DE2407642C2 - Balken aus unter Druck verleimten Holzspänen und Verfahren zur Herstellung eines solchen Balkens - Google Patents
Balken aus unter Druck verleimten Holzspänen und Verfahren zur Herstellung eines solchen BalkensInfo
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- B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
- B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
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- B27N3/08—Moulding or pressing
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Description
F i g. 1 eine perspektivische Darstellung eines Balkens,
F i g. 2 bis 4 Querschnitte durch verschiedene Pressen, die zur Herstellung eines Balkens gemäß P i g. 1 verwendet
werden können.
Der in F i g. 1 gezeigte Balken ist aus drei sich über
die gesamte Balkenlänge erstreckenden Schichten aufgebaut, wobei die beiden Außenschichten 1, Γ langgestreckte,
im wesentlichen in der Längsrichtung des Balkens orientierte Späne enthalten, was bedeutet, daß
auch die Fasern der genannten Späne hauptsächlich in Längsrichtung des Balkens orientiert sind. Die zwischen
diesen Schichten angeordnete Mittellage 2 enthält dünne Späne mit einer relativ großen Ausdehnung sowohl
in Längs- als auch in Querrichtung. Diese Späne sind
grundsätzlich in der Vertikalebene des Balkens angeordnet, wodurch die Fasern dieser Späne hauptsächlich
in der Vertikalebene des Balkens orientiert sind. Die letztgenannte Späneorientierung in der vertikalen Ebene
ist dagegen vollständig beliebig, weshalb diese Fasern unterschiedliche Winkel zueinander bilden.
Ein derartiger Balken zeichnet sich durch große Tragfähigkeit aus, da Druck- und Zugspannungen effektiv
durch die in den Außenschichten angeordneten und in Längsrichtung des Balkens orientierten Fasern aufgenommen
werden. Die Mittellage nimmt unter anderem Querkräfte im Balken auf und stellt gleichzeitig eine
wirkungsvolle Verbindung zwischen den beiden Außenschichten her. Die Mittellage 2 kann gewöhnlich mit
geringerer Dichte als die Außenschichten 1, Γ ausgeführt werden. Da die erforderliche Spänemenge in der
Mittellage sehr klein wird, kann man unter Vermeidung einer Unterschreitung der niedrigsten Dichte das Volumen
dieser Schicht vermindern, so daß ein Steg gebildet wird. Die beiden Außenschichten 1,1' werden vorzugsweise
mit einer zur Außenfläche hin zunehmenden Dichte ausgebildet.
Die in dem Balken gemäß F i g, 1 verwendeten Späne sind vorzugsweise größer als solche, die in herkömmlichen
Spanplatten Verwendung finden. Sie können z. B. eine Dicke von ca. 0,8 mm und eine maximale Länge von
50 mm haben. Bei Anwendung von kleineren Spänen entstehen unter anderem Schwierigkeiten bei der
Orientierung derselben in den gewünschten Richtungen.
Bei dem oben beschriebenen Balken haben die in den Außenschichten 1,1' verwendeten Späne eine langgestreckte
Form. Diese Späne können aber auch eine relativ große Abmessimg in Querrichtung haben, unter der
Voraussetzung, daß die Späne so orientiert werden, daß ihre Fasern hauptsächlich in Längsrichtung des Balkens
verlaufen. Die in der mittleren Schicht 2 verwendeten, in der Vertikalebene des Balkens orientierten, jedoch in
der genannten Ebene aufs Geratewohl gedrehten Späne können durch langgestreckte Späne gleicher Art, wie sie
in den Außenschichten verwendet werden, ausgetauscht werden. Auch diese Späne sind in der Vertikalebene des
Balkens orientiert, wobei sie entweder zufällige Richtungen in der vertikalen Ebern: einnehmen können, oder
diese Späne werden in zwei Hauptrichtung..-n angeordnet, welche vorzugsweise einen rechten Winkel miteinander
bilden oder unter einem Winkel von 45° zur Vertikalachse des Balkens geneigt sind.
Baiken gemäß Fig. 1 können hergestellt werden, indem
ein aus beleimen und <n der gewünschten Richtung
orientierten Spänei1 gebildetes Spänebett in eine beheizte
Presse eingelührt w<rd, in der das Spänebett verpreßt wird. Einige Beispiel*-1 fiK mögliche Ausführungen
solcher Pressen wtnlen im folgenden anhand der F i g. 2
bis 4 beschrieben.
Fig.2 zeigt schematisch eine herkömmliche Presse
mit Ober- und Unterpressentisch 3 und 4 mit ebenen Preßflächen, zwischen die ein Spänebett eingeführt ist.
