesen Strangen angeordnet einem etwas breiteren Strang 6, welcher in der Ebene der Pressflächen gerichtet, aber innerhalb der Ebene aufs Geratewohl gedrehte Späne enthält.
• Die Beleimung der Späne und die Einführung des Spänebettes in die Presse kann durch bekannte Verfahren gemäss der Spanplattenherstellung erfolgten.
• Die Presse nach- Figur 2 hat den Vorteil, dass sie zum Pressen von Balken mit verschiedenen Höhen verwendet werden kann. Ausserdem kann sie zum gleichzeitigem Pressen von mehreren paralellen Balken verwendet werden, wobei das Spänebett aus mindestens fünf Strängen aufgebaut ist, welches wechselweise in Längsrichtung des Balkens respektive in Ebene der Pressfläche orientierte Späne enthält. Den gepressten Block teilt man danach in individuelle Balken auf, und zwar durch einen durch die Mittellage mit in Blocklängsrichtung orientierten Spänen laufenden Sägeschnitt. Mit diesem Presstyp kann man dagegen keine-Balken herstellen, deren Aussenschicht eine in Richtung der Aussenflächen zunehmende Dichte enthält. Die Aussenkanten des gepressten Blockes müssen dagegen nach der Pressung besäumt werden.
• Bei der in Figur 3 gezeigten Presse ist der untere Prtesstisch 7 mit längslaufenden Kanten 8 ausgestattet, zwischen welchen der obere Pressentisch 9.
• mit geringem Spielraum eingepasst ist. Dieses erlaubt die Herstellung von Balken mit ebenen Ober- und.Unterflächen. Dagegen gestattet auch diese Presse kein Zustandekommen eines nennenswerten Dichtegradienten in den Aus-senschicnten. Ausserdem kann diese Presse nicht leicht für die Herstellung von Balken verschiedener Höhe angewendet werden.
• Figur 4 zeigt eine Presse, welche ausser mit einem Ober- und Unterpressentisch lO resp. llauch mit Kantenpressen 12 resp. 13 versehen ist. Das Spänebett soll in die Presse so eingeführt werden, dass die Mittenstränge eine grössere Höhe erreichen als die Aussenstränge. Beim Pressen wird zuerst der obere Pressentisch bis zu einer von den Kantenpressen bestimmten Lage gesenkt, wobei hauptsächlich nur die Mittenstrange beeinflusst und zur gewünschten Dichte komprimiert werden. Danach werden die Kantenpressen aktiviert, welche unter Ausnutzung eines bedeutend höheren Pressdruckes als ddS der horisontalen Pressentische die Aussenschichten des Spänebettes in Seitenrichtung zusammenpressen. Da die letztliche Pressung die Späne der Mittellage nicht nennenswert beeinflusst, kann man eine deutlich höhere Dichte in den Aussenschichten als in der Mittellage erreichen, welche ausserdem gegenüber den Aussenfläclen der Aussenschicht zunimmt.
• Ausser der angestrebten Dichteverbesserung in den Aussenschichten zeigt ein mit dieser Presse hergestellter Balken eine sehr starke Bindung zwischen den Schichten.
• Bei ellen Pressen können sowohl der Untertisch als auch der Obertisch profiliert werden, um Balken mit über ihre Höhe unterschiealiche Dicken herzustellen. Gewisse Dichteunterschiede können auch durch Variation der Dichte des Spänebettes erreicht werden.
• Die obenbeschriebenen Pressen und Metoden zur Herstellung eines Balken5 gemäss der Erfindung sollen nur als Beispiele gelten, welche in vieler Hinsicht variiert werden können. Die verwendeten Pressen können entweder aus festen Pressen bestehen, oder als kontinuierliche Pressen ausgebildet werden, d.h. Pressen von welchenman ein kontinuierliches Presstück erhält.
• Weiterhin kann Späneform und Grösse in weiten Grenzen-variiert werden, unter der Voraussetzung, dass sie in gewünschter Weise orientiert werden können.