Das Spänebett besteht aus zwei äußeren Spänesträngen 5,5' mit in Längsrichtung orientierten, langgestreckten
Spänen und aus einem zwischen diesen beiden Strängen angeordneten etwas breiteren mittleren Strang 6, der in
der Ebene der Preßflächen orientiert, aber innerhalb
ίο dieser Ebene aufs Geratewohl gedrehte Späne enthält
Die Presse nach Fig.2 hai den Vorteil, daS sie zum
Pressen von Balken mit verschiedenen Höhenabmes-SLngen
verwendet werden kann. Außerdem kann sie zum gleichzeitigen Pressen von mehreren parallelen
Balken verwendet werden, wobei das Spänebett aus mindestens fünf Strängen aufgebaut ist, die wechselweise
in Längsrichtung des Balkens bzw. in der Ebene der Preßfläche orientierte Späne enthalten. Den gepreßten
Block teilt man danach in einzelne Balken auf, und zwar durch Sägeschnitte, die zum Ober- und Untertisch 3, 4
parallel sind. Mit diesem Pressentyp kann man dagegen keine Balken herstellen, deren Außenschicht eine nach
außen zunehmende Dichte haben. Die Außenkanten des gepreßten Blockes müssen vielmehr nach der Pressung
begradigt werden.
Bei der in F i g. 3 gezeigten Presse ist der untere Pressentisch 7 mit längsgerichteten Wangen 8 ausgestattet,
zwischen die der obere Pressentisch 9 mit geringem Spielraum eingepaßt ist. Diese Presse erlaubt die Herstellung
von Balken mit ebenen Seitenflächen. Dagegen gestattet auch diese Presse kein Zustandekommen eines
nennenswerten Dichtegradienten in den Außenschichten. Außerdem kann diese Presse nicht ohne weiteres
für die Herstellung von Balken verschiedener Höhe angewendet werden.
Fig.4 zeigt eine Presse, die zusätzlich zu einem Ober- und Unterpressentisch 10 und 11 noch mit Kantenpreßstempein
12 und 13 versehen ist. Das Spänebett soll in die Presse so eingeführt werden, daß die mittleren
Stränge eine größere Höhe erreichen als die äußeren Stränge. Beim Pressen wird zuerst der obere Pressentisch
10 bis zu einer von den Kantenpreßstempeln 12,13 bestimmten Höhe abgesenkt, wobei hauptsächlich nur
die mittleren Stränge beeinflußt und zur gev/ünschten Dichte komprimiert werden. Danach werden die Kantenpreßstempel
betätigt, welche mit einem bedeutend höheren Preßdruck als die horizontalen Pressentische
die Außenschichten des Spänebettes in Querrichtung zusammenpressen. Da diese Pressung die Späne der
mittleren Schichten nicht nennenswert beeinflußt, kann man in den Außenschichten eine deutlich höhere Dichte
erzielen als in der mittleren Schicht, wobei die Dichte zu den Außenrändern hin zunimmt. Neben der angestrebten
Dichtevergrößerung in den Außenschienten hat ein mit dieser Presse hergestellter Balken eine sehr starke
Bindung zwischen den Schichten.
Bei allen Pressen können sowohl der Untertisch als auch der Obertisch profiliert werden, um Balken mit
über ihre Höhe unterschiedlicher Dicke herzustellen.
Gewisse Dichteunterschiede können auch durch Variation der Dichte des Spänebettes erreicht werden.
Die oben beschriebenen Pressen können entweder als ortsfeste Pressen oder als kontinuierlich arbeitende
Presr^n ausgebildet werden, um einen endlosen Balken
zu erzeugen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Balken aus unter Druck verleimten Holzspänen mit drei übereinander angeordneten und sich über
die gesamte Balkenlänge erstreckenden Schichten, von denen die beiden äußeren Schichten zum überwiegenden
Teil Späne mit in Richtung der Balkenlängsachse orientierten Fasern enthalten, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mittellage (2) zum überwiegenden Teil Späne mit in zur Balkenlängsachse
parallelen Vertikalebenen orientierten Fasern enthält.
2. Balken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellage (2) zum überwiegenden Teil
Späne mit relativ großer Erstreckung sowohl in Längs- als auch in Querrichtung enthält, deren Fasern
in zur Balkenlängsachse parallelen Vertika'ebenensvillkürlich
orientiert sind.
3. Balken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellage (2) zum überwiegenden Teil
aus langgestreckten Spänen besteht
4. Balken nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die langgestreckten Späne in zur Balkeniängsachse
parallelen Vertikalebenen willkürlich angeordnet sind.
5. Balken nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die langgestreckten Späne hauptsächlich in
zwei Richtungen orientiert sind, welche mit der Balkenlängsachse jeweils einen Winkel von 45° einschließen.
6. Verfahren zur Herstellung des Balkens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem ein auf einer
Unterlage angeordnetes Spänebett aus mit Leim behafteten Spänen unter Erwärmung einem Preßdruck
ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Spänebett aus drei langgestreckten Spänesträngen
aufgebaut wird, die auf der Unterlage seitlich nebeneinander angeordnet sind und von denen die beiden
äußeren Spänestränge zum überwiegenden Teil Späne mit in Richtung der Stranglängsachse orientierten
Fasern enthalten und der mittlere Spänestrang zum überwiegenden Teil Späne mit in zur
Unterlage parallelen Ebenen orientierten Fasern enthält.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Spänebett auf einer mit Seitenkanten
versehenen Unterlage derart angeordnet wird, daß die Seitenkanten der Unterlage mit den Außenkanten
der äußeren Spänestränge zusammenfallen, woraufhin das Spänebett rechtwinklig zur Unterlage
einem Druck ausgesetzt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Spänebett zuerst rechtwinklig zur
Unterlage einem Druck ausgesetzt wird und sodann, wenn dieser Druck einen vorbestimmten Wert erreicht
hat, parallel zur Unterlage und rechtwinklig zur Längsrichtung der Stränge einem Druck ausgesetzt
wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Spänebett so aufgebaut wird, daß
der mittlere Spänestrang eine größere Höhe hat als die beiden äußeren Spänestränge, und daß der
Druck, der parallel zur Unterlage auf das Spänebett ausgeübt wird, den rechtwinklig zur Unterlage ausgeübten
Druck übersteigt.
Die Erfindung betrifft einen Balken aus unter Druck verleimten Holzspänen mit drei übereinander angeordneten
und sich über die gesamte Balkenlänge erstrekkenden Schichten, von denen die beiden äußeren
Schichten zum überwiegenden Teil Späne mit in Richtung der Balkenlängsachse orientierten Fasern enthalten.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Balkens, bei dem ein auf einer
ίο Unterlage angeordnetes Spänebett aus mit Leim behafteten
Spänen unter Erwärmung einem Preßdruck ausgesetzt wird.
In der Zeitschrift »Holz als Roh- und Werkstoff«, 18 (1960), S. 377 bis 385 ist die Herstellung eines Balkens
aus unter Druck verleimten Holzspänen beschrieben, die in Längsrichtung des Balkens orientiert sind. Die
Orientierung der Holzspäne ist also über den Querschnitt des Balkens gesehen gleichförmig In dieser
Druckschrift ist ferner eine dreischichtige Holzspanplatte beschrieben mit einer Mittellage aus normal gestreuten
Spänen und Deckschichten aus orientierten Spänen. Wenn man dieses für eine Platte vorgeschlagene
Konstruktionsprinzip auf einen Balken übertragen würde, danr; würde dies zu einer unbefriedigenden Festigkeit
des Balkens führen. Die Konstruktionsanweisung, daß die Mittellage aus normal gestreuten Spänen
bestehen soll, bedeutet nämlich, daß die Fasern der die Mittellage bildenden Späne willkürlich, d. h. regellos angeordnet
sind. Eine derartige regellose Anordnung der Späne der Mittellage hat aber zur Folge, daß diese nur
in beschränktem Maße Querkräfte aufnehmen können. Bei der Dimensionierung eines mit Biegekräften belasteten
Balkens oder Trägers müssen aber nicht nur die in den Randzonen auftretenden Druck- und Zugspannungen
berücksichtigt werden, sondern es müssen auch die in der Mittellage auftretenden Querkräfte beachtet
werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Balken hinsichtlich der aufnehmbaren
spezifischen Querkräfte zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Mittellage zum überwiegenden Teil Späne mit
in zur Baikenlängsachse parallelen Vertikalebenen orientierten Fasern enthält.
Diese Orientierung der die Mitteliage bildenden Holzspäne ermöglicht die Übertragung großer spezifischer
Querkräfte, so daß der erfindungsgemäße Balken starken Biegekräften standhalten kann.
Bei den bekannten Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger
Balken aus verleimten Holzspänen war es üblich, die einzelnen Späneschichten übereinander anzuordnen.
Im Gegensatz dazu ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, daß das Spänebett aus drei langgestreckten
Spänesträngen aufgebaut wird, die auf der Unterlage seitlich nebeneinander angeordnet sind und
von denen die beiden äußeren Spänestränge zum überwiegenden Teil Späne mit in Richtung der Stranglängsachse
orientierten Fasern enthalten und der mittlere Spänestrang zum überwiegenden Teil Späne mit in zur
Unterlage parallelen Ebenen orientierten Fasern enthält.
Durch die seitlich nebeneinanderliegende Anordnung der Spänestränge wird die angestrebte Orientierung der
f>5 die Mittellage bildenden Späne wesentlich erleichtert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert.
Es zeigt
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