Claims (14)

PATENTANSPRÜCHE

1. Holzbalken aufgebaut aus unter Druck zusammengeleimten Holzspänen, gekennzeichnet dadurSh dass der Balken mindestens drei aufeinander angeordnete und über die gesamte Balkenlänge sich erstreckende Schichte (1, 1', 2) enthält und dass die beiden äusseren Schichten (1,1') zum überwiegenden Teil Späne mit hauptsächlich in der Balkenlängsrichtung orientierte Fasern enthalten und dass die Mittellage zum überwiegenden Teil Späne mit wesentlich in der Vertikalebene des Balkens orientierte Fasern enthält.

2. Balken laut Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die genannte äussere Schicht (1, 1 ) zum überwiegcnden Teil langgestreckte und in der Balkenlängsrichtung orientierte Späne enthält.

Balken laut Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, dass die Mittellage (2) zum überwiegenden Teil Späne mit relativ grosser Ausbreitung in sowohl Längs- als auch Breitenrichtung enthält, welche zufällig in der Vertikalebene des Balkens orientiert sind.

4. Balken laut Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, dass die in die Mittellage eingehenden Späne zum überwiegenden Teil aus langgestreckten Spänen bestehen.

5. Balken laut Anspruch 4, gekennzeichnet dadurchbdass die genannten anggestreckter Späre aufs @@@@@ewohl in der Vertikalebene der Balken angeordnet sind.

6. Balken laut Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, dass die genannten langgestreckten Späne wesentlich in zwei gegeneinander hauptsächlich orientierteJ)Richtungen orientiert sind, welche im wesentlichen einen Winkel von 450 zur Vertikalachse des Balkens bilden.

7. Balken nach irgendeinem der Ansprüche l - 6, gekennzeichnet dadurch, dass die Mittellage eine geringere Dichte als die Aussenschichten hat (1, 1 ).

8. Balken nach irgendeinem der Ansprüche 1 - 7, gekennzeichnet dadurch, dass die Mittellage (2) mindestens zu einem Teil eine reduzierte Dicke im Verhältnis zu den beiden Aussenschichten (1, 1 ) hat.

9. Balken nach irgendeinem der Ansprüche 1 - 8, gekennzeichnet dadurch, dass die Aussenschichten (1, 1 ) eine von der an die Mittellage grenzende Flache und gegen die Aussenfläche zunehmende Dichte haben.

10. Die Herstellungsmetode eines Holzbalkens nach Forderung 1, bei welcher ein Spänebett mit beleimten Spänen unter Aufwärmung einem Pressdruck ausgesetzt wird, gekennzeichnes dadurch, dass das Spänebett durch seitlich &on einander angeordnete, langgestreckte Spänestränge aufgebaut wird, welche wechselweise Späne mit in Stranglängsrichtung resp in Ebene mit der Unterlage orientierte Fasern enthalten.

11. Metode nach Forderung lO, gekennze}chnet dadurch, dass man einen Spanestrang mit in Stranglängsrichtung orientierte Fasern auf beiden Seiten eines vorzugweise breiten Stranges angeordnet, der Späne mit zur Unterlagsebene orientierte Fasern enthält.

12. Metode nach Forderung 10 oder ll, kennzeichnet dadurch, dass das Spänebett auf einen mit Seitenkanten versehenen Presstisch auf solche Weise angeordnet ist, dass die genannten Kanten mit den Aussenkanten der äusseren Spanestränge zusammenfallen, wonach das Spänebett einem Druck winkelrecht zur Unterlage ausgesetzt wird.

13. Metode nach Forderung 11, gehennzeichnet dadurch, dass das Spänebett zuerst einem Druck winkelrecht zur Unterlage ausgesetzt wird und dass dann, nachdem dieser Druck einen vorbestimmten Wert erreicht hat, das Spänebett einem paralell zu Unterlage und winkelrecht zu dessen Längsrichtung gerichteten Druck ausgesetzt wird.

14. Metode nach Forderung 13, gekennzeiciniet dadurch, dass das Spänebett so ausgebaut wird, dass dessen Mittenstrang eine grössere Höhe als die der Seitenstränge erreicht und dass der Druck, der paralell zur Unterlage auf das Spänebett ausgeübt wird, den Druck winkelrecht gerichtet zur Unterlage übersteigt.